專利名稱：Ag-氧化物系電接點(diǎn)材料的制造方法和由其得到的電接點(diǎn)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(diǎn)材料的制造方法和由其得到的電接點(diǎn)材料。
背景技術(shù)：
以往，作為電接點(diǎn)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(diǎn)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(guò)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(diǎn)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(diǎn)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(kāi)平7 - 258769號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)平9 — 111364號(hào)公報(bào)

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(diǎn)時(shí),包含Zn的Ag合金的塑性加工性差，因此，在接點(diǎn)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(diǎn)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(shí)，當(dāng)在加工為接點(diǎn)形狀后進(jìn)行內(nèi)部氧化處理時(shí)，也會(huì)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(diǎn)使用。這樣，包含Zn的Ag-氧化物系電接點(diǎn)材料，在電接點(diǎn)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(méi)有被實(shí)際用作電接點(diǎn)材料。但是，只要包含Zn的Ag合金具備能夠作為電接點(diǎn)材料實(shí)際使用的性能，就能夠降低被大量使用的接點(diǎn)材料的單價(jià)，能夠提供適于大量生產(chǎn)的電接點(diǎn)材料。本發(fā)明以解決這樣的問(wèn)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(diǎn)材料，著眼于由該組成帶來(lái)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(guò)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(guò)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(guò)擠出加工而加工為線材或板材的電接點(diǎn)材料，從而能夠加工為最終的接點(diǎn)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?yàn)楦鶕?jù)目前為止的實(shí)驗(yàn)，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(diǎn)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(guò)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(shuō)明由實(shí)驗(yàn)了解到的內(nèi)容。以往，將作為電接點(diǎn)主流的Ag-Sn-1n系材料進(jìn)行內(nèi)部氧化處理時(shí)，盡管在材料內(nèi)部生成氧化物時(shí)材料會(huì)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(shí)，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(shí)，因?yàn)镾n和In的擴(kuò)散速度比在內(nèi)部氧化時(shí)O2從材料表面擴(kuò)散的速度快，所以，在材料內(nèi)部會(huì)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(shí)，該氧化物濃度低且容易塑性變形的部位是因?yàn)槲沼稍撆蛎洰a(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(shí)，因?yàn)閮?nèi)部氧化時(shí)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(shí)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(diǎn)的包含Zn的Ag系材料來(lái)制造電接點(diǎn)，能夠制造接點(diǎn)性能比以往的接點(diǎn)材料更優(yōu)異的電接點(diǎn)。根據(jù)目前為止的實(shí)驗(yàn)，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(diǎn)性能優(yōu)異的電接點(diǎn)。
另外，可知在Ag中添加Zn時(shí)，通過(guò)共同添加Te、Cu、Sb這3種元素，就能夠制造接點(diǎn)性能優(yōu)異的電接點(diǎn)。這3種元素的配合比例，在分別小于上述最小值時(shí)，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(huì)因?yàn)檠趸镒兊眠^(guò)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?yàn)樵谛∮贗重量％時(shí)，不能得到由氧化物帶來(lái)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(diǎn)難以進(jìn)行制造。另外，由實(shí)驗(yàn)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(duì)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?yàn)樵赟n小于0.5重量％、In小于1.0重量％、Ni小于0.1重量％時(shí)，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?yàn)槿绻鸖n大于8.0重量％、In大于6.0重量％，氧化物就會(huì)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(shí)驗(yàn)，可知通過(guò)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(diǎn)的性能更加提高。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)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(shí)得不到該結(jié)果，如果大于0.3重量％，則氧化物會(huì)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(diǎn)材料得到的電接點(diǎn)，耐熔敷性、耐電弧消耗性、接觸電阻低等的多項(xiàng)電特性優(yōu)異，在各種接點(diǎn)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(diǎn)材料，能夠提供單價(jià)低、適于大量生產(chǎn)的電接點(diǎn)材料。
具體實(shí)施例方式由表I說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。通過(guò)熔化將在表I中表示的各實(shí)施例的材料制成厚度20mm、寬50mm、長(zhǎng)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(shí)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(shí)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(zhǎng)為
2.5mm的正方形后，在DC200、300、350V進(jìn)行熔敷試驗(yàn)。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(diǎn),進(jìn)行比較試驗(yàn)。[表I ]
權(quán)利要求
1.一種Ag-氧化物系電接點(diǎn)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(guò)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)材料，其特征在于: 其是通過(guò)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(diǎn)材料，在電接點(diǎn)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(méi)有被實(shí)際用作電接點(diǎn)材料。本發(fā)明提供一種Ag-氧化物系電接點(diǎn)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(guò)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(hào)B22F3/24GK103210100SQ201180054909
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)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(qǐng)人:株式會(huì)社德力本店