(57)【要約】【課題】  金属からなる基材中に金属、酸化物、炭化物あるいはカーボン等からなる副材を分散させた金属基複合材料において、基材中における副材の分散を均一にするものである。【解決手段】  銀、銀合金、銅及び銅合金から選ばれた金属からなる基材１中に、ニッケル、パラジウム、白金、モリブデン、酸化カドミウム、酸化スズ、酸化インジウム及び酸化亜鉛から選ばれた少なくとも１種からなる副材２が分散配置された金属基複合材料において、副材２は極細線の形状を成すとともに、極細線の形状を成す多数本の副材２が基材１中で一方向に配向し、分散して配置される構成とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
銀、銀合金、銅及び銅合金から選ばれた金属からなる基材中に、ニッケル、パラジウム、白金、モリブデン、酸化カドミウム、酸化錫、酸化インジウム及び酸化亜鉛から選ばれた少なくとも１種からなる副材が分散配置された金属基複合材料において、上記副材は極細線の形状を成すとともに、上記極細線の形状を成す多数本の副材が上記基材中で一方向に配向し、分散して配置されたことを特徴とする金属基複合材料。
【請求項２】
銀、銀合金、銅及び銅合金から選ばれた金属からなる基材中に、ニッケル、タングステン、モリブデン、炭化タングステン、カーボン、酸化カドミウム、酸化錫、酸化インジウム及び酸化亜鉛から選ばれた少なくとも１種からなる副材が分散配置された金属基複合材料において、上記副材は極細線状の粉末凝集体であり、上記極細線状の粉末凝集体からなる多数本の副材が上記基材中で一方向に配向し、分散して配置されたことを特徴とする金属基複合材料。
【請求項３】
銀、銀合金、銅及び銅合金から選ばれた金属からなる基材中に、ニッケル、パラジウム、白金、モリブデンから選ばれた少なくとも１種以上からなる副材が分散配置された金属基複合材料の製造方法において、
上記基材の原材料を金属管とし、上記副材の原材料を棒または線とし、上記金属管に上記棒または線を挿入する第１工程、
上記副材の原料が挿入された金属管に伸線加工を加えて線材にする第２工程、
伸線した線材を所定の長さに切断し、切断した線材の長さを揃えて束ねて、伸線加工を行う一連の工程を繰り返す第３工程、
を備えたことを特徴とする金属基複合材料の製造方法。
【請求項４】
銀、銀合金、銅及び銅合金から選ばれる金属からなる基材中に、ニッケル、パラジウム、白金、モリブデンから選ばれる少なくとも１種からなる副材が分散配置された金属基複合材料の製造方法において、
上記基材の原材料を柱状のインゴットとし、上記副材の原材料を棒または線とし、上記インゴットに複数の穴を穿孔し、上記穿孔した複数の穴に上記棒または線を挿入する第１工程、
上記副材の原料が挿入されたインゴットに伸線加工を加えて線材にする第２工程、
伸線した線材を所定の長さに切断し、切断した線材の長さを揃えて束ねて、伸線加工を行う一連の工程を繰り返す第３工程、
を備えたことを特徴とする金属基複合材料の製造方法。
【請求項５】
銀、銀合金、銅及び銅合金から選ばれる金属からなる基材中に、ニッケル、タングステン、モリブデン、炭化タングステン、カーボン、酸化カドミウム、酸化錫、酸化インジウム及び酸化亜鉛から選ばれる少なくとも１種からなる副材が分散配置された金属基複合材料の製造方法において、
上記基材の原材料を金属管とし、上記副材の原材料を粉末とし、上記金属管に上記粉末を挿入する第１工程、
上記副材の原料が挿入された金属管に伸線加工を加えて線材にする第２工程、
伸線した線材を所定の長さに切断し、切断した線材の長さを揃えて束ねて、伸線加工を行う一連の工程を繰り返す第３工程、
を備えたことを特徴とする金属基複合材料の製造方法。
【請求項６】
銀、銀合金、銅及び銅合金から選ばれる金属からなる基材中に、酸化カドミウム、酸化錫、酸化インジウム及び酸化亜鉛から選ばれる少なくとも１種からなる副材が分散配置された金属基複合材料の製造方法において、
