(57)【要約】【課題】真空バルブの接点材料に要求される耐電圧、通電、遮断の性能の安定性を向上させることができる真空バルブ用接点材料の製造方法を得る。【解決手段】導電成分と、必要により耐弧成分と補助成分とで構成される真空バルブ用接点材料の製造方法であって、接点材料の素材を、加熱処理により製造する素材製造工程Ｓ１と、素材製造工程Ｓ１で得た接点素材を、切削油を使用して目的形状へと加工する接点加工工程Ｓ２と、接点加工工程Ｓ２で得た加工接点の表面を液体で洗浄する液体洗浄工程Ｓ３と、液体洗浄工程Ｓ３で洗浄した後の接点を、所望の加熱温度の非酸化性雰囲気中で加熱して清浄する加熱清浄工程Ｓ４を含むことを特徴としている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電成分と、必要により耐弧成分と補助成分とで構成される真空バルブ用接点材料の製造方法であって、
接点材料の素材を、加熱処理により製造する素材製造工程と、
前記素材製造工程で得た接点素材を、切削油を使用して目的形状へと加工する接点加工工程
と、
前記接点加工工程で得た加工接点の表面を液体で洗浄する液体洗浄工程と、
前記液体洗浄工程で洗浄した後の接点を、所望の加熱温度の非酸化性雰囲気中で加熱して清浄する加熱清浄工程と、
を含むことを特徴とする真空バルブ用接点材料の製造方法。
【請求項２】
前記素材製造工程の加熱処理は、非酸化性雰囲気中で実施することを特徴とする請求項１に記載の真空バルブ用接点材料の製造方法。
【請求項３】
前記素材製造工程は、好ましくは焼結法であり、焼結温度は導電成分の溶融温度を基準にして、−２００℃以上＋２００℃以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の真空バルブ用接点材料の製造方法。
【請求項４】
前記接点加工工程に使用する、前記切削油は、水溶性切削油であり、主成分として鉱物油や界面活性剤を含有させ、添加剤として硫黄化合物を含有させ、好ましくは、添加剤として硫黄化合物だけでなく塩素化合物も含有させたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の真空バルブ用接点材料の製造方法。
【請求項５】
前記接点加工工程における接点加工後の接点の通電面の表面粗さは、中心平均粗さ（Ｒａ）が３μｍ以下（０μｍを含まず）であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の真空バルブ用接点材料の製造方法。
【請求項６】
前記加工接点の表面を洗浄する前記液体は、水またはイソプロピルアルコールであり、好ましくは、切削油成分を０．０００１〜１ｖｏｌ％含んだ水であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の真空バルブ用接点材料の製造方法。
【請求項７】
前記液体洗浄工程において洗浄加工した加工接点の表面には、鉱物油、エステル化合物の内、少なくとも一方が残留していることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載の真空バルブ用接点材料の製造方法。
【請求項８】
前記加熱清浄工程での、所望の加熱温度は、接点材料の溶融温度を基準にして、−７００℃以上−５０℃以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一つに記載の真空バルブ用接点材料の製造方法。
【請求項９】
前記接点材料の導電成分は、少なくともＣｕまたはＡｇのどちらか一方を主成分とすることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一つに記載の真空バルブ用接点材料の製造方法。
【請求項１０】
前記接点材料の耐弧成分は、Ｃｒ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ及びこれらの炭化物の内の少なくとも１種類を、含有したことを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一つに記載の真空バルブ用接点材料の製造方法。
【請求項１１】
前記接点材料の補助成分は、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｓｂ、Ｓｅの内の少なくとも１種類を含有していることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか一つに記載の真空バルブ用接点材料の製造方法。
