电触点材料
阅读：422发布：2020-05-12
专利汇可以提供电触点材料专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种耐熔敷性、耐消耗性以及 温度 性能优异的 电触点 材料。电触点材料（31）含有10 质量 %以上30质量%以下的 碳 化钨、2质量%以上5质量%以下的 石墨 ，余部含有 银 和不可避免的杂质，该电触点材料的相对 密度 为98.0%以上、 氧 含量为350ppm以下、导电率为60%IACS以上、抗弯强度为330MPa以上。，下面是电触点材料专利的具体信息内容。
电触点材料
技术领域
背景技术
[0002] 传统上，由含有一定量以上碳化钨（其为耐热性非氧化物）的银-碳化钨系材料形成的电触点材料常用于额定电流值为200A以上的断路器。为了通过防止在遮断时的高热条件下碳化钨被氧化而抑制温度的上升（温度性能），并为了提高耐熔敷性，向该电触点材料中添加石墨。
[0003] 例如，在日本特开昭58-11753号公报（以下称作专利文献1）中公开了这样的电触点材料，该电触点材料含有：5~70重量%的碳化钨等日本元素周期表IVa、Va、VIa族金属的碳化物，1~11重量%的石墨，5~60重量%的铁族金属，0.1~30重量%的IVa、Va、VIa、VIIa族金属的氮化物，余部由银形成，其中碳化物和氮化物分散于铁族金属和银中。
[0004] 另外，在日本特开昭58-11754号公报（以下称作专利文献2）中公开了这样的电触点材料，该电触点材料含有：5~70重量%的碳化钨等日本元素周期表IVa、Va、VIa族金属的碳化物，1~11重量%的石墨，5~60重量%的铁族金属，0.1~5重量%的IVa、Va、VIa、VIIa族金属，余部由银形成，其中碳化物和IVa、Va、VIa、VIIa族金属固溶或分散于铁族金属和银中。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1：日本特开昭58-11753号公报
[0008] 专利文献2：日本特开昭58-11754号公报
发明内容
[0009] 发明要解决的问题
[0010] 由于碳化钨等耐热性非氧化物与银的润湿性差，因此上述电触点材料不是由熔融法、而是由粉末冶金法制造的。在粉末冶金法中，对起始原料粉末进行压缩成形，制成成形体，然后对该成形体进行烧结。在这样得到的烧结体中，所结合的粉末颗粒之间存在间隙
（气孔）。
（气孔）。
[0011] 因此，由于所获得的电触点材料的相对密度低、且未致密化，因此其导电率变低。于是，在使用该电触点材料构成的断路器中，遮断时在触点处产生的热变多。因此，产生这样的问题：所获得的电触点材料的耐熔敷性、耐消耗性以及温度性能劣化。
[0012] 为了解决这样的问题，在专利文献1和专利文献2所记载的电触点材料的制造方法中，通过对烧结体进行再加压，使相对密度增加。然而，此方法所获得的相对密度不足
95%。因此，电触点材料的导电率变低。由此使电触点材料的耐熔敷性、耐消耗性以及温度性能变得不足。需要说明的是，为了解决这个问题，需要使电触点材料的触点面积变大。
95%。因此，电触点材料的导电率变低。由此使电触点材料的耐熔敷性、耐消耗性以及温度性能变得不足。需要说明的是，为了解决这个问题，需要使电触点材料的触点面积变大。
[0013] 因此，本发明的目的是提供耐熔敷性、耐消耗性以及温度性能优异的电触点材料。
[0014] 解决问题的方法
[0015] 根据本发明的电触点材料含有10质量%以上30质量%以下的碳化钨、2质量%以上5质量%以下的石墨，余部含有银和不可避免的杂质，该电触点材料的相对密度为98.0%
以上、氧含量为350ppm以下、导电率为60%IACS以上、抗弯强度为330MPa以上。
以上、氧含量为350ppm以下、导电率为60%IACS以上、抗弯强度为330MPa以上。
[0016] 在本发明的电触点材料中，优选碳化钨的平均粒径为0.2μm以上5μm以下。
[0017] 另外，在本发明的电触点材料中，优选石墨的平均粒径为1μm以上50μm以下。
[0018] 发明效果
[0019] 根据本发明，由于相对密度为98.0%以上、氧含量为350ppm以下、导电率为60%IACS以上、抗弯强度为330MPa以上，因此可以提供耐熔敷性、耐消耗性以及温度性能优异的电触点材料。
[0021] 图1是示出固定侧触点部件和可动侧触点部件的关闭状态中的配置关系的侧面图，其中，所述固定侧触点部件和所述可动侧触点部件构成了其中装有作为本发明一个实
