JPH05101750A - 電極材料の製造方法 - Google Patents
電極材料の製造方法Info
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- JPH05101750A JPH05101750A JP3257681A JP25768191A JPH05101750A JP H05101750 A JPH05101750 A JP H05101750A JP 3257681 A JP3257681 A JP 3257681A JP 25768191 A JP25768191 A JP 25768191A JP H05101750 A JPH05101750 A JP H05101750A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H1/00—Contacts
- H01H1/02—Contacts characterised by the material thereof
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- Manufacture Of Switches (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 微細なクロムが銅マトリックス中に均一に分
散した高品質な銅−クロム合金の電極材料を製造し得る
方法を提供する。 【構成】 アトマイズ法により得られる銅とクロムとの
合金微粉末を１０００℃以下で溶融しない軟質の金属製
の容器に充填し、この容器毎９５０±５０℃の加熱温度
にて熱間押出加工を行った後、前記容器の部分を除去す
るようにしたことを特徴とするものである。
散した高品質な銅−クロム合金の電極材料を製造し得る
方法を提供する。 【構成】 アトマイズ法により得られる銅とクロムとの
合金微粉末を１０００℃以下で溶融しない軟質の金属製
の容器に充填し、この容器毎９５０±５０℃の加熱温度
にて熱間押出加工を行った後、前記容器の部分を除去す
るようにしたことを特徴とするものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アトマイズ法による銅
−クロム合金の微粉末を原料とする電極材料の製造方法
に関し、特に真空インタラプタの電極に用いて好適であ
る。
−クロム合金の微粉末を原料とする電極材料の製造方法
に関し、特に真空インタラプタの電極に用いて好適であ
る。
【０００２】
【従来の技術】真空インタラプタの電極材料として要求
される重要な性能の一つに電流遮断性能の高いことが挙
げられる。
される重要な性能の一つに電流遮断性能の高いことが挙
げられる。
【０００３】銅(Cu)−クロム(Cr)合金は、この電流遮断
性能が非常に優れている電極材料として知られており、
従来では電解法等により製造された銅の粉体と、粉砕法
等により製造されたクロムの粉体とを混合したものを圧
縮加圧成形し、これを高温で焼結する粉末冶金法による
製造方法が一般的である。
性能が非常に優れている電極材料として知られており、
従来では電解法等により製造された銅の粉体と、粉砕法
等により製造されたクロムの粉体とを混合したものを圧
縮加圧成形し、これを高温で焼結する粉末冶金法による
製造方法が一般的である。
【０００４】この他、圧縮加圧成形した銅の粉体の空隙
部分にクロムを溶浸させる溶浸法や、或いは銅とクロム
との混合粉体を圧縮加圧成形し、これを低温で焼結した
後、その空隙部分に銅を溶浸させるようにした方法、或
いは鋳造による方法等も試みられている。
部分にクロムを溶浸させる溶浸法や、或いは銅とクロム
との混合粉体を圧縮加圧成形し、これを低温で焼結した
後、その空隙部分に銅を溶浸させるようにした方法、或
いは鋳造による方法等も試みられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この銅−クロム合金
は、銅のマトリックス中にクロムが分散したものである
が、電極材料としての電気的特性に着目した場合、微細
なクロムが銅マトリックス中に均一に分散している方が
好ましい。
は、銅のマトリックス中にクロムが分散したものである
が、電極材料としての電気的特性に着目した場合、微細
なクロムが銅マトリックス中に均一に分散している方が
好ましい。
【０００６】ところが、粉末冶金法により製造される従