【請求項１２】
前記接点材料の補助成分の含有率の合計量が７ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項１１に記載の真空バルブ用接点材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空遮断器等に使用される真空バルブの接点材料に要求される特性の内、耐電圧性能と通電性能を向上させた真空バルブ用接点材料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空バルブ用接点材料に要求される特性としては、耐電圧特性、遮断特性、耐溶着特性に対する各性能で示される基本三要件と、この他に電気抵抗（バルク抵抗と接触抵抗）と温度上昇が低く安定していることが重要な要件となっている。
【０００３】
しかしながら、これらの要件の中には相反するものがある関係上、単一の金属種によって全ての要件を満足させることは不可能である。このため、実用化されている多くの接点材料においては、不足する特性を相互に補えるような２種以上の物質、例えば導電成分と耐弧成分、とを組合せて大電流用または高電圧用等のように特定の用途に合った接点材料の開発が行われ、ある程度優れた特性を有するものが開発されている。開閉器という使用目的から、高確率で電流の開閉が可能であることは言うまでもない。
【０００４】
これまでの接点材料は、加熱処理を含む素材製造工程のあとに所定形状に加工する工程において、最終の接点形状に加工する際は切削油を使用しない乾式加工とすることが多かった。乾式加工の利点としては、切削油を使用しないので、切削油の残留成分が遮断特性に悪影響を与えることが少ない点である。
【０００５】
しかし、切削油を使用しない乾式加工の不利益な点は、表面粗さの増大、発熱による表面酸化、加工バイトの耐用時間の低下が挙げられる。表面粗さの増大は、突起部分による耐圧特性の低下や、凹凸の増大による接触抵抗の増大（通電特性の低下）を引き起こす。次に表面酸化は、接触抵抗の増大（通電特性の低下）や遮断特性の低下を引き起こす。さらに加工バイトの耐用時間の低下は、加工費の増大を引き起こす。
【０００６】
要するに従来の接点加工で、切削油を使用しなかったのは、上述した使用時の利点は気づいていたが、接点表面の残留物の制御が不十分であり、その為に遮断特性が大きく低下してしまうことがある等、性能のバラツキが大きかったからである。
【０００７】
本発明に関連する特許文献として、以下に述べる特許文献１、２があり、特許文献１は、本発明の真空バルブ用接点材料としては直接的には関係ないものであり、特許文献２は、
本発明に使用する水溶性加工油剤について記載されている。
【特許文献１】特開平１１−２６０２１０号公報
【特許文献２】特開平１０−１９５４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
真空バルブの耐電圧性能、通電性能、遮断性能を充分に発揮させるには、接点の素材製造工程に続く接点加工工程で、切削油を使用して加工して、次に液体洗浄工程で加工接点の表面を液体で洗浄し、さらに加熱清浄工程で洗浄後の接点を非酸化性雰囲気中で加熱清浄することが好ましい。
【０００９】
従来の接点材料の加工では、最終加工の段階では切削油を使用しないことが多かった為、耐圧特性の低下、接触抵抗の増大、加工費の増大を招いていた。あるいは切削油を使用しても、その後の工程が不十分な為に接点表面の残留物の制御がうまく出来ず、不安定な遮断特性、耐圧特性の低下、接触抵抗の増大（通電特性の低下）を引き起こしていた。
【００１０】
本発明は、真空バルブの接点材料に要求される耐電圧、通電、遮断の性能の安定性を向上させることができる真空バルブ用接点材料の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、導電成分と、必要により耐弧成分と補助成分とで構成される真空バルブ用接点材料の製造方法であって、接点材料の素材を、加熱処理により製造する素材製造工程と、前記素材製造工程で得た接点素材を、切削油を使用して目的形状へと加工する接点加工工程と、前記接点加工工程で得た加工接点の表面を液体で洗浄する液体洗浄工程と、前記液体洗浄工程で洗浄した後の接点を、所望の加熱温度の非酸化性雰囲気中で加熱して清浄する加熱清浄工程とを含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、耐電圧特性、通電特性、遮断特性を向上させた、接点材料を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１４】