施方案的电触点材料的断路器；
施方案的电触点材料的断路器；
[0022] 图2是示出固定侧触点部件和可动侧触点部件的打开状态中的配置关系的侧面图，其中，所述固定侧触点部件和所述可动侧触点部件构成了其中装有作为本发明一个实
施方案的电触点材料的断路器。
具体实施方案
施方案的电触点材料的断路器。
具体实施方案
[0023] 首先，对装有作为本发明一个实施方案的电触点材料的断路器的结构进行说明。
[0024] 如图1和图2所示，断路器10具有固定侧触点部件30和可动侧触点部件20，其中，可动侧触点部件20以能够反复移动的方式进行配置，使得其能够接触到固定侧触点部
件30、或者能够远离固定侧触点部件30。固定侧触点部件30由电触点材料31和金属基件
32的接合体构成。可动侧触点部件20由电触点材料21和金属基件22的接合体构成。根
据本发明实施方案的电触点材料31用于断路器10的固定侧触点部件30的一部分。另外，
图1和图2所示的电触点材料31为根据本发明的“电触点材料”的一个例子。
件30、或者能够远离固定侧触点部件30。固定侧触点部件30由电触点材料31和金属基件
32的接合体构成。可动侧触点部件20由电触点材料21和金属基件22的接合体构成。根
据本发明实施方案的电触点材料31用于断路器10的固定侧触点部件30的一部分。另外，
图1和图2所示的电触点材料31为根据本发明的“电触点材料”的一个例子。
[0025] 固定侧触点部件30中，电触点材料31和金属基件32以接合部32a（其与金属基件32侧形成一体）的上面作为接合面、经由焊接材料4而彼此接合。可动侧触点部件20中，电触点材料21和金属基件22以接合部（其与金属基件22侧形成一体）的上面作为接合面、
经由焊接材料4而彼此接合。
经由焊接材料4而彼此接合。
[0026] 因为这样构成了可动侧触点部件20和固定侧触点部件30，所以使得：当超过断路器10的容许电流值的电流流过规定时间时，内置的触点解扣装置（图中未示出）工作，由此，将断路器10的状态从如图1所示的可动侧触点部件20的电触点材料21接触固定侧触点部
件30的电触点材料31的状态（关闭状态）转移到如图2所示的可动侧触点部件20的电触
点材料21从固定侧触点部件30的电触点材料31瞬间向箭头Q方向分离的状态，从而遮断
电流。另外，如图1和图2所示，固定侧触点部件30中，金属基件32（其中没有设置电触点
材料31）的端部侧与断路器10的第一侧（电源侧）端子连接，同时，可动侧触点部件20中，金属基件22（其中没有设置电触点材料21）的端部与断路器10的第二侧（负荷侧）端子连
接。
件30的电触点材料31的状态（关闭状态）转移到如图2所示的可动侧触点部件20的电触
点材料21从固定侧触点部件30的电触点材料31瞬间向箭头Q方向分离的状态，从而遮断
电流。另外，如图1和图2所示，固定侧触点部件30中，金属基件32（其中没有设置电触点
材料31）的端部侧与断路器10的第一侧（电源侧）端子连接，同时，可动侧触点部件20中，金属基件22（其中没有设置电触点材料21）的端部与断路器10的第二侧（负荷侧）端子连
接。
[0027] 在上述实施方案中，装于断路器10中的可动侧的电触点材料21由银-碳化钨（Ag-WC）系材料形成；固定侧的电触点材料31作为本发明的电触点材料，由银-碳化钨-石墨（Ag-WC-Gr）系材料形成，其含有10质量%以上30质量%以下的碳化钨（WC）、2质量%以
上5质量%以下的石墨（Gr），余部含有银（Ag）和不可避免的杂质，其相对密度为98.0%以上、氧含量为350ppm以下、导电率为60%IACS以上、抗弯强度为330MPa以上。
上5质量%以下的石墨（Gr），余部含有银（Ag）和不可避免的杂质，其相对密度为98.0%以上、氧含量为350ppm以下、导电率为60%IACS以上、抗弯强度为330MPa以上。
[0028] 在本发明的电触点材料中，首先，由于含有10质量%以上30质量%以下的碳化钨（其为耐火物质的耐热性非氧化物），因而可以获得这样的优点：将耐电弧性、耐熔敷性及耐消耗性提高至一定水平以上。碳化钨的含量不足10质量%时，由于不仅无法获得上述优
点，还不能抑制银的溶出，因此耐熔敷性可能会降低。若碳化钨的含量超过30质量%，则电传导性降低，因此该材料不能充当断路器用、电磁开闭器用等的触点。具体而言，若碳化钨的含量超过30质量%，则导电率可能会不足60%IACS。优选碳化钨的含量为10质量%以上
20质量%以下。