来の銅−クロム合金の場合、粉砕法により機械的に粉砕
して得られるクロム粉末の粒度分布の幅が非常に大き
く、しかもその平均粒径が４０μｍ程度にも達するた
め、銅の粉体とクロムの粉体とを混合する際にこれらの
比重差や粉体の粒度、或いは粒度分布の相違により、均
一に混合され難い欠点を有する。この結果、焼結後にお
ける銅マトリックス中のクロムが微細且つ均一に分散せ
ず、その電気的特性が期待できるほど良好ではなかっ
た。
来の銅−クロム合金の場合、粉砕法により機械的に粉砕
して得られるクロム粉末の粒度分布の幅が非常に大き
く、しかもその平均粒径が４０μｍ程度にも達するた
め、銅の粉体とクロムの粉体とを混合する際にこれらの
比重差や粉体の粒度、或いは粒度分布の相違により、均
一に混合され難い欠点を有する。この結果、焼結後にお
ける銅マトリックス中のクロムが微細且つ均一に分散せ
ず、その電気的特性が期待できるほど良好ではなかっ
た。
【０００７】そこで、クロム粉末を更に機械的に粉砕し
てその粒径を小さくすることが考えられるが、この場合
には粉砕の過程及び保管時にクロム粉体の表面が酸化が
進行し、酸素含有量の増加に伴って焼結性が低下してし
まう問題も生ずる。又、粉砕法により得られるクロム粉
末をふるいで分級し、微細径のクロム粉末のみを使用す
ることも考えられるが、この方法では歩留りが極めて悪
くなってしまい、製造コストが嵩む原因となる。
てその粒径を小さくすることが考えられるが、この場合
には粉砕の過程及び保管時にクロム粉体の表面が酸化が
進行し、酸素含有量の増加に伴って焼結性が低下してし
まう問題も生ずる。又、粉砕法により得られるクロム粉
末をふるいで分級し、微細径のクロム粉末のみを使用す
ることも考えられるが、この方法では歩留りが極めて悪
くなってしまい、製造コストが嵩む原因となる。
【０００８】一方、溶浸法により製造される従来の銅−
クロム合金の場合、クロム粉体は酸化し易いため、その
品質管理を徹底する必要がある上、表面が酸化したクロ
ムの粉末は銅との濡れ性が悪く、溶浸ができなくなる欠
点を有する。
クロム合金の場合、クロム粉体は酸化し易いため、その
品質管理を徹底する必要がある上、表面が酸化したクロ
ムの粉末は銅との濡れ性が悪く、溶浸ができなくなる欠
点を有する。
【０００９】又、鋳造法により製造される従来の銅−ク
ロム合金の場合、凝固時の冷却速度が遅いため、銅のマ
トリックス中のクロム粒子が成長してしまい、均一で微
細なクロムの分散が困難となる上、凝固偏析が生じ易い
ことから得られる銅−クロム合金の品質にばらつきが生
じ易い欠点を有する。
ロム合金の場合、凝固時の冷却速度が遅いため、銅のマ
トリックス中のクロム粒子が成長してしまい、均一で微
細なクロムの分散が困難となる上、凝固偏析が生じ易い
ことから得られる銅−クロム合金の品質にばらつきが生
じ易い欠点を有する。
【００１０】
【発明の目的】本発明は、微細なクロムが銅マトリック
ス中に均一に分散した高品質な銅−クロム合金の電極材
料を製造し得る方法を提供することを目的とする。
ス中に均一に分散した高品質な銅−クロム合金の電極材
料を製造し得る方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、微細化が
困難で表面酸化の問題を抱えたクロムの機械的粉砕法を
採用せず、アトマイズ法により銅−クロム合金の微粉末
を製造し、これを焼結して電極材料の製造が可能である
か否かを調べた。
困難で表面酸化の問題を抱えたクロムの機械的粉砕法を
採用せず、アトマイズ法により銅−クロム合金の微粉末
を製造し、これを焼結して電極材料の製造が可能である
か否かを調べた。
【００１２】そこで、銅とクロムとの混合物を真空等の
非酸化性雰囲気にて溶融し、その溶湯を５〜８ＭPa（メ
ガパスカル）の圧力のアルゴン(Ar)ガスを用いたガスア
トマイズ法により急冷凝固させて微粉末化し、銅マトリ
ックス中にクロムが分散した銅−クロム合金の微粉末を
得るようにした。
非酸化性雰囲気にて溶融し、その溶湯を５〜８ＭPa（メ
ガパスカル）の圧力のアルゴン(Ar)ガスを用いたガスア
トマイズ法により急冷凝固させて微粉末化し、銅マトリ
ックス中にクロムが分散した銅−クロム合金の微粉末を
得るようにした。
【００１３】上記方法を実施するに際し、溶融前の銅と
クロムとの混合物における銅とクロムとの重量割合を
４：１に設定した。なお、クロムの重量割合がこれより