本発明の実施形態は、図３に示すように、導電成分と、必要により耐弧成分と補助成分とで構成される真空バルブ用接点材料の製造方法であって、接点材料の素材を、加熱処理により製造する素材製造工程Ｓ１と、素材製造工程Ｓ１で得た接点素材を、切削油を使用して目的形状へと加工する接点加工工程Ｓ２と、接点加工工程Ｓ２で得た加工接点の表面を液体で洗浄する液体洗浄工程Ｓ３と、液体洗浄工程Ｓ３で洗浄した後の接点を、所望の加熱温度の非酸化性雰囲気中で加熱して清浄する加熱清浄工程Ｓ４を含むことを特徴としている。
【００１５】
前述したように、真空バルブ用接点材料の性能、例えばＣｕ−Ｃｒ接点の耐電圧特性、通電特性、遮断特性を充分に発揮させるには、所定形状に加工した後の接点において、表面の凹凸が小さく滑らかなこと、表面酸化膜の形成が抑制されていること、切削油等の表面残留物が少ないことが必要である。
【００１６】
即ち、本実施形態の特徴は、加工後の接点の表面状態にあり、接点表面の平滑化と清浄化にある。それを得る為の具体的手段としては、接点加工における切削油の使用、それに続く接点表面の液体洗浄、さらに加熱処理による清浄化にある。例えば、Ｃｕ−Ｃｒ接点を、切削油を使用して加工した後で、水洗浄と真空雰囲気中５００℃での加熱清浄を行うことにより、接点表面の平滑化と清浄化が可能となる。
【００１７】
なお、本発明の主旨はＣｕ−Ｃｒ接点に限るものではなく、その他の導電成分とその他の耐弧成分と必要により補助成分からなる接点材料についても適用可能である。
【００１８】
本実施形態により、接点表面の平滑化と清浄化が可能となり、耐電圧性能と通電性能を向上させ、さらに遮断性能を安定化させることを可能とした。
【００１９】
［実施例］
以下、本発明の実施例を具体的実施態様に基づいて説明するが、はじめに、本発明の接点材料が適用される真空バルブの構成を、図１および図２で説明する。
【００２０】
図１において、この遮断室１は、絶縁材料によりほぼ円筒状に形成された絶縁容器３と、この両端に封着金具（図示せず）を介して設けた金属性の蓋体２ａ、２ｂとで真空気密に構成されている。
【００２１】
上記遮断室１内には、導電棒４ａ、４ｂの対向する端部に取り付けられた一対の電極６ａ、６ｂが配設され、上部の電極６ａを固定電極、下部の電極６ｂを可動電極としている。また、この可動電極６ｂの電極棒４ｂには、ベローズ７が取り付けられ遮断室１内を真空気密に保持しながら電極４ｂの軸方向の移動を可能にしている。  また、電極６ａ、６ｂを覆うようにして遮断室１内に金属性のアークシールド８が設けられ、これにより絶縁容器３がアーク蒸気で覆われることを防止している。さらに、電極６ｂは、図２に拡大して示すように、導電棒４ｂにロウ付け部１０ｂによって固定されるか、また、かしめによって圧着接続されている。同様に、電極６ａは、導電棒４ａにロウ付け部１０ａによって固定されるか、また、かしめによって圧着接続されている。電極６ｂの６ａと対向する端面にロウ付け１１ｂで接点５ｂが固着されている。同様に、電極６ａの６ｂと対向する端面にロウ付け１１ａで接点５ａが固着されている。なお、アークシールド８は、絶縁容器３の内壁に固定されたアークシールド取付具９により取付けられている。
【００２２】
次に、表を参照して、本発明による真空バルブ用接点材料の製造方法の実施例と比較例の製造方法及び耐電圧特性、通電特性、遮断特性との測定結果について述べる。
【表１】
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【００２３】
【表２】
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【００２４】
（比較例１〜２、実施例１〜３）
比較例１では、最終加工の段階では、切削油を使用せずに所定形状に加工したＣｕ−５０ｗｔ％Ｃｒ接点を得た。加工前の接点素材（Ｃｕ−５０Ｃｒ合金）は、アーク溶解法で製造した。ＣｕとＣｒの板を重量比で１：１になるように固定して消耗電極とし、この消耗電極を陽極側として、高純度Ａｒを注入し、１０４Ｐａオーダの低真空中で、消耗電極と対向する水冷Ｃｕ坩堝とでアークを発生させ、アークにより消耗電極を溶解させて、水冷Ｃｕ坩堝内に、Ｃｕ−５０Ｃｒのインゴットを得た。このアーク溶解で作製したＣｕ−５０Ｃｒ合金を所定の接点形状（φ５０ｍｍ、ｔ５ｍｍ）に、切削油を使用しない乾式で加工した。