上記基材の原材料を金属管とし、上記副材の原材料をカドミウム、錫、インジウムまたは亜鉛の棒または線とし、上記金属管に上記線を挿入する第１工程、
上記副材の原料が挿入された金属管に伸線加工を加えて線材にする第２工程、
伸線した線材を所定の長さに切断し、切断した線材の長さを揃えて束ねて、伸線加工を行う一連の工程を繰り返す第３工程、
上記第３工程を経て得られた最終伸線加工の線材を、酸素中で熱処理することにより、上記基材中のカドミウム、錫、インジウムまたは亜鉛を酸化する第４工程、
を備えたことを特徴とする金属基複合材料の製造方法。
【請求項７】
上記第２工程及び第３工程における伸線加工は、押し出し、引き抜き、圧延及び鍛造から選ばれる少なくとも１種の加工法を用いることを特徴とする請求項４ないし６のいずれかに記載の金属基複合材料の製造方法。
【請求項８】
上記第２工程及び第３工程における伸線加工において、上記線材の断面形状が六角形となるように加工することを特徴とする請求項４ないし６のいずれかに記載の金属基複合材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気接点材料等に応用される金属基複合材料及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属基複合材料の重要な応用例である電気接点材料は、銀（Ａｇ）や銅（Ｃｕ）の粉末に、酸化スズ（ＳｎＯ２）や酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）等の酸化物、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）あるいはモリブデン（Ｍｏ）などの金属、炭化タングステン（ＷＣ）あるいはカーボン（Ｃ）などの粉末を混合し、この混合粉末を焼結することにより製造され、また、ＷやＭｏのポーラス状の焼結体にＡｇやＣｕの融液を浸透させて製造される（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
また、ＡｇとＳｎ、またはＡｇとＩｎを溶解してそれぞれＡｇ−Ｓｎ合金、Ａｇ−Ｉｎ合金、またはＡｇ−Ｓｎ−Ｉｎ合金とし、その後、この合金を酸化してＡｇ中にＳｎＯ２微粒子やＩｎ２Ｏ３微粒子を分散させたＡｇ−ＳｎＯ２、Ａｇ−Ｉｎ２Ｏ３、あるいはその両方の微粒子を分散させたＡｇ−ＳｎＯ２−Ｉｎ２Ｏ３とする「内部酸化法」によって製造される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
これらの金属基複合材料からなる電気接点材料は、基材となる電気伝導性の高いＡｇやＣｕに、副材としてＮｉやＷ、ＷＣ、ＳｎＯ２などを数μｍ程度の微細な粒子として基材中に均一に分散させることにより始めて接点材料としての耐溶着性や耐消耗性が付与されるものである。
【０００５】
【非特許文献１】土屋  金彌著「電気接点技術」総合電子出版社出版、昭和５５年発行、Ｐ１０９−１１２
【特許文献１】特公昭５９−３７５３２号公報（第１−２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記非特許文献１のように混合粉末を焼結する方法においては、比重の異なる材料を混合させるため、過去、種々の改良が成されてきているものの、副材の不均一性や凝集は避けられず、十分、かつ、安定した耐溶着性や耐消耗性がないという問題点がある。
【０００７】
また、上記特許文献１のような内部酸化法においても、合金を製造する鋳造工程における凝集や不均一は、焼結法よりは軽減するものの、完全に避けることはできない。
【０００８】
上記のような不均一性や凝集の問題は、電気接点の接点面上だけでなく、接点が消耗したときの深さ方向の不均一にも同じ問題となって現れる。
【０００９】