点，还不能抑制银的溶出，因此耐熔敷性可能会降低。若碳化钨的含量超过30质量%，则电传导性降低，因此该材料不能充当断路器用、电磁开闭器用等的触点。具体而言，若碳化钨的含量超过30质量%，则导电率可能会不足60%IACS。优选碳化钨的含量为10质量%以上
20质量%以下。
[0029] 另外，在本发明的电触点材料中，由于含有2质量%以上5质量%以下的石墨，因而可以获得这样的优点：防止遮断时高热条件下作为耐热性非氧化物的碳化钨的氧化，以
及提高耐熔敷性。石墨的含量不足2质量%时，无法获得上述优点。若石墨的含量超过5
质量%，则材料无法成形。因此优选石墨的含量为2质量%以上4质量%以下。
及提高耐熔敷性。石墨的含量不足2质量%时，无法获得上述优点。若石墨的含量超过5
质量%，则材料无法成形。因此优选石墨的含量为2质量%以上4质量%以下。
[0030] 此外，在本发明的电触点材料中，余部含有银和不可避免的杂质，为了确保触点的电传导性，优选含有65质量%以上88质量%以下的银。银的含量不足65质量%时，电传导性降低，该材料不适用于断路器用、电磁开闭器用等的电触点材料。若银的含量超过88
质量%，则碳化钨（其为耐火物质的耐热性非氧化物）的含量变小，因此无法将耐电弧性、耐熔敷性及耐消耗性提高至一定水平以上。优选银的含量为70质量%以上85质量%以下。
质量%，则碳化钨（其为耐火物质的耐热性非氧化物）的含量变小，因此无法将耐电弧性、耐熔敷性及耐消耗性提高至一定水平以上。优选银的含量为70质量%以上85质量%以下。
[0031] 在本发明的电触点材料中，作为余部，可以含有范围为0质量%以上3质量%以下的选自铁（Fe）、镍（Ni）、钴（Co）、铬（Cr）、钼（Mo）、铜（Cu）、钽（Ta）、钒（V）、镁（Mg）、锌（Zn）、锡（Sn）以及它们的碳化物等构成的组中的至少一种元素或碳化物。若上述的元素或碳化物的含量超过3质量%，则导电率可能会不足60%IACS。优选上述的元素或碳化物的含
量为1质量%以下。
量为1质量%以下。
[0032] 在本发明的电触点材料中，由于相对密度为98.0%以上，因此可以获得优异的耐熔敷性与耐消耗性。相对密度不足98.0%时，由于导电率可能会不足60%IACS，因此电触点
材料的耐熔敷性与耐消耗性劣化。优选相对密度为99.0%以上100%以下。
材料的耐熔敷性与耐消耗性劣化。优选相对密度为99.0%以上100%以下。
[0033] 在本发明的电触点材料中，由于氧含量为350ppm以下，因此可以获得优异的耐消耗性。若氧含量超过350ppm，则残存于电触点材料中的氧在遮断时急剧释放，可能会使触点消耗变大。具体而言，若氧含量超过350ppm，由于短路试验时所产生的数千度的高热，在材料中存在的氧变成气体，从而使电触点材料的基材的一部分飞散。由此增大了电触点材料
消耗的比例。优选氧含量为280ppm以下。另外，在过负荷试验中，因为触点负荷小，所以电触点材料消耗的比例几乎不受氧含量的影响。但是，由于制造上困难这样的理由，优选氧含量为80ppm以上。此处，所谓“制造上困难”是指无论想使氧含量变得多小，80ppm都是制造上的界限。
消耗的比例。优选氧含量为280ppm以下。另外，在过负荷试验中，因为触点负荷小，所以电触点材料消耗的比例几乎不受氧含量的影响。但是，由于制造上困难这样的理由，优选氧含量为80ppm以上。此处，所谓“制造上困难”是指无论想使氧含量变得多小，80ppm都是制造上的界限。
[0034] 在本发明的电触点材料中，由于导电率为60%IACS以上，因此能够获得优异的耐熔敷性、耐消耗性及温度性能。若导电率不足60%IACS，则耐熔敷性、耐消耗性及温度性能变差。然而，由于制造上困难这样的理由，优选导电率为75%IACS以下。此处，所谓“制造上困难”是指无论想使导电率变得多大，75%IACS都是制造上的界限。
[0035] 由于在大电流用途的短路试验中冲击大，因此为了耐受该冲击，本发明的电触点材料的抗弯强度为330MPa以上。若抗弯强度不足330MPa，则在触点负荷大的短路试验中，
由于材料的机械强度不足，电触点材料被破坏。优选抗弯强度为350MPa以上。另外，在过
负荷试验中，因为触点负荷小，所以几乎不受抗弯强度的影响。但是，由于制造上困难这样的理由，优选抗弯强度为450MPa以下。此处，所谓“制造上困难”是指无论想使抗弯强度变得多大，450MPa都是制造上的界限。
由于材料的机械强度不足，电触点材料被破坏。优选抗弯强度为350MPa以上。另外，在过