【００２５】
加工後の接点表面の、平滑度と洗浄度を、それぞれ表面粗さ形状評価装置とＡＥＳ（オージェ電子分光分析法）で評価した。表面粗さは中心平均粗さ（Ｒａ）が４．０μｍであった。洗浄度は、ＡＥＳによる半定量分析の結果、ＣｕとＣｒ以外の物質（Ｃ、Ｏ等）が９０ａｔｍ％検出された。これらの比較例１の測定結果を基準とし、その他の測定結果は相対値で示した（数値が大きい程、良好な特性を示すように算出）。
【００２６】
次に、この加工したＣｕ−５０Ｃｒ接点を真空バルブに組み込んで、通電特性、耐電圧特性、遮断特性を評価した。通電特性は、真空バルブの接触抵抗を測定した。耐電圧特性は、電極間隔を一定（約５ｍｍ）にして絶縁破壊電圧を１００回測定し、その平均値を算出することにより評価した。遮断特性は、５ｋＡから徐々に電流値を上げていく方法で最大遮断電流を測定することにより評価した。これらの比較例１の測定結果を基準とし、その他の測定結果は相対値で示した（数値が大きい程、良好な特性を示すように算出）。
【００２７】
実施例１では、接点素材であるＣｕ−５０Ｃｒ合金を、比較例１と同一のアーク溶解法で作製し、切削油を使用した湿式加工で、所定形状に加工した。加工後の接点を流水で洗浄した後、１０−３Ｐａオーダーの真空雰囲気中５００℃で加熱清浄処理を実施した。接点表面の評価結果は、平滑度については中心高さが３．２μｍであり、実施例１の０．８倍（表１には、高い数値を良好な特性とする為、逆数の１．３と記載）となり、洗浄度については、ＡＥＳによる半定量分析の結果、ＣｕとＣｒ以外の成分が８０ａｔｍ％であり、実施例の０．８８倍（表１には、逆数の１．１と記載）。また電気特性の評価結果は、通電特性は比較例１の１．１倍（接触抵抗は０．９倍）、耐電圧特性は１．２倍、遮断特性は１．０倍であった。
【００２８】
実施例２〜３と比較例２では、Ｃｕ−５０Ｃｒ合金を、比較例１や実施例１と同一のアーク溶解法で作製した。接点加工は実施例１と同様に、切削油を使用し、その後に流水洗浄を行った。
【００２９】
実施例２では水素雰囲気中、５００℃で熱処理したところ、接点表面の材料特性については、平滑性と洗浄性は、比較例１のそれぞれ１．３倍と１．１倍であった。また電気特性については、通電特性、耐電圧特性、遮断特性は、比較例１のそれぞれ１．１倍、１．２倍、１．０倍であった。
【００３０】
実施例３ではアルゴン雰囲気中、５００℃で熱処理したところ、接点表面の材料特性については、平滑性と洗浄性は、比較例１のそれぞれ１．３倍と１．１倍であった。また電気特性については、通電特性、耐電圧特性、遮断特性は、比較例１のそれぞれ１．１倍、１．２倍、１．０倍であった。
【００３１】
比較例２では大気中、５００℃で熱処理したところ、接点表面の材料特性については、平滑性と洗浄性は、比較例１のそれぞれ１．２倍と０．５倍であった。また電気特性については、通電特性、耐電圧特性、遮断特性は、比較例１のそれぞれ０．９倍、１．０倍、０．７倍であり、改善効果はなかった。
【００３２】
（比較例３〜４、実施例４〜７）
比較例１〜２と実施例１〜３では、接点素材をアーク溶解法で製造した事例について述べたが、本発明の主旨はこれに限るものではなく、アーク溶解法以外の溶解法や、溶解法以外の焼結法についても適用可能である。
【００３３】
比較例３、実施例４〜５では、焼結法の１種である固相焼結法で、接点素材であるＣｕ−５０Ｃｒ合金を作製した。Ｃｕ粉末（平均粒径３０μｍ）とＣｒ粉末（平均粒径１５０μｍ）を、重量比１：１となるように混合してφ６０ｍｍの金型で１０ｔ／ｃｍ２で加圧成型した圧粉体を、１０−３Ｐａオーダの真空中で、所定の温度で２時間保持し、Ｃｕ−５０Ｃｒ合金を得た。
【００３４】
所定の温度とは、比較例３では８５０℃（導電成分であるＣｕの溶融温度１０８３℃を基準にして−２３３℃）、実施例４では９５０℃（同−１３３℃）、実施例５では１０５０℃（同−３３℃）である。各温度で固相焼結して作製したＣｕ−５０Ｃｒ合金を、切削油を使用して加工し、真空雰囲気中５００℃で熱処理して、接点表面状態を評価するとともに、真空バルブに組み込んで、電気特性を評価した。
【００３５】
