專利名稱：Ag-氧化物系電接點材料的制造方法和由其得到的電接點材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及Ag-氧化物系電接點材料的制造方法和由其得到的電接點材料。
背景技術(shù)：
以往，作為電接點材料的制造方法，有利用后氧化法的制造法:由熔化法制作作為毛坯的合金，進(jìn)行軋制加工、壓制加工等而加工為接點形狀，然后進(jìn)行內(nèi)部氧化處理。另外，有利用預(yù)氧化法的制造法:由熔化法制作作為毛坯的合金，加工為板材等之后，由壓制切削制造碎片，將碎片進(jìn)行內(nèi)部氧化處理后，壓縮成形為規(guī)定的形狀，通過擠出加工將所壓縮成形得到的材料加工為線材或板材后，加工為接點形狀(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。

另外，有利用粉末燒結(jié)法的制造法:在將金屬粉末壓縮成形為規(guī)定的形狀后進(jìn)行燒結(jié)，在軋制加工后加工為接點形狀(例如，參照專利文獻(xiàn)2)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開平7 - 258769號公報專利文獻(xiàn)2:日本特開平9 — 111364號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題例如,要使用包含Ag、Zn、Te、Cu、Sb的組成的合金制造電接點時,包含Zn的Ag合金的塑性加工性差，因此，在接點的制造中不可欠缺的軋制加工等加工困難，利用作為現(xiàn)有的電接點制造方法的后氧化法和預(yù)氧化法的制造困難。另外，即使在能夠進(jìn)行一定程度的塑性加工時，當(dāng)在加工為接點形狀后進(jìn)行內(nèi)部氧化處理時，也會因氧化膨脹而在晶界產(chǎn)生大量微細(xì)的裂縫，成為非常脆的狀態(tài)，難以直接作為電接點使用。這樣，包含Zn的Ag-氧化物系電接點材料，在電接點的制造中不可欠缺的塑性加工性低，難以進(jìn)行軋制加工，因此沒有被實際用作電接點材料。但是，只要包含Zn的Ag合金具備能夠作為電接點材料實際使用的性能，就能夠降低被大量使用的接點材料的單價，能夠提供適于大量生產(chǎn)的電接點材料。本發(fā)明以解決這樣的問題為課題。用于解決課題的方法因此，本發(fā)明為了制造包含Zn的Ag-氧化物系電接點材料，著眼于由該組成帶來的作為Ag合金特征的低的塑性加工性、以及在特定的內(nèi)部氧化條件下在晶界產(chǎn)生大量微細(xì)裂縫而變得非常脆的性質(zhì)。本發(fā)明通過由熔化法制作錠(ingot)后，以錠的狀態(tài)直接進(jìn)行內(nèi)部氧化處理，使大量微細(xì)裂縫在晶界產(chǎn)生，成為非常脆的狀態(tài)，然后，通過將錠進(jìn)行粉碎處理，得到完成了內(nèi)部氧化處理的Ag合金的碎片或粉末，然后將該Ag合金的碎片或粉末以所希望的形狀進(jìn)行壓縮成形，并燒結(jié)處理后，通過擠出加工而加工為線材或板材的電接點材料，從而能夠加工為最終的接點形狀。本發(fā)明以氧分壓0.5 5.0MPa、氧化溫度600 900°C進(jìn)行內(nèi)部氧化處理。這是因為根據(jù)目前為止的實驗，在該內(nèi)部氧化條件以外，內(nèi)部氧化不進(jìn)行，包含Zn的Ag合金不能得到作為內(nèi)部氧化型接點所必須的性質(zhì)，并且在晶界不能使大量微細(xì)裂縫產(chǎn)生而成為非常脆的狀態(tài)，不能制成用于將材料壓縮成形所必須的碎片或粉末的緣故。