この発明は、上記のような問題を解決することを目的とし、金属からなる基材中に金属、酸化物、炭化物あるいはカーボン等からなる副材を分散させた金属基複合材料において、基材中における副材の分散を均一にするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る金属基複合材料は、銀、銀合金、銅及び銅合金から選ばれた金属からなる基材中に、ニッケル、パラジウム、白金、モリブデン、酸化カドミウム、酸化錫、酸化インジウム及び酸化亜鉛から選ばれた少なくとも１種からなる副材が分散配置された金属基複合材料において、上記副材は極細線の形状を成すとともに、上記極細線の形状を成す多数本の副材が上記基材中で一方向に配向し、分散して配置されたものである。
【００１１】
また、銀、銀合金、銅及び銅合金から選ばれた金属からなる基材中に、ニッケル、タングステン、モリブデン、炭化タングステン、カーボン、酸化カドミウム、酸化錫、酸化インジウム及び酸化亜鉛から選ばれた少なくとも１種からなる副材が分散配置された金属基複合材料において、上記副材は極細線状の粉末凝集体であり、上記極細線状の粉末凝集体からなる多数本の副材が上記基材中で一方向に配向し、分散して配置されたものである。
【００１２】
この発明に係る金属基複合材料の製造方法は、銀、銀合金、銅及び銅合金から選ばれた金属からなる基材中に、ニッケル、パラジウム、白金、モリブデンから選ばれた少なくとも１種以上からなる副材が分散配置された金属基複合材料の製造方法において、
上記基材の原材料を金属管とし、上記副材の原材料を棒または線とし、上記金属管に上記棒または線を挿入する第１工程、
上記副材の原料が挿入された金属管に伸線加工を加えて線材にする第２工程、
伸線した線材を所定の長さに切断し、切断した線材の長さを揃えて束ねて、伸線加工を行う一連の工程を繰り返す第３工程、
を備えたこものである。
【００１３】
また、銀、銀合金、銅及び銅合金から選ばれる金属からなる基材中に、ニッケル、パラジウム、白金、モリブデンから選ばれる少なくとも１種からなる副材が分散配置された金属基複合材料の製造方法において、
上記基材の原材料を柱状のインゴットとし、上記副材の原材料を棒または線とし、上記インゴットに複数の穴を穿孔し、上記穿孔した複数の穴に上記棒または線を挿入する第１工程、
上記副材の原料が挿入されたインゴットに伸線加工を加えて線材にする第２工程、
伸線した線材を所定の長さに切断し、切断した線材の長さを揃えて束ねて、伸線加工を行う一連の工程を繰り返す第３工程、
を備えたものである。
【００１４】
また、銀、銀合金、銅及び銅合金から選ばれる金属からなる基材中に、ニッケル、タングステン、モリブデン、炭化タングステン、カーボン、酸化カドミウム、酸化錫、酸化インジウム及び酸化亜鉛から選ばれる少なくとも１種からなる副材が分散配置された金属基複合材料の製造方法において、
上記基材の原材料を金属管とし、上記副材の原材料を粉末とし、上記金属管に上記粉末を挿入する第１工程、
上記副材の原料が挿入された金属管に伸線加工を加えて線材にする第２工程、
伸線した線材を所定の長さに切断し、切断した線材の長さを揃えて束ねて、伸線加工を行う一連の工程を繰り返す第３工程、
を備えたものである。
【００１５】
また、銀、銀合金、銅及び銅合金から選ばれる金属からなる基材中に、酸化カドミウム、酸化錫、酸化インジウム及び酸化亜鉛から選ばれる少なくとも１種からなる副材が分散配置された金属基複合材料の製造方法において、
上記基材の原材料を金属管とし、上記副材の原材料をカドミウム、錫、インジウムまたは亜鉛の棒または線とし、上記金属管に上記線を挿入する第１工程、
上記副材の原料が挿入された金属管に伸線加工を加えて線材にする第２工程、
伸線した線材を所定の長さに切断し、切断した線材の長さを揃えて束ねて、伸線加工を行う一連の工程を繰り返す第３工程、
上記第３工程を経て得られた最終伸線加工の線材を、酸素中で熱処理することにより、上記基材中のカドミウム、錫、インジウムまたは亜鉛を酸化する第４工程、
を備えたものである。
【発明の効果】
【００１６】