比較例３では、焼結温度が低い為に、焼結体の密度が若干低かった。接点表面の材料特性については、平滑性と洗浄性は、比較例１のそれぞれ１．３倍と１．１倍であった。また電気特性については、通電特性、耐電圧特性、遮断特性は、比較例１のそれぞれ１．０倍、１．０倍、０．９倍であり、改善効果はなかった。
【００３６】
実施例４では、接点表面の材料特性については、平滑性と洗浄性は、比較例１のそれぞれ１．３倍と１．１倍であった。また電気特性については、通電特性、耐電圧特性、遮断特性は、比較例１のそれぞれ１．２倍、１．１倍、１．０倍であった。
【００３７】
実施例５では、接点表面の材料特性については、平滑性と洗浄性は、比較例１のそれぞれ１．３倍と１．１倍であった。また電気特性については、通電特性、耐電圧特性、遮断特性は、比較例１のそれぞれ１．１倍、１．１倍、１．０倍であった。
【００３８】
実施例６〜７、比較例６では、焼結法の１種である液相焼結法で、接点素材であるＣｕ−５０Ｃｒ合金を作製した。この内、実施例６では、液相焼結法の１種である焼結溶浸法で接点素材を作製した。
【００３９】
実施例６では、Ｃｕ−５０Ｃｒ合金を、Ｃｒ粉末（平均粒径１５０μｍ）を加圧成型した後、水素雰囲気中で、１１５０℃×１時間の条件で製造したＣｒスケルトンと溶浸材であるＣｕを坩堝内で上下に配置し、水素雰囲気中で、１１５０℃（Ｃｕの溶融温度を基準にして＋６７℃）に加熱し、導電成分であるＣｕを溶浸させることにより作製した。作製したＣｕ−５０Ｃｒ合金を、切削油を使用して加工し、真空雰囲気中５００℃で熱処理して、接点表面状態を評価するとともに、真空バルブに組み込んで、電気特性を評価した。接点表面の材料特性については、平滑性と洗浄性は、比較例１のそれぞれ１．３倍と１．１倍であった。また電気特性については、通電特性、耐電圧特性、遮断特性は、比較例１のそれぞれ１．２倍、１．１倍、１．０倍であった。
【００４０】
実施例７では、Ｃｕ−５０Ｃｒ合金を、Ｃｕ粉末（平均粒径３０μｍ）とＣｒ粉末（平均粒径１５０μｍ）を重量比１：１となるように混合して、φ６０ｍｍの金型で１０ｔ／ｃｍ２で加圧成型した圧粉体を、φ７０ｍｍの坩堝に、圧粉体の周囲をアルミナ粉で覆って充填した後、１０−３Ｐａオーダの真空中で、１２５０℃（Ｃｕの溶融温度を基準にして＋１６７℃）×６０分の条件で液相焼結し、Ｃｕ−５０Ｃｒ合金を得た。作製したＣｕ−５０Ｃｒ合金を、切削油を使用して加工し、真空雰囲気中５００℃で熱処理して、接点表面状態を評価するとともに、真空バルブに組み込んで、電気特性を評価した。接点表面の材料特性については、平滑性と洗浄性は、比較例１のそれぞれ１．３倍と１．１倍であった。また電気特性については、通電特性、耐電圧特性、遮断特性は、比較例１のそれぞれ１．２倍、１．１倍、１．０倍であった。
【００４１】
比較例４では、実施例６と同様に液相焼結法で接点素材の製造を試みたが、焼結温度を１３５０℃（Ｃｕの溶融温度を基準にして＋２６７℃）としたところ、外見上崩れており、明らかにＣｕとＣｒが分離してしまったので、接点の電気評価に値しないと判断した。
【００４２】
以上の実施例４〜７の結果より、接点素材を焼結法で製造すると、電気特性の内の特に通電特性の向上が可能となる。特に焼結温度は、導電成分であるＣｕの溶融温度（１０８３℃）を基準にして、−２００℃以上、＋２００℃以下の時に特性向上が顕著となる。また比較例３、６の結果より、焼結温度が、Ｃｕの溶融温度を基準にして、−２００℃より低いと、焼結密度が低く特性が悪くなり、一方、＋２００℃より高いと、Ｃｕの形状、即ち接点形状が保てなくなると共にＣｕとＣｒが２相分離してしまい、組織の均一性が保てない。従って、接点素材の焼結温度は、導電成分であるＣｕの溶融温度（１０８３℃）を基準にして、−２００℃以上、＋２００℃以下が好ましい。
【００４３】
（実施例８〜１０）
実施例８〜１０では、接点素材であるＣｕ−４０Ｃｒ合金を真空雰囲気中の固相焼結（１０００℃×３時間）で作製した後に、水溶性切削油を使用して所定形状に加工し、流水洗浄し、真空中５００℃で熱処理して、接点表面の評価と真空バルブに組み込んでの電気特性の評価を行った。
【００４４】
今回、水溶性切削油をパラメータとして、一連の評価を実施した。実施例８ではルビシル・ジャパン製のＢＣＳ−９１０ＣＦを、実施例９では同メーカのＢＣＳ−８８０を、実施例１０では同メーカのＢＣＳ−８を使用した。なお使用した切削油について、ＦＴ−ＩＲ分析（フーリエ変換赤外分光分析）とＥＰＭＡ（電子線マイクロアナライザー）による元素分析も行った。