も多くなると、クロムのマトリックス中に銅が分散した
ものが生成してしまい、目標とする銅−クロム合金粉末
が得られない。
クロムとの混合物における銅とクロムとの重量割合を
４：１に設定した。なお、クロムの重量割合がこれより
も多くなると、クロムのマトリックス中に銅が分散した
ものが生成してしまい、目標とする銅−クロム合金粉末
が得られない。
【００１４】又、銅とクロムとの混合物を溶融する際に
は、溶湯の酸素含有量を低減するために酸素含有量の低
い銅及びクロムを選定する一方、上述した非酸化性雰囲
気にて溶融するか、或いは脱酸して酸素含有量を１００
０ppm以下に抑えた。この場合、原料等に混入している
不可避の不純物、例えば鉄(Fe)やニッケル(Ni)等の存在
は許容した。
は、溶湯の酸素含有量を低減するために酸素含有量の低
い銅及びクロムを選定する一方、上述した非酸化性雰囲
気にて溶融するか、或いは脱酸して酸素含有量を１００
０ppm以下に抑えた。この場合、原料等に混入している
不可避の不純物、例えば鉄(Fe)やニッケル(Ni)等の存在
は許容した。
【００１５】これにより得られた銅−クロム合金微粉末
の粒径は１５０μｍ以下であり、その成分割合も元の銅
とクロムとの混合物の割合と同等であった。又、この銅
−クロム合金微粉末を電子顕微鏡にて観察した結果、５
μｍ以下のクロム粒子が銅マトリックス中に均一に分散
していることを確認できた。
の粒径は１５０μｍ以下であり、その成分割合も元の銅
とクロムとの混合物の割合と同等であった。又、この銅
−クロム合金微粉末を電子顕微鏡にて観察した結果、５
μｍ以下のクロム粒子が銅マトリックス中に均一に分散
していることを確認できた。
【００１６】本発明による電極材料の製造方法は、かか
る知見に鑑みてなされたものであり、上述したアトマイ
ズ法により得られる銅とクロムとの合金微粉末を１００
０℃以下で溶融しない軟質の金属製の容器に充填し、こ
の容器毎９５０±５０℃の加熱温度にて熱間押出加工を
行った後、前記容器の部分を除去するようにしたことを
特徴とするものである。
る知見に鑑みてなされたものであり、上述したアトマイ
ズ法により得られる銅とクロムとの合金微粉末を１００
０℃以下で溶融しない軟質の金属製の容器に充填し、こ
の容器毎９５０±５０℃の加熱温度にて熱間押出加工を
行った後、前記容器の部分を除去するようにしたことを
特徴とするものである。
【００１７】ここで、１０００℃以下で溶融しない軟質
の金属としては、軟鋼やステンレス鋼或いは銅等を使用
することができる。
の金属としては、軟鋼やステンレス鋼或いは銅等を使用
することができる。
【００１８】
【作用】アトマイズ法によって得られる銅−クロム合金
微粉末は、銅マトリックス中に微小な粒径のクロムが均
一に分散している。これを１０００℃以下で溶融しない
軟質の金属製の容器に充填し、この容器毎９５０±５０
℃の加熱温度にて熱間押出加工を行うことにより、合金
粉末が焼結して高密度に一体化される。しかる後、容器
の部分を除去して焼結した銅−クロム合金を取り出す。
微粉末は、銅マトリックス中に微小な粒径のクロムが均
一に分散している。これを１０００℃以下で溶融しない
軟質の金属製の容器に充填し、この容器毎９５０±５０
℃の加熱温度にて熱間押出加工を行うことにより、合金
粉末が焼結して高密度に一体化される。しかる後、容器
の部分を除去して焼結した銅−クロム合金を取り出す。
【００１９】
【実施例】真空インタラプタは、その概略構造の一例を
表す図１に示すようなものであり、相互に一直線状をな
す一対のリード棒１１,１２の対向端面には、それぞれ
電極１３,１４が図示しないろう材を介して一体的に設
けてある。これら電極１３,１４を囲む筒状のシールド
１５の外周中央部は、このシールド１５を囲む一対の絶
縁筒１６,１７の間に挟まれた状態で保持されている。
一方の前記リード棒１１は、一方の絶縁筒１６の一端に
接合された金属端板１８を気密に貫通した状態で、この
金属端板１８に一体的に固定されている。図示しない駆
動装置に連結される他方のリード棒１２は、他方の絶縁
筒１７の他端に気密に接合された他方の金属端板１９に
ベローズ２０を介して連結され、駆動装置の作動に伴っ
て電極１３,１４の対向方向に往復動可能に可動側の電
極１４が固定側の電極１３に対して開閉動作するように
なっている。
表す図１に示すようなものであり、相互に一直線状をな