上記この発明に係る金属基複合材料の構成によれば、基材が銀、銀合金、銅または銅合金からなるため電気伝導性がよく、副材がニッケル、パラジウム、白金、モリブデン、タングステン、炭化タングステン、カーボン、酸化カドミウム、酸化錫、酸化インジウム及び酸化亜鉛から選ばれた少なくとも１種であるため耐消耗性と耐溶着性に優れた接点材料とすることができる。
【００１７】
また、副材が配向している方向と垂直方向に切断して、切断面を接点材料の接点面とすることによって、接点が消耗しても接点面の組織構造が変わらないため、特性変化のない接点が得られる。
【００１８】
上記この発明に係る金属基複合材料の製造方法の構成によれば、基材中に副材が極細線形状で一方向に配向し、かつ多数本の極細線材が基材中に均一に分散して配置されるので、得られた金属基複合材料を接点材料として使用した場合、副材が配向している方向と垂直方向に切断して、切断面を接点材料の接点面とすることによって、接点が消耗しても接点面の組織構造が変わらないため、経時的に特性変化のない接点が得られる。
【００１９】
また、基材の原料として柱状のインゴットを使用し、インゴットに穴を穿孔し、穴に副材の原料を挿入することにより、副材の配置がインゴットに穿孔した穴の配置によって決まるため、より均一性に優れた金属基複合材料を得ることができる。
【００２０】
また、副材の原料を粉末形状とすることにより、伸線加工の難しい材料を副材として使用できる。
【００２１】
また、カドミウム、錫、インジウムまたは亜鉛を極細線材として分散させたものを酸化させるため、酸化物粉末の凝集体よりも緻密な副材とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、この発明に係る金属基複合材料を示す断面図である。図１に示したように、金属基複合材料は、銀（Ａｇ）、Ａｇ合金、銅（Ｃｕ）あるはＣｕ合金等からなる基材１に、溶着性や消耗性の改善のために加えられるニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）あるいは白金（Ｐｔ）等の副材を直径数μｍ程度の極細線材２とし、多数の極細線材２を均一に一方向に配向させ、分散配置したものである。
【００２３】
図２は、この発明に係る別の金属基複合材料を示す断面図である。図２に示したように、Ａｇ、Ａｇ合金、ＣｕあるはＣｕ合金等からなる基材１に、溶着性や消耗性の改善のために加えられるニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、炭化タングステン（ＷＣ）、カーボン（Ｃ）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）及び酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の副材を数μｍ以下の微粉末とし、この微粉末を直径数μｍ程度の極細線状に凝集させて凝集体３とし、多数の凝集体３を均一に一方向に配向させて基材１中に配置させ、分散配置したものである。
【００２４】
図１または図２に示した構成によれば、この金属基複合材料は極細線材や粉末凝集体を配向させた配向方向と垂直に切断することにより、どの切断箇所においても同じ組織構造となる。従って、この金属基複合材料を接点材料として用いた時、配向方向と垂直な切断面を接点面とすることにより、接点材料が消耗しても、常に同じ組織構造が現れ、接点性能が変らない。
【００２５】
なお、図１及び図２は、この発明の金属基複合材料を模式的に表したもので、本来の副材２，３は一本一本が数μｍ程度の極細線状で、かつ無数の極細線材２または粉末凝集体３が基材１中に均一分散しているものである。
【００２６】
図３〜図６は、この発明にかかる金属基複合材料の製造方法を説明するための図であり、図３〜図５は斜視図、図６は断面図である。
【００２７】
まず、図３に示した製造法について説明する。