在這里，關(guān)于通過本發(fā)明的內(nèi)部氧化處理而在晶界產(chǎn)生大量微細(xì)裂縫的原因，說明由實驗了解到的內(nèi)容。以往，將作為電接點主流的Ag-Sn-1n系材料進(jìn)行內(nèi)部氧化處理時，盡管在材料內(nèi)部生成氧化物時材料會稍微膨脹，但在晶界不產(chǎn)生大量微細(xì)裂縫。將Ag-Sn-1n系材料進(jìn)行內(nèi)部氧化處理時，為了消除從材料表面進(jìn)行內(nèi)部氧化而產(chǎn)生的Ag合金中的Sn、In等的濃度梯度,Ag合金中的Sn、In逐漸向材料表面擴(kuò)散。此時，因為Sn和In的擴(kuò)散速度比在內(nèi)部氧化時O2從材料表面擴(kuò)散的速度快，所以，在材料內(nèi)部會產(chǎn)生些許氧化物的聚集，產(chǎn)生氧化物多的部位和少的部位。其中，氧化物濃度低的部位為容易塑性變形的狀態(tài)。在由伴隨內(nèi)部氧化的氧化物生成而產(chǎn)生膨脹時，該氧化物濃度低且容易塑性變形的部位是因為吸收由該膨脹產(chǎn)生的變形而不產(chǎn)生微細(xì)裂縫的部位。但是，在將本發(fā)明的包含Zn的Ag系材料進(jìn)行內(nèi)部氧化處理時，因為內(nèi)部氧化時的Zn擴(kuò)散速度比Sn和In的擴(kuò)散速度慢，O2從材料表面的擴(kuò)散速度快，所以，Ag合金中的氧化物生成快，整體上氧化物均勻分散，氧化物的聚集難以發(fā)生。因此，相比于Ag-Sn-1n系材料，整體延展性低，不能吸收在內(nèi)部氧化時產(chǎn)生的氧化物膨脹，從而在晶界產(chǎn)生大量微細(xì)裂縫。特別在本發(fā)明所示的內(nèi)部氧化條件下，明顯確認(rèn)到該現(xiàn)象。利用本發(fā)明所示的制造方法，就能夠使用以往難以制造電接點的包含Zn的Ag系材料來制造電接點，能夠制造接點性能比以往的接點材料更優(yōu)異的電接點。根據(jù)目前為止的實驗，可知作為包含Zn的Ag系材料，配合有98.7 50質(zhì)量％的Ag、l 40質(zhì)量％的211、0.I 3.0質(zhì)量％的了6、0.I 5.0質(zhì)量％的Cu、0.1 2.0質(zhì)量％的Sb的Ag系材料能夠制造接點性能優(yōu)異的電接點。
另外，可知在Ag中添加Zn時，通過共同添加Te、Cu、Sb這3種元素，就能夠制造接點性能優(yōu)異的電接點。這3種元素的配合比例，在分別小于上述最小值時，不能得到耐消耗性和耐熔敷性的效果。另外，可知如果分別大于上述最大值，則會因為氧化物變得過多而接觸電阻增大，進(jìn)而造成溫度上升，成為使熔敷現(xiàn)象發(fā)生的主要原因。將Zn的配合比例設(shè)為I 40重量％的理由是因為在小于I重量％時，不能得到由氧化物帶來的所希望的效果而失去添加的意義，如果大于40重量％，則作為電接點難以進(jìn)行制造。另外，由實驗可知，如果在上述合金中進(jìn)一步添加0.5 8.0重量％的Sn、1.0
6.0重量％的Ιη、0.1 0.3重量％的Ni中的至少I種，則對于控制氧化物均勻析出、使晶粒微細(xì)化較為有效。如上所述規(guī)定Sn、In、Ni的配合比例的理由，是因為在Sn小于0.5重量％、In小于1.0重量％、Ni小于0.1重量％時，不能得到控制氧化物均勻析出、使晶粒微細(xì)化那樣效果的緣故。另外,可知是因為如果Sn大于8.0重量％、In大于6.0重量％，氧化物就會聚集，發(fā)生內(nèi)部氧化不良，如果Ni大于0.3重量％，則均勻熔化就變得困難。另外，根據(jù)實驗，可知通過在0.01 0.3重量％的范圍添加Mn、Ga、Mg、Bi中的至少I種，能夠使作為電接點的性能更加提高。