[发明专利]真空断路器用的电极材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及真空断路器用的电极材料及其制造方法，本发明特别是涉及采用Cu(铜)-Cr(铬)合金材料的真空断路器用的电极材料及其制造方法。

背景技术

一般，在真空断路器用的电极材料中，按照规定的形状，对导电性良好的Cu和耐弧性成分的Cr以适合的比例混合的粉末混合物进行压缩成形，然后，在真空中等非氧气氛中进行烧结，制作Cu-Cr烧结合金，对其进行加工而使用。

接着，人们知道，如果这样的Cu-Cr烧结合金制的真空断路器用的电极材料为Cr粒径细微而均匀的组织，则电流截断性能或耐电压性能等的电特性提高，是优选的。

如果为了制作电特性良好的高Cr含量的Cu-Cr烧结合金，使Cr含量在40重量％以上，则在烧结时空孔多，烧结密度无法提高。作为其对策，即使在对Cu-Cr烧结合金进行轧制，提高密度的情况下，仍是不充分的，具有Cr凝聚，无法形成均匀的组织的缺点。

另外，在将Cu粉末和Cr粉末混合，通过普通的固相烧结，制作Cu-Cr烧结合金的场合，如果采用Cr粉末的粒径在10μm以下的粉末，由于Cr粉末发生氧化，难以烧结，并且氧含量增加，故使电流截断性能或耐电压性能等的电特性降低。

为了改善上述的缺点，在JP特开平4-95318号文献(专利文献1)中提出一种电触点材料及其制造方法。在该专利文献1中，对于Cu-Cr烧结合金，在Cu粉末中混合0.1～37重量％的Cr粉末，在惰性气体气氛或真空中将该混合粉末熔化，采用各种雾化器，使金属溶液急剧凝固，采用在Cu母材(基体)中分散有平均粒径在5μm以下的Cr的雾化Cu-Cr合金粉末。

另外，对Cr含量在5～20重量％的范围内的雾化Cu-Cr合金粉末进行烧结，烧结成形体的Cu母材中的Cr的平均粒径在2～20μm的范围内，可提高作为Cr粒径细微，分布也均匀的电极材料的电流截断性能等的电特性。

通过上述专利文献1中记载的雾化制造方法，制作Cu-Cr合金粉末，固相烧结的真空断路器用电极材料具有良好的电特性的优点。但是，对于Cu-Cr合金粉末，问题在于：要达到Cr粒径细微，分布也均匀，总Cr含量在30％以上，其制造困难；高Cr含量的Cu-Cr烧结合金的制作无法实现。

另外，在普通使用的量产用的雾化装置中，制作Cu-20重量％Cr合金粉末这一点成为界限。如果形成其以上的Cr含量，则产生喷雾装置中的对金属溶液进行喷雾的喷嘴堵塞的问题。

另外，如果为了提高雾化Cu-Cr球状粉末的烧结性，添加冲压成形性或缠绕性良好的Cu粉末，进行制造，则具有Cu-Cr烧结合金中的Cr总含量显著地降低，无法获得良好电特性的缺点。

本发明的目的在于提供作为真空断路器所要求的接触电阻值小，可提高大电流截断性能或耐电压性能等的电特性的真空断路器用的电极材料及其制造方法。

发明内容

本发明的真空断路器用的电极材料的特征在于对雾化Cu-Cr合金粉末，20～30重量％的铝热剂Cr粉末，5重量％的电解Cu粉末进行固相烧结，固相烧结体中的总Cr含量在30～50％的范围内。

另外，本发明的真空断路器用的电极材料的制作方法的特征在于对雾化Cu-Cr合金粉末，20～30重量％的铝热剂Cr粉末，与5重量％的电解Cu粉末进行混合处理，然后，对上述混合粉末进行压缩成形处理，形成压缩成形体，在非氧气氛的状态中，在Cu的熔点温度以下的温度，对上述压缩成形体进行固相烧结处理，固相烧结体中的总Cr含量在30～50％的范围内。

发明效果

按照本发明的真空断路器用的电极材料，可增加Cu-Cr烧结合金中的总Cr含量，另外，将微小粒径的Cr分散于Cu母材中，可形成存在大粒径的Cr的组织。由此，可提供下述的真空断路器用的电极材料，其中，抑制接触电阻值的增加，更进一步地提高大电流截断性能或耐电压性能等的电特性。

另外，按照本发明的真空断路器用的电极材料的制造方法，可通过均匀的组织，容易制作Cr为高密度含量的Cu-Cr烧结合金。

附图说明

图1为作为本发明的一个实施例的真空断路器用的电极材料的显微镜照片的模式图；

图2(a)～图2(c)为表示作为本发明的一个实施例的真空断路器用的电极材料的制造方法的步骤的示意图；

图3为Cu-Cr真空断路器用的电极件的大电流截断性能、耐电压性能、接触电阻值的特性图。

具体实施方式