【００４５】
実施例８では、使用した水溶性切削油（ＢＣＳ−９１０ＣＦ）からは、主成分として鉱物油、芳香族炭化水素、界面活性材が、添加剤として硫黄化合物の存在が確認できた。また接点表面の材料特性については、平滑性と洗浄性は、比較例１のそれぞれ１．４倍と１．１倍であった。さらに電気特性については、通電特性、耐電圧特性、遮断特性は、比較例１のそれぞれ１．２倍、１．２倍、１．１倍であった。
【００４６】
実施例９では、使用した切削油（ＢＣＳ−８８０）からは、主成分として鉱物油、と界面活性剤が、添加剤として硫黄化合物の存在が確認できた。また接点表面の材料特性については、平滑性と洗浄性は、比較例１のそれぞれ１．４倍と１．１倍であった。さらに電気特性については、通電特性、耐電圧特性、遮断特性は、比較例１のそれぞれ１．２倍、１．２倍、１．１倍であった。
【００４７】
実施例１０では、使用した切削油（ＢＣＳ−８）からは、主成分として鉱物油と界面活性材が、添加剤として硫黄化合物と塩素化合物の存在が確認できた。また接点表面の材料特性については、平滑性と洗浄性は、比較例１のそれぞれ１．５倍と１．１倍であった。さらに電気特性については、通電特性、耐電圧特性、遮断特性は、比較例１のそれぞれ１．３倍、１．２倍、１．１倍であった。
【００４８】
以上の実施例８〜１０の結果より、接点素材を水溶性切削油（主成分として鉱物油や界面活性剤を含有し、添加剤として硫黄化合物を含有した水溶性切削油）を使用して加工すると、電気特性のうちの特に耐電圧特性の向上が可能となる。特に水溶性切削油が添加剤として塩素化合物を含有している場合には、開削性向上により、接点表面の平滑性が改善され、結果的に通電特性が向上した。
【００４９】
（実施例１１〜１３）
実施例１１〜１３では、接点素材であるＣｕ−３０Ｃｒ合金を真空雰囲気中の固相焼結（１０００℃×３時間）で作製した後に、切削油を使用して所定形状に加工し、流水洗浄し、真空中５００℃で熱処理して、接点表面の評価と真空バルブに組み込んでの電気特性の評価を行った。
【００５０】
今回、切削速度、切削バイト、切削油を変化させて、加工後の表面粗さをパラメータとして、一連の評価を実施した。Ｒａ（中心平均粗さ）を、実施例１１では２．５μｍ、実施例１２では１．６μｍ、実施例１３では１．０μｍとした。表１には、比較例１が４．０μｍを基準として、それぞれ１．６、２．５、４．０と記載した。
【００５１】
実施例１１では、Ｒａ＝２．５μｍであり、接点表面の材料特性については、平滑性と洗浄性は、比較例１のそれぞれ１．６倍と１．１倍であった。また電気特性については、通電特性、耐電圧特性、遮断特性は、比較例１のそれぞれ１．４倍、１．２倍、１．２倍であった。
【００５２】
実施例１２では、Ｒａ＝１．６μｍであり、接点表面の材料特性については、平滑性と洗浄性は、比較例１のそれぞれ２．５倍と１．１倍であった。また電気特性については、通電特性、耐電圧特性、遮断特性は、比較例１のそれぞれ１．５倍、１．２倍、１．２倍であった。
【００５３】
実施例１３では、Ｒａ＝１．０μｍであり、接点表面の材料特性については、平滑性と洗浄性は、比較例１のそれぞれ４．０倍と１．１倍であった。また電気特性については、通電特性、耐電圧特性、遮断特性は、比較例１のそれぞれ１．５倍、１．３倍、１．２倍であった。
【００５４】
以上の実施例１１〜１３の結果より、加工後の接点表面のＲａが３μｍ以下であれば、電気特性の内、通電特性と耐電圧特性の向上が可能となる。
【００５５】
（実施例１４〜１７）
比較例１〜４と実施例１〜１３では、液体洗浄工程で流水を使用した事例について述べたが、本発明の主旨はこれに限るものではない。接点素材であるＣｕ−２５Ｃｒ合金を真空雰囲気中の固相焼結（１０００℃×３時間）で作製した後に、ルビシル・ジャパン製ＢＣＳ−８の切削油を使用して所定形状に加工した後の液体洗浄工程において、実施例１４ではイソプロピルアルコールを、実施例１５では切削油成分を０．０００１ｖｏｌ％含んだ水を、実施例１６では切削油成分を０．８ｖｏｌ％含んだ水を、実施例１７では切削油成分を１．５ｖｏｌ％含んだ水を使用して洗浄した。
【００５６】
実施例１４では、イソプロピルアルコールで洗浄したところ、接点表面からはエステル化合物が検出され、平滑性と洗浄性は、比較例１のそれぞれ２．０倍と１．１倍であった。また電気特性については、通電特性、耐電圧特性、遮断特性は、比較例１のそれぞれ１．４倍、１．１倍、１．３倍であった。
