[发明专利]用于制造电极材料的方法和电极材料

说明书

本发明涉及用于制造包含Cu、Cr和耐热元素的电极材料的方法。以按重量计使得耐热元素少于Cr的比例，将耐热元素粉末与Cr粉末混合到一起。焙烧耐热元素粉末与Cr粉末的混合粉末。粉碎通过焙烧而得到的并且包含耐热元素与Cr的固溶体的烧结体，并且分级通过粉碎而得到的固溶体粉末以具有200μm或更小的粒径。将10‑60重量份的分级了的固溶体粉末和90‑40重量份的Cu粉末混合到一起，随后烧结以得到电极材料。如果混合具有5‑40μm的中值粒径的低熔点金属粉末与固溶体粉末与Cu粉末的混合粉末，则耐熔接性能得到进一步提高。

技术领域

本发明涉及用于制造用于真空断续器的电极等的电极材料的方法以及电极材料。

背景技术

真空断续器的接点材料要求满足例如(1)分断容量大、(2)耐电压性能高、(3)接触电阻低、(4)耐熔接(deposition)性高、(5)接点消耗低、(6)电流斩波低、(7)加工性优异、以及(8)机械强度高的特性。

由于这些特性中的一些相互冲突，因此没有满足全部的上述特性的接点材料。Cu-Cr电极材料具有例如分断容量大、耐电压性能高、耐熔接性高的特性。因此，作为真空断续器的接点材料被广泛应用。此外，据报道，在Cu-Cr电极材料中，具有更小的Cr粒子粒径的Cu-Cr电极材料在分断电流和接触电阻方面优异(例如，非专利文献1)。

近年来，使进行真空断路器的灭弧的真空断续器具有更小的尺寸和更大的容量方面取得进展。因此，对于使真空断续器具有更小的尺寸来说所必须的、具有优于常规的Cu-Cr电极的耐电压性能的Cu-Cr基接点材料的需求正在增长。此外，真空断续器的使用者的使用条件变严格，并且正在发展向电容电路中应用真空断续器的扩展。在电容电路中，电极之间施加正常电压的两倍或三倍的电压。由此，接点表面容易在电流分断以及电流打开和关闭时被电弧明显地损伤，并且容易发生电弧的重燃。因此，对于具有优于常规的Cu-Cr电极材料的分断性能和耐电压性能的电极材料的需求正在增长。

例如，专利文献1中记载了一种用于制造电极材料的方法，其中作为例如电流分断性能和耐电压性能的电特性优异的Cu-Cr基电极材料，将用作基底材料的Cu粉末、用于提高电特性的Cr粉末和用于使Cr粒子更微细的耐热元素(Mo、W、Nb、Ta、V、Zr)粉末混合到一起，并且然后将混合粉末放入到模具中，随后压制成型，制成烧结体。具体地，向包含具有200-300μm粒径的Cr作为原材料的Cu-Cr基电极材料中加入耐热元素(例如Mo、W、Nb、Ta、V、Zr)，并且通过微细组织技术使Cr微细，加速Cr元素与耐热元素的合金化过程，增加Cu基底材料组织内部的微细Cr-X(Cr与耐热元素形成固溶体)粒子的析出，将具有20-60μm直径的Cr粒子以在其内部具有耐热元素的构造均匀地分散于Cu基底材料组织中。此外，专利文献1中记载了为了提高用于真空断续器的电极材料中的例如电流分断性能和耐电压性能的电特性，增加Cu基电极材料中的Cu基底材料中的Cr或耐热元素的含量并且在使Cr等的粒径微细化后实施均匀分布是重要的。

此外，在专利文献2中，不经过微细组织技术，混合通过粉碎作为耐热元素的反应产物的单固溶体而得到的粉末和Cu粉末，随后压制成型并且然后烧结以制造在电极组织中包含Cr和耐热元素的电极材料。

然而，如果如专利文献2所记载地那样将粉碎的耐电弧金属(耐热元素和Cr元素)粉末和Cu粉末混合到一起，根据耐热元素和Cr粉末的混合比例，耐电弧金属可能在电极组织中凝集以导致耐电压性和分断性能的降低。

此外，如专利文献3所记载，即使电极材料具有相同的组成，但是也根据要与Cu粉末混合的Cr粉末(和耐热元素粉末)的粒径分布，分断特性和导电率会变得不同。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开2002-180150号公报

专利文献2：日本专利申请公开平成4-334832号公报