负荷试验中，因为触点负荷小，所以几乎不受抗弯强度的影响。但是，由于制造上困难这样的理由，优选抗弯强度为450MPa以下。此处，所谓“制造上困难”是指无论想使抗弯强度变得多大，450MPa都是制造上的界限。
[0036] 在本发明的电触点材料中，优选碳化钨的平均粒径为0.2μm以上5μm以下。碳化钨的平均粒径不足0.2μm时，材料无法成形。若碳化钨的平均粒径超过5μm，则发生由
于电触点材料部位的不同而导致的强度变化。若将强度低的部位连接，则在短路试验后，电触点材料选择性被消耗。其结果为，耐电弧性、耐熔敷性和耐消耗性可能会变差。
于电触点材料部位的不同而导致的强度变化。若将强度低的部位连接，则在短路试验后，电触点材料选择性被消耗。其结果为，耐电弧性、耐熔敷性和耐消耗性可能会变差。
[0037] 另外，在本发明的电触点材料中，优选石墨的平均粒径为1μm以上50μm以下。石墨的平均粒径不足1μm时，材料无法成形。另外，若石墨的平均粒径超过50μm，则发生由于电触点材料部位的不同而导致的强度变化。若将强度低的部位连接，则在短路试验后，电触点材料选择性被消耗。其结果为，耐电弧性、耐熔敷性和耐消耗性可能会变差。
[0038] 需要说明的是，本发明的由银-碳化钨-石墨（Ag-WC-Gr）系材料形成的电触点材料按照如下方式制造。
[0039] （粉末的准备）
[0040] 所准备的银（Ag）粉末的平均粒径为0.5μm以上10μm以下、碳化钨（WC）粉末的平均粒径为0.2μm以上5μm以下、石墨（Gr）粉末的平均粒径为1μm以上50μm以下。各粉末的平均粒径低于下限值时，粉末的凝集变激烈，各颗粒无法均匀分散，因此在电触点材料表面上溶出的银的面积变大。其结果为，电触点材料的熔敷性能可能会变差。若各粉末的平均粒径超过上限值，则粉末中的颗粒间距离变大，各颗粒无法微细地分散，因此在电触点材料表面上溶出的银的面积变大。其结果为，电触点材料的熔敷性能可能会变差。优选的
是，银（Ag）粉末的平均粒径为1μm以上5μm以下、碳化钨（WC）粉末的平均粒径为0.4μm以上3μm以下、石墨（Gr）粉末的平均粒径为3μm以上10μm以下。
是，银（Ag）粉末的平均粒径为1μm以上5μm以下、碳化钨（WC）粉末的平均粒径为0.4μm以上3μm以下、石墨（Gr）粉末的平均粒径为3μm以上10μm以下。
[0041] 优选银（Ag）粉末、碳化钨（WC）粉末以及石墨（Gr）粉末各粉末的纯度为99.5%以上。各粉末的纯度不足99.5%时，粉末的晶界中存在的氧（O）、碳（C）等杂质变多，因此电触点材料的导电率可能会变低。
[0042] （混合工序）
[0043] 接下来，按照规定的组成，将银粉末、碳化钨粉末和石墨粉末（例如）在干式球磨机中，于80Pa以上150Pa以下的真空条件下，混合（例如）30分钟以上60分钟以下。通过这样在真空中混合原料粉末，能够使微细的原料粉末均匀混合，并使各颗粒均匀分散。因此，能够增强电触点材料的抗弯强度等机械强度，并能够提高对于触点负荷大的短路试验的耐
性。混合气氛的压力不足80Pa时，成为高真空的成本可能会变高。若混合气氛的压力超过
150Pa，则真空度变得不充分，可能无法使比重差大的原料粉末的各颗粒均匀分散。混合时间不足30分钟时，混合变得不充分，可能无法使原料粉末的各颗粒均匀分散。若混合时间
超过60分钟，则生产性可能会变差。
性。混合气氛的压力不足80Pa时，成为高真空的成本可能会变高。若混合气氛的压力超过
150Pa，则真空度变得不充分，可能无法使比重差大的原料粉末的各颗粒均匀分散。混合时间不足30分钟时，混合变得不充分，可能无法使原料粉末的各颗粒均匀分散。若混合时间
超过60分钟，则生产性可能会变差。
[0044] （压缩成形工序）
[0045] 然后，对混合粉末施加（例如）250MPa以上350MPa以下的压力，从而形成压缩成形体。进行此工序是为了能够通过后续工序即压印工序和挤出工序来获得较高相对密度的电触点材料。加压压力不足250MPa时，在压印工序中的变形量变大，因此可能不能通过一次
压印工序进行使相对密度达到93%以上的加压。若加压压力超过350MPa，则由于加压体的
相对密度超过85%，因此加压体中的间隙变小。其结果为，很有可能在作为后续工序的烧结工序中，材料内部的还原不充分，残留有氧。
压印工序进行使相对密度达到93%以上的加压。若加压压力超过350MPa，则由于加压体的
相对密度超过85%，因此加压体中的间隙变小。其结果为，很有可能在作为后续工序的烧结工序中，材料内部的还原不充分，残留有氧。
[0046] （烧结工序）