図３（ａ）に示したように、基材となるＡｇ、Ａｇ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金等からなる金属管４を用意し、この金属管４に副材の原料としてＮｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｍｏ等の金属棒５を挿入し、伸線加工により線材に加工する。この１回目の伸線加工線材６を、図３（ｂ）に示したように、多数本束ねて（多束化して）固定し、再度伸線加工を行う。この２回目の伸線加工線材７を、図３（ｃ）に示したように、再び多数本束ねて固定し、伸線加工を行うことにより、図３（ｄ）に示したように、３回目の伸線加工線材８が得られる。
【００２８】
このように、伸線加工線材を多数束ね、束ねた伸線加工線材の伸線加工を繰り返すことにより、副材の原料は基材中で細線化が進み、しかも一方向（伸線方向）に配向した構造となる。基材１と副材２との混合比率は基材となる金属管４の内外径と副材２の原料である金属棒５の直径で決まり、最終形状での副材の直径サイズは伸線加工の加工比率と繰返し回数で決まる。
【００２９】
また、多束化する際は、基材１と副材２とが同心円構造をなす線材を切断して用いるので、基材及び副材の径がほぼ同一寸法の線材を多束化することになり、この多束化した線材を伸線加工した場合に、加工後の基材中における副材の分散が偏りのない均一なものとなる。
【００３０】
なお、副材を金属管、基材を金属棒として組み合わせても同様の金属基複合材料を得ることができるが、この場合の副材は細管形状となって基材中に分散することになる。
【００３１】
また、１回目及び２回目の伸線加工線材を正６角形状に引き抜き加工すると多束化する際に隙間なく線材を束ねることができ、伸線加工した線材中の基材における副材の分散に不均一が生じにくくなる。
【００３２】
また、副材の原料としてＣｄ、Ｓｎ、ＩｎまたはＺｎ等の金属棒５を用い、伸線加工と多束化を繰り返して得られた伸線加工線材８を、酸化雰囲気中で熱処理することで副材を酸化させてＡｇ−ＣｄＯまたはＡｇ−ＳｎＯ２、Ａｇ−Ｉｎ２Ｏ３、Ａｇ−ＺｎＯあるいはその両方のＡｇ−ＳｎＯ２−Ｉｎ２Ｏ３等、としたものが得られる。
【００３３】
このように、酸化によりＣｄＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２あるいはＺｎＯからなる副材を形成することにより、後述する金属酸化物の粉末を用いた場合よりも、副材の緻密度を高くすることができる。
【００３４】
次に、図４に示した製造方法について説明する。
図４（ａ）に示したように、基材となるＡｇ、Ａｇ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金等からなる円柱状のインゴット９を用意し、このインゴット９に、円柱の高さ方向に複数の穴加工を施す。この穴に副材の原料としてＮｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｍｏ等の金属棒５を挿入し、金属棒５が挿入されたインゴット９を伸線加工により線材に加工する。この１回目の伸線加工線材６を、図４（ｂ）に示したように、多数本束ねて固定し、再度、伸線加工を行う。この２回目の伸線加工線材７を、図４（ｃ）に示したように、再び多数本束ねて固定し、伸線加工を行うことにより、図４（ｄ）に示したように、３回目の伸線加工線材８が得られる。このように、多束化工程と伸線工程を繰り返すことで、副材の原料である金属棒５は基材中で細線化が進み、しかも細線化した多数の副材は一方向（伸線方向）に配向した構造となる。
【００３５】
基材中に分散される副材の配置はインゴット９の穴の配置に依存するため、穴の配置を格子状に等間隔にすることで副材を均一に分散させることができる。特に、均一性の点から、穴の配置が三角格子の交点上にあるようにするのが好ましい。
【００３６】
なお、副材の原料として、柱状のインゴットを用い、インゴットに穿孔し、穿孔した穴に基材となるＡｇやＣｕなどの棒を挿入して伸線加工するようにしても、同様の金属基複合材料を得ることができる。この場合は、基材の方が副材中に極細線材となって分散することになるが、副材の体積比率が基材より大きい場合はこの組み合せにより作製が可能となる。