【００５７】
実施例１５では、切削油成分を０．０００１ｖｏｌ％含んだ水を容器に入れて洗浄したところ、接点表面からは鉱物油が検出され、平滑性と洗浄性は、比較例１のそれぞれ２．０倍と１．１倍であった。また電気特性については、通電特性、耐電圧特性、遮断特性は、比較例１のそれぞれ１．４倍、１．２倍、１．３倍であった。
【００５８】
実施例１６では、切削油成分を０．８ｖｏｌ％含んだ水を容器に入れて洗浄したところ、接点表面からは鉱物油が検出され、平滑性と洗浄性は、比較例１のそれぞれ２．０倍と１．１倍であった。また電気特性については、通電特性、耐電圧特性、遮断特性は、比較例１のそれぞれ１．４倍、１．２倍、１．３倍であった。
【００５９】
実施例１７では、切削油成分を１．５ｖｏｌ％含んだ水を容器に入れて洗浄したところ、接点表面からは鉱物油が検出され、平滑性と洗浄性は、比較例１のそれぞれ２．０倍と１．１倍であった。また電気特性については、通電特性、耐電圧特性、遮断特性は、比較例１のそれぞれ１．０倍、１．１倍、１．０倍であり、改善効果は小さかった。
【００６０】
以上の実施例１４〜１７の結果より、液体洗浄工程において、水またはイソプロピルアルコールを使用すると電気特性の向上が可能となる。特に切削油成分を０．０００１〜１ｖｏｌ％含んだ水を使用することにより、電気特性のさらなる向上が可能となる。これは液体洗浄後に、接点表面に鉱物油やエステル化合物が若干残留していることにより、それ以上の接点の変質を抑制した為と考えられ、あまり高濃度の切削油成分を含んだ水で洗浄しても、逆に残留物の量が増大してしまい、その後の加熱清浄工程で除去仕切れない為、電気特性向上が図れなかったと考えられる。
【００６１】
（比較例５〜６、実施例１８〜１９）
比較例１〜４と実施例１〜１７では、加熱清浄工程の温度を５００℃で実施した事例について述べたが、本発明の主旨はこれに限るものではない。接点素材であるＣｕ−２０Ｃｒ合金を真空溶解法で作製した後に、切削油を使用して所定形状に加工して、流水洗浄し、加熱清浄工程における真空熱処理温度を、比較例５では３００℃、実施例１８では４００℃、実施例１９では１０００℃、比較例６では１０５０℃とした。
【００６２】
比較例５では、３００℃（導電成分であるＣｕの溶融温度１０８３℃を基準にして−７８３℃）で熱処理したところ、接点表面の材料特性については、平滑性と洗浄性は、比較例１のそれぞれ２．０倍と０．９倍であった。また電気特性については、通電特性、耐電圧特性、遮断特性は、比較例１のそれぞれ１．０倍、１．０倍、０．９倍であり、改善効果はほとんどなかった。
【００６３】
実施例１８では、４００℃（Ｃｕの溶融温度１０８３℃を基準にして−６８３℃）で熱処理したところ、接点表面の材料特性については、平滑性と洗浄性は、比較例１のそれぞれ２．０倍と１．０倍であった。また電気特性については、通電特性、耐電圧特性、遮断特性は、比較例１のそれぞれ１．２倍、１．１倍、１．０倍であった。
【００６４】
実施例１９では、１０００℃（Ｃｕの溶融温度１０８３℃を基準にして−８３℃）で熱処理したところ、接点表面の材料特性については、平滑性と洗浄性は、比較例１のそれぞれ２．０倍と１．３倍であった。また電気特性については、通電特性、耐電圧特性、遮断特性は、比較例１のそれぞれ１．３倍、１．２倍、１．１倍であった。
【００６５】
比較例６では、１０５０℃（Ｃｕの溶融温度１０８３℃を基準にして−３３℃）で熱処理したところ、接点表面の一部が溶融した様相を呈しており、表面に突起物等が観察されたので、接点の電気評価に値しないと判断した。
【００６６】
以上の実施例１８〜１９の結果より、加熱清浄工程における熱処理温度は、導電成分Ｃｕの溶融温度（１０８３℃）を基準にして、−７００℃以上、−５０℃以下の時に電気特性の向上が可能となる。また比較例７〜８の結果より、焼結温度が、導電成分Ｃｕの溶融温度（１０８３℃）を基準にして、−７００℃より低いと、表面の清浄化の効果が小さくなり、電気特性はほとんど改善されず、一方、−５０℃より高いと、熱処理炉の温度制御の問題で接点の一部分が溶融してしまい、滑らかな表面粗さが保てなかった。従って、加熱清浄工程における熱処理温度は、導電成分Ｃｕの溶融温度（１０８３℃）を基準にして、−７００℃以上、−５０℃以下が好ましい。
【００６７】
（実施例２０〜２５）
前記比較例１〜６と実施例１〜１９では、導電成分がＣｕ、耐弧成分がＣｒ、の事例について述べたが、本発明の主旨はこれに限るものではない。