[0047] 将所获得的压缩成形体在（例如）850℃以上950℃以下温度的（例如）氢气等还原性气体气氛中保持（例如）1小时以上2小时以下，由此进行烧结。通过这样在还原性气体气氛中对压缩成形体进行烧结，能够降低吸附到电触点材料内部的杂质氧的量。烧结温度
不满850℃时，烧结无法完成。若烧结温度超过950℃，则由于超过了银的熔点，材料可能会发泡。当烧结时间不足1小时时，烧结无法完成。若烧结时间超过2小时，则生产性可能会
变差。
不满850℃时，烧结无法完成。若烧结温度超过950℃，则由于超过了银的熔点，材料可能会发泡。当烧结时间不足1小时时，烧结无法完成。若烧结时间超过2小时，则生产性可能会
变差。
[0048] （压印工序）
[0049] 将所获得的烧结体在（例如）1000MPa以上1200MPa以下的加压下进行压印加工，以使相对密度达到（例如）93%以上99%以下。进行此工序是为了能够通过后续工序即挤
出工序获得较高相对密度的电触点材料。另外，进行此工序是为了减少在挤出工序中的预
热时进入材料中的杂质氧的量。压印压力不足1000MPa时，材料的相对密度可能会变为大
约90%。若压印压力超过1200MPa，则所使用的模具的耐久性可能会变差。压印工序后的相
对密度不足93%时，在挤出工序中的预热时进入材料中的杂质氧的量可能会变多。若压印
工序后的相对密度超过99%，则可能即使施加更大的压力，也会由于弹回而无法增加相对密度，并且生产性变差。
出工序获得较高相对密度的电触点材料。另外，进行此工序是为了减少在挤出工序中的预
热时进入材料中的杂质氧的量。压印压力不足1000MPa时，材料的相对密度可能会变为大
约90%。若压印压力超过1200MPa，则所使用的模具的耐久性可能会变差。压印工序后的相
对密度不足93%时，在挤出工序中的预热时进入材料中的杂质氧的量可能会变多。若压印
工序后的相对密度超过99%，则可能即使施加更大的压力，也会由于弹回而无法增加相对密度，并且生产性变差。
[0050] （挤出工序）
[0051] 将压印加工后的烧结体在（例如）750℃以上850℃以下温度的氢气等还原性气体气氛或氮气等惰性气体气氛中保持（例如）1小时以上2小时以下，由此进行预热，然后施加
150GPa以上250GPa以下的挤出压力，由此挤出加工成规定的形状。
150GPa以上250GPa以下的挤出压力，由此挤出加工成规定的形状。
[0052] 按照以上方式制造本发明的由银-碳化钨-石墨（Ag-WC-Gr）系材料形成的电触点材料。
[0053] 根据传统的组合了压力加工和烧结的制造方法，难以提高相对密度。另外，在传统的制造方法中，存在大量氧、碳等杂质的原材料粉末中的旧粉末晶界即使在烧结后也易于维持。因此，在烧结后的电触点材料的晶界处，集中残留有氧、碳等杂质。这些残留的杂质使材料的导电率和抗弯强度下降。
[0054] 与此相对的是，通过如上述那样对压印加工后的烧结体进行挤出加工，能够提高相对密度，同时使旧粉末晶界延伸，并使高纯度的银颗粒相互接触，并且将原材料粉末中的旧粉末晶界的影响降到极小。其结果为，在能够获得98%以上的相对密度的同时，还能够减少晶界中残留的杂质的量，因此提高了电触点材料的导电率和抗弯强度。
[0055] 预热温度不足750℃时，挤出材料的抗变形性增强，因此材料可能无法被挤出。若预热温度超过850℃，则挤出时的温度超过了银的熔点，因此挤出材料的表面可能会发泡。若预热时间不足1小时，则无法加热至材料内部，因此抗变形性变大，材料可能无法被挤
出。若预热时间超过2小时，则材料充分均匀地被加热，从而可能使生产性变差。
出。若预热时间超过2小时，则材料充分均匀地被加热，从而可能使生产性变差。
[0056] 挤出压力不足150GPa时，挤出材料的相对密度可能会降低。若挤出压力超过250GPa，则挤出模有可能会破损。
[0057] 需要说明的是，在专利文献1和专利文献2所记载的电触点材料的制造方法中，通过对烧结体进行再加压，使相对密度增加。然而，如上所述，在烧结后的电触点材料的晶界中集中残留有氧、碳等杂质。这些残留的杂质导致了材料的导电率和抗弯强度降低的问题。
另外，对烧结体进行再加压时，必须对烧结体的外周方向进行控制，使其没有间隙。因此，需要将各个烧结体分别置于模具中来进行加压。结果导致了生产成本变高的问题。
另外，对烧结体进行再加压时，必须对烧结体的外周方向进行控制，使其没有间隙。因此，需要将各个烧结体分别置于模具中来进行加压。结果导致了生产成本变高的问题。
[0058] 与此相对的是，为了制造上述本发明的由银-碳化钨-石墨（Ag-WC-Gr）系材料形成的电触点材料，采用了挤出加工法。由此能够以量产性高的方法来制造相对密度为98%