【００３７】
また、１回目および２回目の伸線加工線材を正６角形状に引き抜き加工すると多束化する際に隙間なく線材を束ねることができ、加工後の基材中における副材の分布をより一層均一にすることができる。
【００３８】
次に、図５に示した製造方法について説明する。
基材となるＡｇ、Ａｇ合金、Ｃｕ、Ｃｕ合金等からなる金属管４を用意し、図５に示したように、この金属管４に副材の原料としてＷ、Ｍｏ、Ｎｉ等の金属、ＣｄＯやＳｎＯ２等の酸化物、あるいはＷＣやＣ等の粉末から選択し、選択された粉末１０を金属管４の中に詰め込み、図６に示したように、伸線加工により線材に加工する。図６は、粉末１０を充填した金属管４が矢印方向に移動することによりダイス１１によって縮径していく様子を模式的に示している。この１回目の伸線加工線材を図３（ｂ）と同様に多数本束ねて固定し、再度伸線加工を行う。この２回目の伸線加工線材を図３（ｃ）と同様に再び多数本束ねて固定し、伸線加工を行う。この多束化工程と伸線工程を繰り返すことで、副材である粉末凝集体は基材中で細線化が進み、しかも細線化した副材は一方向（伸線方向）に配向した構造となる。
【００３９】
基材と副材との混合比率は、基材である金属管の内外径と金属管内に詰め込む副材の量で決まり、最終形状での副材の凝集体のサイズは伸線加工の加工比率と繰返し回数で決まる。この方法によれば、伸線加工の難しい低延性材の金属や酸化物、炭化物、炭素などを副材として用いることができる。
【００４０】
なお、１回目および２回目の伸線加工線材を正６角形状に引き抜き加工すると多束化する際に隙間なく線材を束ねることができ、加工後の基材中における副材の分布をより均一にすることができる。
【００４１】
なお、伸線加工は、押し出し、引き抜き、圧延及び鍛造から最適な方法を選ぶ、あるいは最適な組み合わせを選ぶことにより、効率のよい伸線加工を行うことができる。
【実施例】
【００４２】
実施例１．
外径４５ｍｍ、内径２０．５ｍｍのＡｇ管に直径２０ｍｍのＮｉ棒を挿入し、引き抜き加工を行い、直径４ｍｍの線材にする。この１回目の伸線加工線材６を３００ｍｍごとに切断し、図７の斜視図に示すように、内径１３０ｍｍ、外径１５０ｍｍのＡｇ管１２に詰め込む。
【００４３】
このＡｇ管の両端をＡｇの蓋によって電子ビーム溶接で閉じることにより線材の束を固定する。これを熱間押出し加工後に引き抜き加工を多数回行って直径４ｍｍまで伸線し、２回目の伸線加工線材とする。２回目の伸線加工線材は、外周が厚さ０．２７ｍｍ程度のＡｇ層で、その内側は基材となるＡｇ中に直径５１μｍのＮｉの細線が分散した構造となる。
【００４４】
外周のＡｇ層を除去するために外周切削を行って直径３．４ｍｍの線材とし、この線材を３００ｍｍごとに切断し、切断した線材を内径１３０ｍｍ、外径１５０ｍｍのＡｇ管に詰め込み、Ａｇ管の両端をＡｇの蓋によって電子ビーム溶接で閉じることにより蓋をして線材の束を固定する。この線材の束を再び熱間押し出し加工し、その後に引き抜き加工を多数回行って直径６ｍｍまで伸線し、３回目の伸線加工線材とする。３回目の伸線加工線材は、外周が厚さ０．４ｍｍ程度のＡｇ層で、その内側は基材のＡｇ中に直径２．２μｍの多数のＮｉの細線が押し出し及び引き抜き方向に配向され、分散した構造となる。
【００４５】
外周のＡｇ層を除去するために外周切削を行って直系５ｍｍの線材とし、この線材を適当な厚さに切断することによってＡｇ中にＮｉ細線が伸線方向に配向し、かつ、均一に分散し、ＡｇとＮｉの質量比が８２：１８のＡｇ−Ｎｉ金属基複合材料が得られた。
【００４６】
この複合材料は切断面を接点面とすることで、Ａｇ中にＮｉが分散した組織構造となり、接点面が消耗しても同じ組織構造となるため特性変化のない接点材料となる。
【００４７】