【００６８】
実施例２０では、導電成分をＡｇ、耐弧成分をＷＣとしたＡｇ−８０ＷＣ接点を、焼結溶浸法で作製し、切削油を使用して加工する等の一連の処理を実施し、さらに一連の評価を実施した結果、通電特性、耐電圧特性、遮断特性は、切削油を使用していない通常乾式加工した接点の、それぞれ１．１倍、１．２倍、１．０倍であった。
【００６９】
実施例２１では、導電成分をＡｇ＋Ｃｕ、耐弧成分をＷＣとしたＡｇ／Ｃｕ−７０ＷＣ接点を、焼結溶浸法で作製し、切削油を使用して加工する等の一連の処理を実施し、さらに一連の評価を実施した結果、通電特性、耐電圧特性、遮断特性は、切削油を使用していない通常乾式加工した接点の、それぞれ１．１倍、１．２倍、１．０倍であった。
【００７０】
実施例２２〜２５では、導電成分をＣｕとし、耐弧成分をそれぞれ、Ｗ、Ｎｂ、ＷＣ、Ｃｒ＋Ｗとして、固相焼結法で接点材料を作製し、切削油を使用して加工する等の一連の処理を実施し、さらに一連の評価を実施した結果、通電特性、耐電圧特性、遮断特性は、切削油を使用していない通常乾式加工した接点の、それぞれ１．１倍、１．２倍、１．０倍であった。
【００７１】
（実施例２６〜３１）
前記比較例１〜６と実施例１〜２５では、導電成分と耐弧成分で構成される接点材料の事例について述べたが、本発明の主旨はこれに限るものではない。
【００７２】
実施例２６〜２８では、補助成分としてそれぞれＢｉ、Ｔｅ、Ｔｅ＋Ｓｅとし、固相焼結法で接点材料を作製し、切削油を使用して加工する等の一連の処理を実施し、さらに一連の評価を実施した結果、通電特性、耐電圧特性、遮断特性は、切削油を使用していない通常乾式加工した接点の、それぞれ１．１倍、１．２倍、１．０倍であった。
【００７３】
実施例２９〜３１では、導電成分としてＣｕ、補助成分としてそれぞれＢｉ、Ｔｅ、Ｔｅ＋Ｓｅとし（耐弧成分はなし）、真空溶解法で接点材料を作製し、切削油を使用して加工する等の一連の処理を実施し、さらに一連の評価を実施した結果、通電特性、耐電圧特性、遮断特性は、切削油を使用していない通常乾式加工した接点の、それぞれ１．１倍、１．２倍、１．０倍であった。
【００７４】
なお、補助成分が７ｗｔ％を超えると、耐電圧特性、遮断特性の少なくとも一方が悪化する。
【００７５】
以上の結果が示すように、本発明によって真空バルブ用接点材料の製造方法の遮断特性と耐電圧特性を向上させることが可能となる。
【００７６】
（他の実施例）
なお、導電成分については、発明実施の形態では、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｇ＋Ｃｕでの記載しかないが、ＣｕまたはＡｇを主成分とするならば、同様の効果が得られる。    
また耐弧成分については、発明実施の形態では、Ｃｒ、Ｗ、Ｎｂ、ＷＣ、Ｃｒ＋Ｗでの記載しかないが、Ｃｒ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ及びこれらの炭化物の内の少なくとも１つを耐弧成分として使用しても、同様の効果が得られる。
【００７７】
さらに補助成分についても、発明実施の形態では、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｔｅ＋Ｓｅとした場合のみ記載しているが、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｓｅの内の少なくとも１つを補助成分としても、同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明が適用される真空バルブの断面図。
【図２】図１の接点部の拡大断面図。
【図３】本発明の真空バルブ用接点材料の製造方法の代表的な製造プロセスを示す図。
【符号の説明】
【００７９】
Ｓ１…素材製造工程、Ｓ２…接点加工工程、Ｓ３…液体洗浄工程、Ｓ４…加熱清浄工程、１…遮断室、２ａ…蓋体、２ｂ…蓋体、３…絶縁容器、４ａ…導電棒、４ｂ…導電棒、５ａ…接点、５ｂ…接点、６ａ…電極、６ｂ…電極、７…ベローズ、８…アークシールド、９…アークシールド取付具、１０ａ…ロウ付け、１０ｂ…ロウ付け、１１ａ…ロウ付け、１１ｂ…ロウ付け。
【図１】
2006202568.tif 000005
【図２】
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【図３】
2006202568.tif 000007