以上的电触点材料。其结果为，能够降低生产成本。
以上的电触点材料。其结果为，能够降低生产成本。
[0059] 概括而言，在本发明的电触点材料中，在含有10质量%以上30%质量%以下的碳化钨（其为耐火物质）的材料中，能够获得高导电率。因此，能够减少遮断时的发热，从而能够提高耐熔敷性、耐消耗性以及温度性能。另外，与传统的电触点材料相比，由于本发明的电触点材料的抗弯强度高，因此在触点负荷大的短路试验中，能够减少触点的破坏。
[0060] 实施例
[0061] 下面对为了确认上述实施方案的效果而进行的采用了实施例和比较例的比较实验进行说明。
[0062] [实施例]
[0063] 在本实施例中，作为与上述实施方案所对应的实施例，制作了以下实施例1～15的固定侧的电触点材料31。另外，作为采用了传统制造方法的比较例，制作了以下比较例
1~4的固定侧的电触点材料31。使用分别装有这些电触点材料31而构成的额定电流值为
60A的各个大电流用断路器，进行了过负荷试验和短路试验的遮断试验。另外，可动侧的电触点材料21使用了这样的材料：该材料含有50质量%的银，且余部由碳化钨形成。
1~4的固定侧的电触点材料31。使用分别装有这些电触点材料31而构成的额定电流值为
60A的各个大电流用断路器，进行了过负荷试验和短路试验的遮断试验。另外，可动侧的电触点材料21使用了这样的材料：该材料含有50质量%的银，且余部由碳化钨形成。
[0064] 下表1中示出了：为制作本发明的实施例和比较例中的电触点材料31而使用的石墨（Gr）粉末的平均粒径、所制作的电触点材料31中的石墨（Gr）的含量、碳化钨（WC）粉末的平均粒径、所制作的电触点材料31中的碳化钨（WC）的含量、电触点材料31的相对密度、氧含量、导电率以及抗弯强度。另外，表1中也示出了关于过负荷试验后的电触点材料31
的消耗率、短路试验后的电触点材料31的消耗率、以及温度试验的评价结果。另外，在表1中，附有下划线的数值表示在本发明的范围以外。
的消耗率、短路试验后的电触点材料31的消耗率、以及温度试验的评价结果。另外，在表1中，附有下划线的数值表示在本发明的范围以外。
[0065] 另外，后面描述了：电触点材料31的相对密度、氧含量、导电率以及抗弯强度的测定方法，大电流用断路器的过负荷试验和短路试验的遮断试验的方法，这些遮断试验后的消耗率的评价，以及温度试验的方法与评价。
[0066] （实施例1~15）
[0067] 在实施例1~15中，按照如下方式制作含有石墨（Gr）和碳化钨（WC）（其含量如表1所示）的银-碳化钨-石墨（Ag-WC-Gr）系材料的电触点材料31。
[0068] 利用干式球磨机将表1所示平均粒径的石墨（Gr）粉末和碳化钨（WC）粉末、以及平均粒径为3μm的银（Ag）粉末在真空（100Pa）中混合45分钟，以形成表1所示的Gr含量和WC含量。用压力机对所得到的混合粉末施加300MPa的压力，从而形成厚度为300mm、外径
为80mm的圆盘状压缩成形体。将该压缩成形体在温度为900℃的氢气（其为还原性气体气
氛）中保持1.5小时，由此进行烧结。在1100MPa的加压条件下对该烧结体进行压印加工，
以使其真密度达到97%以上。将压印加工后的烧结体在800℃温度的氢气（其为还原性气体
气氛）中保持1.5小时，由此进行预热，然后通过施加200GPa的挤出压力，挤出加工成截面为10mm见方的棒状体。将所得到的棒状体切成1mm的厚度，由此制得电触点材料31。
为80mm的圆盘状压缩成形体。将该压缩成形体在温度为900℃的氢气（其为还原性气体气
氛）中保持1.5小时，由此进行烧结。在1100MPa的加压条件下对该烧结体进行压印加工，
以使其真密度达到97%以上。将压印加工后的烧结体在800℃温度的氢气（其为还原性气体
气氛）中保持1.5小时，由此进行预热，然后通过施加200GPa的挤出压力，挤出加工成截面为10mm见方的棒状体。将所得到的棒状体切成1mm的厚度，由此制得电触点材料31。
[0069] （比较例1）
[0070] 在比较例1中，按照如下方式制作含有石墨（Gr）和碳化钨（WC）（其含量如表1所示）的银-碳化钨-石墨（Ag-WC-Gr）系材料的电触点材料31。
[0071] 利用手工作业将表1所示平均粒径的石墨（Gr）粉末和碳化钨（WC）粉末、以及平均粒径为3μm的银（Ag）粉末在大气中混合30分钟，以形成表1所示的Gr含量和WC含量。用压力机对所得到的混合粉末施加300MPa的压力，从而形成平面形状为10mm见方、厚度为