す一対のリード棒１１,１２の対向端面には、それぞれ
電極１３,１４が図示しないろう材を介して一体的に設
けてある。これら電極１３,１４を囲む筒状のシールド
１５の外周中央部は、このシールド１５を囲む一対の絶
縁筒１６,１７の間に挟まれた状態で保持されている。
一方の前記リード棒１１は、一方の絶縁筒１６の一端に
接合された金属端板１８を気密に貫通した状態で、この
金属端板１８に一体的に固定されている。図示しない駆
動装置に連結される他方のリード棒１２は、他方の絶縁
筒１７の他端に気密に接合された他方の金属端板１９に
ベローズ２０を介して連結され、駆動装置の作動に伴っ
て電極１３,１４の対向方向に往復動可能に可動側の電
極１４が固定側の電極１３に対して開閉動作するように
なっている。
【００２０】本実施例における前記電極１３,１４は、
アトマイズ法による原料を軟質の金属容器に充填し、こ
の容器毎９５０±５０℃の加熱温度にて熱間押出加工
し、これによって得られる銅−クロム合金の焼結体で主
要部が構成される。
アトマイズ法による原料を軟質の金属容器に充填し、こ
の容器毎９５０±５０℃の加熱温度にて熱間押出加工
し、これによって得られる銅−クロム合金の焼結体で主
要部が構成される。
【００２１】本発明によるこの電極１３,１４の製造方
法の一例を以下に記すと、銅に対して２０重量％の割合
のクロムを有するアトマイズ粉末（粒径が１５０μｍ以
下でクロムの平均粒径が３.５μｍ）を長さが１７０mm
で外径が７０mm、肉厚が３mmの軟鋼製カプセルに充填し
た後、この軟鋼製カプセルを９５０℃にて熱間押出加工
し、直径を４５mmに絞って内部のアトマイズ粉末を焼結
一体化した。次いで、カプセル部分を除去すべくこれを
長さが１６０mmで直径が３６mmのビレットに加工した
後、図１に示す如き所定の電極形状に機械加工した。
法の一例を以下に記すと、銅に対して２０重量％の割合
のクロムを有するアトマイズ粉末（粒径が１５０μｍ以
下でクロムの平均粒径が３.５μｍ）を長さが１７０mm
で外径が７０mm、肉厚が３mmの軟鋼製カプセルに充填し
た後、この軟鋼製カプセルを９５０℃にて熱間押出加工
し、直径を４５mmに絞って内部のアトマイズ粉末を焼結
一体化した。次いで、カプセル部分を除去すべくこれを
長さが１６０mmで直径が３６mmのビレットに加工した
後、図１に示す如き所定の電極形状に機械加工した。
【００２２】このようにして得られたクロムが２０重量
％含まれる銅−クロム合金中に占めるクロムの平均粒径
は１０μｍでその粒径の分布幅も狭く、均一に分散して
いることを確認した。又、その導電率（ＩＡＣＳ）は６
０％であり、密度充填率は９９％であった。なお、この
密度充填率は単位体積当たりの銅−クロム合金の実際の
質量を、気泡等を含まない理想的な銅−クロム合金にお
ける単位体積当たりの理論的な質量で除算し、これに１
００を乗算した値である。
％含まれる銅−クロム合金中に占めるクロムの平均粒径
は１０μｍでその粒径の分布幅も狭く、均一に分散して
いることを確認した。又、その導電率（ＩＡＣＳ）は６
０％であり、密度充填率は９９％であった。なお、この
密度充填率は単位体積当たりの銅−クロム合金の実際の
質量を、気泡等を含まない理想的な銅−クロム合金にお
ける単位体積当たりの理論的な質量で除算し、これに１
００を乗算した値である。
【００２３】この銅−クロム合金を所定の電極形状に機
械加工し、図１に示す真空インタラプタに組み込んで従
来のものと比較した結果、クロムが均一に分散されてい
ることにより、発生したアークの拡散がスムーズに行わ
れ、しゃ断性能が向上したことが判った。又、クロムの
微細化に伴って接触抵抗が低下し、これに伴って耐溶着
力も低下させることができた。
械加工し、図１に示す真空インタラプタに組み込んで従
来のものと比較した結果、クロムが均一に分散されてい
ることにより、発生したアークの拡散がスムーズに行わ
れ、しゃ断性能が向上したことが判った。又、クロムの
微細化に伴って接触抵抗が低下し、これに伴って耐溶着
力も低下させることができた。
【００２４】
【発明の効果】本発明の電極材料の製造方法によると、
アトマイズ法により得られる銅−クロム合金の微粉末を
１０００℃以下で溶融しない軟質の金属製の容器に充填
し、この容器毎９５０±５０℃の加熱温度にて熱間押出
加工を行った後、前記容器の部分を除去するようにした
ので、銅マトリックス中に微細な粒径のクロムが均一に
