[发明专利]电极材料及电极材料的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于真空断续器(vacuum interrupter，真空断路器)等的电极的电极材料和该电极材料的制造方法。

背景技术

近年来，真空断续器用户的使用条件变得严格，并且真空断续器向电容器电路的应用扩展在不断进步。在电容器电路中，在电极之间施加正常电压的两倍或三倍的电压。因而，接点表面倾向于被电流断开和电流开闭时的电弧显著地损伤，并且倾向于发生电弧的再点燃。因此，对具有比常规的Cu-Cr电极材料优异的断开性能和耐电压性能的电极材料的需求不断增长。

例如，在专利文献1中，记载了电极材料的制备方法，其中，作为电特性例如电流断开性能和耐电压性能优异的Cu-Cr基电极材料，将用作基材的Cu、用于改善电特性的Cr和用于使Cr颗粒更微细的耐热元素(Mo、W、Nb、Ta、V、Zr)的各粉末混合在一起，然后将混合粉末放入模具中，然后加压成形并且制造烧结体。具体地，将耐热元素例如Mo、W、Nb、Ta、V或Zr添加到Cu-Cr基电极材料中，该Cu-Cr基电极材料含有具有200-300μm的粒径的Cr作为原料，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，增加微细的Cr-X(与耐热元素制成固溶体的Cr)颗粒在Cu基材组织内部的析出，并且使具有20-60μm的直径的Cr颗粒以其内部具有耐热元素的形态均匀地分散在Cu基材组织中。此外，在专利文献1中，记载了在用于真空断续器的电极材料中，为了改善电特性例如电流断开性能和耐电压性能，增加Cu基电极材料中Cu基材中的Cr或耐热元素的含量并且在使Cr等的粒径微细后进行均匀分散是重要的。

此外，在专利文献2中，没有通过微细组织技术，使通过将作为耐热元素的反应产物的单一固溶体粉碎而得到的粉末与Cu粉末混合，并且对该混合粉末进行加压成形，然后烧结以制备在电极组织中含有Cr和耐热元素的电极材料。

此外，在专利文献3中，使Mo粉末与Cr粉末的混合比成为Mo:Cr＝1:1至9:1，在混合重量上使Mo等于或大于Cr，并且将它们均匀地混合在一起，由此制备尽管MoCr合金的复合组织的耐电弧组分含量高但具有微细组织的电极材料。这样的电极材料能够改善真空断续器的断开性能。此外，由于能够进一步增加电极材料的硬度，因此提及也能够改善真空断续器的耐电压性能和/或电容器的开闭性能。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-180150号公报

专利文献2：日本特开平4-334832号公报

专利文献3：日本特开2012-7203号公报

发明内容

本发明人已对根据专利文献3的电极材料进行了进一步研究。结果已确认通过Mo/Cr混合比使电极材料具有28％IACS以上的导电率，从而断开性能良好。

但是，对于具有28％IACS以上的导电率的电极材料而言，硬度以及电极之间的接触电阻增大。在使用这样的电极材料制造真空断续器的情况下，必须增加用于进行电极的开闭操作的致动器的接触压力。结果，其增加致动器的成本，并且这在大量生产中成为了问题。

鉴于上述状况，本发明的目的在于提供有助于真空断续器的断开性能的改善和接触电阻的减小的技术。

根据用于实现上述目的的本发明的电极材料的一个方面，提供电极材料，其含有1重量份以上的耐热元素和1重量份的Cr，电极材料的剩余部分为Cu和不可避免的杂质。电极材料通过如下制备：将Cr粉末与耐热元素和Cr的固溶体粉末混合，该固溶体粉末在X射线衍射测定中不含与Cr元素对应的峰，由此得到混合粉末；将混合粉末成型为成型的混合粉末；将成型的混合粉末烧结，由此得到烧结体；以及用Cu渗透烧结体。

此外，根据用于实现上述目的的本发明的电极材料的另一个方面，在电极材料中，固溶体粉末的平均粒径小于30μm。

此外，根据用于实现上述目的的本发明的电极材料的另一个方面，在电极材料中，与固溶体粉末混合的Cr粉末的平均粒径为10-80μm。

此外，根据用于实现上述目的的本发明的电极材料的另一个方面，在电极材料中，用Cu进行渗透的烧结体中耐热元素与Cr的重量比为1:1至6:1。