なお、この実施例１と同様の方法により、副材の原料としてＰｄ、Ｐｔ、Ｍｏの棒または線を用いても同様、Ｐｄ、ＰｔまたはＭｏ細線が伸線方向に配向し、かつ、均一に分散した構造の金属基複合材料を容易に得ることができる。
【００４８】
実施例２．
図８の平面図に示すように、直径１００ｍｍ、長さ２００ｍｍのＡｇインゴット１３に、３角格子の交点上にガンドリルにより直径１２．４ｍｍの穴１４を１９個穿孔する。この穿孔したＡｇインゴット１３のすべての穴に、直径１２ｍｍのＮｉ棒を挿入し、ロータリースウェージングによる鍛造加工と引き抜き加工を多数回行い、直径６ｍｍの線材にし、１回目の伸線加工線材とする。
【００４９】
この１回目の伸線加工線材を３００ｍｍごとに切断し、実施例１と同様に内径１３０ｍｍ、外径１５０ｍｍのＡｇ管に詰め込み、蓋をして熱間押し出し加工後に引抜き加工を多数回行って、直径６ｍｍまで伸線し２回目の伸線加工線材とする。この２回目の伸線加工線材は、外周が厚さ０．４ｍｍ程度のＡｇ層で、その内側は、基材となるＡｇ中に直径３０μｍのＮｉの細線が分散した構造となる。
【００５０】
２回目の伸線加工線材の外周のＡｇ層を除去するために外周切削を行って直径５ｍｍの線材とし、この線材を３００ｍｍごとに切断し、内径１３０ｍｍ、外径１５０ｍｍのＡｇ管に詰め込み、蓋をして熱間押し出し加工と引き抜き加工を多数回行って直径６ｍｍまで伸線し３回目の伸線加工線材とする。この３回目の伸線加工線材は、外周が厚さ０．４ｍｍ程度のＡｇ層で、その内側は直径１．３μｍの多数のＮｉの極細線材が伸線方向に配向し、かつ、基材のＡｇ中に副材のＮｉが均一に分散した構造となる。
【００５１】
３回目の伸線加工線材の外周のＡｇ層を除去するために外周切削を行って直系５ｍｍの線材とし、この線材を適当な厚さで伸線方向と垂直な切断面で切断することによって、基材のＡｇ中に副材のＮｉ細線が伸線方向に配向し、かつ、均一に分散し、ＡｇとＮｉの質量比が７５：２５のＡｇ−Ｎｉ金属基複合材料が得られた。
【００５２】
なお、この実施例２と同様の方法により、副材の原料としてとしてＰｄ、Ｐｔ、Ｍｏの棒または線を用いても同様、Ｐｄ、ＰｔまたはＭｏ細線が伸線方向に配向し、かつ、均一に分散した構造の金属基複合材料を容易に得ることができる。
【００５３】
実施例３．
外径４５ｍｍ、内径２０.５ｍｍのＡｇ管に平均粒径が０．７μｍのＷＣ粉末を詰め込み、引き抜き加工を行って直径４ｍｍの線材にし、１回目の伸線加工線材とする。実施の形態１と同様に、この１回目の伸線加工線材を３００ｍｍごとに切断し、内径１３０ｍｍ、外径１５０ｍｍのＡｇ管に詰め込む。このＡｇ管の両端に蓋をして電子ビーム溶接で閉じて線材の束を固定する。これを熱間押出し加工後に引き抜き加工を多数回行って直径４ｍｍまで伸線し、２回目の伸線加工線材とする。この２回目の伸線加工線材は、外周が厚さ０．２７ｍｍ程度のＡｇ層で、その内側は平均直径４４μｍのＷＣ粉末の凝集体が細線状となって基材のＡｇ中に分散した構造となる。
【００５４】
２回目の伸線加工線材の外周のＡｇ層を除去するために外周切削を行って直径３．４ｍｍの線材とし、この線材を３００ｍｍごとに切断し、外径１５０ｍｍのＡｇ管に詰め込み、蓋をして熱間押し出し加工後に引き抜き加工を多数回行って直径６ｍｍまで伸線して、３回目の伸線加工線材とする。この３回目の伸線加工線材は、外周が厚さ０．４ｍｍ程度のＡｇ層で、その内側は平均直径１．９μｍの多数のＷＣ粉末の凝集体が細線状となって伸線方向に配向し、かつ、基材のＡｇ中に均一分散した構造となる。
【００５５】
３回目の伸線加工線材の外周のＡｇ層を除去するために外周切削を行って直径５ｍｍの線材とし、この丸棒を適当な厚さに切断することによってＡｇ中に細線状のＷＣ粉末凝集体が均一に分散し、ＷＣ凝集体は切断面に垂直に配向し、かつＡｇとＷＣの質量比が７９：２１のＡｇ−ＷＣ金属基複合材料が得られた。
【００５６】
この複合材料は、粉末凝集体が配向した伸線方向と垂直な切断面を接点面とすることで、基材のＡｇ中にＷＣ粉末凝集体が伸線方向に配向し、かつ、均一分散した組織構造となり、接点面が消耗しても同じ組織構造となるため、特性変化のない接点材料となる。