1mm的板状压缩成形体。将该压缩成形体在温度为900℃的真空中保持1小时，由此进行烧
结。在500MPa的加压条件下对该烧结体进行压印加工，以使其真密度达到97%以上。由此
方式制得电触点材料31。
1mm的板状压缩成形体。将该压缩成形体在温度为900℃的真空中保持1小时，由此进行烧
结。在500MPa的加压条件下对该烧结体进行压印加工，以使其真密度达到97%以上。由此
方式制得电触点材料31。
[0072] （比较例2）
[0073] 在比较例2中，按照与上述实施例1~15相同的工序，制作含有石墨（Gr）和碳化钨（WC）（如表1所示其平均粒径和含量与实施例1的相同）的银-碳化钨-石墨（Ag-WC-Gr）系材料的电触点材料31，不同之处在于，不进行对烧结体进行压印加工的工序。
[0074] （比较例3）
[0075] 在比较例3中，按照与上述实施例1~15相同的工序，制作含有石墨（Gr）和碳化钨（WC）（如表1所示其平均粒径和含量与实施例1的相同）的银-石墨-碳化钨（Ag-Gr-WC）系材料的电触点材料31，不同之处在于，将压缩成形体在温度为950℃的氮气（其为保护气体气氛）中保持1小时以进行烧结。
[0076] （比较例4）
[0077] 在比较例4中，按照与上述实施例1~15相同的工序，制作含有石墨（Gr）和碳化钨（WC）（如表1所示其平均粒径和含量与实施例1的相同）的银-石墨-碳化钨（Ag-Gr-WC）系材料的电触点材料31，不同之处在于，银粉末、石墨粉末和碳化钨粉末是在大气中进行混合。
[0078] （相对密度）
[0079] 所制作的电触点材料的相对密度[%]按照如下方式算得：将电触点材料的重量除以电触点材料的体积（由长度尺寸×宽度尺寸×厚度尺寸的乘积所得到的计算值）所算得
的密度除以各材质的理论密度。
的密度除以各材质的理论密度。
[0080] （氧含量）
[0081] 所制作的电触点材料中残留的氧含量[ppm]的测定是使用株式会社堀场制作所制造的氧分析仪器（机型BMGA520）、并通过红外线吸收法来进行的。
[0082] （导电率）
[0083] 使用截面形状为10mm见方的电触点材料的试样，通过SIGMATESTER（FoersterInstruments制，产品编号：SIGMATEST D）测定导电率[%IACS]。
[0084] （抗弯强度）
[0086] （大电流用断路器的遮断试验（过负荷试验））
[0087] 过负荷试验中，在220V的负荷电压下设定了600A的遮断电流。作为试验方法，进行了50次CO任务（在负荷电压220V下600A的遮断电流流过的回路中放置断路器，并且在
开关呈OFF的状态下，将开关强行切换到ON状态以瞬时遮断电流的试验）。而且，通过下式算出过负荷试验后电触点材料31的消耗率。表1中，作为对消耗率的评价，所算出的消耗
率为5%以下时用“◎”表示，为10%以下时用“○”表示，超过10%时用“×”表示。
开关呈OFF的状态下，将开关强行切换到ON状态以瞬时遮断电流的试验）。而且，通过下式算出过负荷试验后电触点材料31的消耗率。表1中，作为对消耗率的评价，所算出的消耗
率为5%以下时用“◎”表示，为10%以下时用“○”表示，超过10%时用“×”表示。
[0088] (电触点材料的消耗率)=[{(试验前电触点材料的厚度)-(试验后电触点材料的厚度)}/(试验前电触点材料的厚度)]×100(%)…（式1）
[0089] （大电流用断路器的遮断试验（短路试验））
[0090] 短路试验中，在220V负荷电压下设定了5000A的遮断电流。作为试验方法，依次进行了O任务（在断路器的开关呈ON状态下使遮断电流流过，并且使电流遮断的试验）和CO任务（在负荷电压220V下5000A的遮断电流流过的回路中放置断路器，并且在开关呈OFF
的状态下，将开关强行切换到ON状态以瞬时遮断电流的试验）。即，在该短路试验中，作为操作任务，依次进行了一次O任务和三次CO任务。而且，通过上述（式1）算出短路试验后
的电触点材料31的消耗率。表1中，作为消耗率的评价，所算出的消耗率为10%以下时用
“◎”表示，为40%以下时用“○”表示，超过40%时用“×”表示。
的状态下，将开关强行切换到ON状态以瞬时遮断电流的试验）。即，在该短路试验中，作为操作任务，依次进行了一次O任务和三次CO任务。而且，通过上述（式1）算出短路试验后
的电触点材料31的消耗率。表1中，作为消耗率的评价，所算出的消耗率为10%以下时用