分散した高品質の銅−クロム合金を得ることができ、従
来の焼結冶金法等による銅−クロム合金と比べて、しゃ
断電流値や接触抵抗値、或いは耐溶着性等の優れた電極
材料を提供することができる。
アトマイズ法により得られる銅−クロム合金の微粉末を
１０００℃以下で溶融しない軟質の金属製の容器に充填
し、この容器毎９５０±５０℃の加熱温度にて熱間押出
加工を行った後、前記容器の部分を除去するようにした
ので、銅マトリックス中に微細な粒径のクロムが均一に
分散した高品質の銅−クロム合金を得ることができ、従
来の焼結冶金法等による銅−クロム合金と比べて、しゃ
断電流値や接触抵抗値、或いは耐溶着性等の優れた電極
材料を提供することができる。
【図１】真空インタラプタの一例を表す断面図である。
１１,１２はリード棒、１３,１４は電極である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 深井 利真 東京都品川区大崎二丁目１番17号 株式会 社明電舍内
Claims (1)
- 【請求項１】 アトマイズ法により得られた銅とクロム
との合金微粉末を１０００℃以下で溶融しない軟質の金
属製の容器に充填し、この容器毎９５０±５０℃の加熱
温度にて熱間押出加工を行った後、前記容器の部分を除
去するようにしたことを特徴とする電極材料の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3257681A JP3067318B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 電極材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3257681A JP3067318B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 電極材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05101750A true JPH05101750A (ja) | 1993-04-23 |
| JP3067318B2 JP3067318B2 (ja) | 2000-07-17 |
Family
ID=17309630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3257681A Expired - Lifetime JP3067318B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | 電極材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3067318B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002070762A1 (fr) * | 2001-03-06 | 2002-09-12 | Kiyohito Ishida | Element comportant une structure de separation et procede de fabrication |
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-
1991
- 1991-10-04 JP JP3257681A patent/JP3067318B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002070762A1 (fr) * | 2001-03-06 | 2002-09-12 | Kiyohito Ishida | Element comportant une structure de separation et procede de fabrication |
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| Publication number | Publication date |
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| JP3067318B2 (ja) | 2000-07-17 |
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