這是因為通過使微細(xì)的氧化物在結(jié)晶組織內(nèi)析出，能夠使耐消耗性、耐熔敷性提高的緣故。另外，可知在它們的添加量小于0.01重量％時得不到該結(jié)果，如果大于0.3重量％，則氧化物會聚集，發(fā)生內(nèi)部氧化不良。發(fā)明的效果可知由本發(fā)明的電接點材料得到的電接點，耐熔敷性、耐電弧消耗性、接觸電阻低等的多項電特性優(yōu)異，在各種接點用途中具有優(yōu)異特性。由此，作為在Ag合金中含有Zn、被大量使用的接點材料，能夠提供單價低、適于大量生產(chǎn)的電接點材料。
具體實施例方式由表I說明本發(fā)明的實施例。通過熔化將在表I中表示的各實施例的材料制成厚度20mm、寬50mm、長50mm的錠后，直接以錠的狀態(tài)在800°C、氧壓力0.5MPa進(jìn)行約120小時左右的內(nèi)部氧化處理。然后，使用粉碎機(jī)將錠粉碎，制造碎片和/或粉末。將制造的碎片和/或粉末壓縮成形為所希望的形狀后，進(jìn)行燒結(jié)，由擠出加工制成直徑4mm的線材，進(jìn)一步由拉絲加工和熱處理，制成直徑2mm的線材。此時的加工率為75%。接著，將上述線材由成形壓制機(jī)進(jìn)行成形加工，使其成為厚0.8mm、寬和長為
2.5mm的正方形后，在DC200、300、350V進(jìn)行熔敷試驗。另外，為了 比較,作為現(xiàn)有例，制作兩例Ag-Sn-1n系的預(yù)氧化型接點,進(jìn)行比較試驗。[表I ]
權(quán)利要求
1.一種Ag-氧化物系電接點材料的制造方法，其特征在于: 將包含Zn的Ag合金以氧分壓0.5 5.0MPa、氧化溫度600 900°C的條件進(jìn)行內(nèi)部氧化處理，由此使大量微細(xì)裂縫在晶界產(chǎn)生，將通過將其粉碎得到的碎片和/或粉末壓縮成形為所希望的形狀后，進(jìn)行燒結(jié)，擠出加工為規(guī)定的形狀。
2.如權(quán)利要求1所述的Ag-氧化物系電接點材料的制造方法，其特征在于: 將包含Zn的Ag合金設(shè)為含有98.7 50質(zhì)量％的Ag、I 40質(zhì)量％的Ζη、0.1 3.0質(zhì)量％的Te、0.1 5.0質(zhì)量％的Cu和0.1 2.0質(zhì)量％的Sb。
3.如權(quán)利要求2所述的Ag-氧化物系電接點材料的制造方法，其特征在于: 還添加0.5 8.0重量％的Sn、1.0 6.0重量％的In和0.1 0.3重量％的Ni中的至少I種。
4.如權(quán)利要求3所述的Ag-氧化物系電接點材料的制造方法，其特征在于: 還添加0.01 0.3質(zhì)量％的Mn、Ga、Mg、Bi中的至少I種。
5.一種Ag-氧化物系電接點材料，其特征在于: 其是通過權(quán)利要求1 3或權(quán)利要求4制造得到的。
全文摘要
具有Zn的Ag-氧化物系電接點材料，在電接點的制造中不可欠缺的塑性加工性低，幾乎難以進(jìn)行軋制加工，因此沒有被實際用作電接點材料。本發(fā)明提供一種Ag-氧化物系電接點材料的制造方法，其中，將包含Zn的Ag合金以氧分壓0.5～5.0MPa、氧化溫度600～900℃的條件進(jìn)行內(nèi)部氧化處理，由此使大量微細(xì)裂縫在晶界產(chǎn)生，將通過將其粉碎得到的碎片和/或粉末壓縮成形為所希望的形狀后，進(jìn)行燒結(jié)，擠出加工為規(guī)定的形狀。
文檔編號B22F3/24GK103210100SQ201180054909
公開日2013年7月17日 申請日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者汲田英生, 真真田慎也 申請人:株式會社德力本店