【００５７】
なお、この実施例３と同様の方法により、副材としてＷ粉末、Ｍｏ粉末、カーボン粉末、Ｎｉ粉末を用いても同様、Ｗ粉末、Ｍｏ粉末、カーボン粉末またはＮｉ粉末の粉末凝集体が伸線方向に配向し、かつ、均一分散した構造の金属基複合材料を容易に得ることができる。
【００５８】
実施例４．
実施例４による金属基複合材料の製造方法は、基材となるＣｕ管を用い、副材の原料として平均粒径０．７μｍのＭｏ粉末を用いた他は、実施例３と全く同様の方法で、Ｃｕ中に平均直径１．９μｍの細線状のＭｏ粉末凝集体が伸線方向に配向し、かつ、均一に分散し、ＣｕとＭｏの質量比が８３：１７のＣｕ−Ｍｏ金属基複合材料が得られた。
【００５９】
実施例５．
実施例５による金属基複合材料の製造方法は、副材の原料として平均粒径０．９μｍのＳｎＯ２粉末を用いた他は、実施の形態３と全く同様の方法で、Ａｇ中に平均直径１．９μｍの細線状のＳｎＯ２粉末凝集体が伸線方向に配向し、かつ、均一に分散し、ＡｇとＳｎＯ２の質量比が９０：１０のＡｇ−ＳｎＯ２金属基複合材料が得られた。
【００６０】
なお、この実施例５と同様の方法により、副材としてＩｎ２Ｏ３粉末やＺｎＯ粉末を用いても同様、Ｉｎ２Ｏ３粉末またはＺｎＯ粉末凝集体が伸線方向に配向し、かつ、均一に分散した構造の金属基複合材料を容易に得ることができる。
【００６１】
実施例６．
実施例６による金属基複合材料の製造方法は以下のとおりである。
副材の原料として直径２０ｍｍのＳｎ棒を用いた他は、実施例１と全く同様の方法で、基材のＡｇ中に副材のＳｎ細線が伸線方向に配向し、かつ、均一に分散した金属基複合材料を作製する。
【００６２】
このＡｇ−Ｓｎ複合材料を、高圧酸素炉の中に置き、酸素圧力９気圧、温度５３０℃で、１００時間の熱処理を行う。この熱処理により、Ａｇ中のＳｎが酸化してＳｎＯ２となり、最終的に基材のＡｇ中に、副材として、平均直径３μｍのＳｎＯ２の極細線が伸線方向に配向し、かつ、均一に分散し、ＡｇとＳｎＯ２の質量比が８２：１８のＡｇ−ＳｎＯ２金属基複合材料が得られた。
【００６３】
なお、この実施例６と同様の方法により、副材の原料としてＩｎ棒やＺｎ棒を用いても同様、副材として、Ｉｎ２Ｏ３またはＺｎＯの極細線が伸線方向に配向し、かつ、均一に分散した構造の金属基複合材料を容易に得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
この発明に係る金属基複合材料及びその製造方法は、電気接点材料及びその製造方法に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】この発明に係る金属基複合材料を示す断面図である。
【図２】この発明に係る別の金属基複合材料を示す断面図である。
【図３】この発明に係る別の金属基複合材料の製造方法を説明する図である。
【図４】この発明に係る別の金属基複合材料の製造方法を説明する図である。
【図５】この発明に係る別の金属基複合材料の製造方法を説明する図である。
【図６】この発明に係る別の金属基複合材料の製造方法を説明する図である。
【図７】実施例１の製造方法を説明するための斜視図である。
【図８】実施例２の製造方法を説明するための平面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  基材、２  副材（極細線材）、３  副材（粉末凝集体）、４  金属管（基材）、
５  金属棒（副材）、６  １回目の伸線加工線材、７  ２回目の伸線加工線材、
８  ３回目の伸線加工線材、９  インゴット（基材）、１０  副材の粉末原料、
１１  ダイス、１２  Ａｇ管、１３  Ａｇインゴット、１４  穴。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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