“◎”表示，为40%以下时用“○”表示，超过40%时用“×”表示。
[0091] （大电流用断路器的熔敷试验）
[0092] 熔敷试验中，在265V负荷电压下设定了5000A的遮断电流。作为试验方法，依次进行O任务（在断路器的开关呈ON状态下使遮断电流流过，并使电流遮断的试验）和CO任
务（在负荷电压265V下5000A的遮断电流流过的回路中放置断路器，在开关呈OFF状态下，
将开关强行转换到ON状态以瞬时遮断电流的试验）。即，在该熔敷试验中，作为操作任务，依次进行了一次O任务和五次CO任务。而且，对熔敷试验中或熔敷试验后电触点材料31的
熔敷情况进行了评价。表1中，作为熔敷情况的评价，触点完全没有熔敷时用“◎”表示，通过断路器的ON/OFF可简单地脱去熔敷的情况（轻熔敷）用“○”表示，通过断路器的ON/OFF不能简单地脱去熔敷的情况（重熔敷）用“×”表示。
务（在负荷电压265V下5000A的遮断电流流过的回路中放置断路器，在开关呈OFF状态下，
将开关强行转换到ON状态以瞬时遮断电流的试验）。即，在该熔敷试验中，作为操作任务，依次进行了一次O任务和五次CO任务。而且，对熔敷试验中或熔敷试验后电触点材料31的
熔敷情况进行了评价。表1中，作为熔敷情况的评价，触点完全没有熔敷时用“◎”表示，通过断路器的ON/OFF可简单地脱去熔敷的情况（轻熔敷）用“○”表示，通过断路器的ON/OFF不能简单地脱去熔敷的情况（重熔敷）用“×”表示。
[0093] （温度试验）
[0094] 在过负荷试验后以及遮断试验后流过额定电流，当温度稳定时，测定断路器的端子的温度。表1中，温度的上升不足75K时用“◎”表示，75K以上不足80K时用“○”表示，
80K以上时用“×”表示。
80K以上时用“×”表示。
[0095] 表1
[0096]
[0097] 从表1可知，在使用了银-碳化钨-石墨（Ag-WC-Gr）系材料的电触点材料31的额定电流值为60A的大电流用断路器中，构成电触点材料31（实施例1~15），以使其含有10质量%以上30质量%以下的碳化钨、2质量%以上5质量%以下的石墨、余部含有银和不可
避免的杂质、相对密度为98.0%以上、氧含量为350ppm以下、导电率为60%IACS以上、抗弯
强度为330MPa以上，从而不仅能够降低过负荷试验后的消耗率，而且也能够降低短路试验
后的消耗量，另外，可以防止短路试验的遮断试验后的熔敷，还能够抑制过负荷试验后和遮断试验后的温度上升。
避免的杂质、相对密度为98.0%以上、氧含量为350ppm以下、导电率为60%IACS以上、抗弯
强度为330MPa以上，从而不仅能够降低过负荷试验后的消耗率，而且也能够降低短路试验
后的消耗量，另外，可以防止短路试验的遮断试验后的熔敷，还能够抑制过负荷试验后和遮断试验后的温度上升。
[0098] 本次公开的实施方案和实施例在各方面都应认为是示例性、而不是限制性的。本发明的范围并不限定于以上的实施方案和实施例，而是由权利要求书表示，并且意图包括
与权利要求书等同的意思及范围内的所有修改和变形。
与权利要求书等同的意思及范围内的所有修改和变形。
[0099] 例如，在上述实施方案和实施例中，示出了在断路器10的固定侧触点部件30中应用了本发明的电触点材料31的例子，但是本发明并不局限于该例子，断路器10的可动侧触
点部件20或固定侧触点部件30中的任意一个也可以使用本发明的电触点材料。需要说明
的是，本发明的电触点材料优选装入到额定电流值大约为1A~250A的断路器10中，更加优
选装入到额定电流值大约为1A以上不足100A的断路器10中。
点部件20或固定侧触点部件30中的任意一个也可以使用本发明的电触点材料。需要说明
的是，本发明的电触点材料优选装入到额定电流值大约为1A~250A的断路器10中，更加优
选装入到额定电流值大约为1A以上不足100A的断路器10中。
[0100] 另外，在上述实施方案和实施例中，示出了在作为开闭器的一个例子的断路器10中使用了本发明的电触点材料31的例子，但是本发明并不局限于该例子，例如，电磁开闭
器等断路器之外的开闭器（开关设备）中也可以使用本发明的电触点材料。
器等断路器之外的开闭器（开关设备）中也可以使用本发明的电触点材料。
[0101] 工业实用性
[0102] 本发明的电触点材料可装入到额定电流值为1A~250A的断路器中而使用。
[0103] 符号说明
[0104] 10：断路器；21、31：电触点材料
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