(57)【要約】【課題】  優れた耐電圧特性と遮断特性を兼備した接点を製造することが可能な真空バルブ用接点の製造方法を提供する。【解決手段】  Ｃｕ粉末とＣｒ粉末を混合し（工程１）、この混合粉末を加圧成形してＣｕ、Ｃｒ混合粉末成形体を得る（工程２）。ついで、この混合粉末成形体をアーク溶解装置にセットし、成形体の上にＣｕ溶浸材を重ね、Ｃｕ溶浸材を溶解し、Ｃｕ、Ｃｒ混合粉末成形体に溶浸する（工程３）。さらに、アークエネルギーを必要に応じて高め、溶浸体表面のＣｕとＣｒを同時溶解した後、アークを止め、溶浸体を急冷凝固させる（工程４）。場合によってはこの後、固溶Ｃｒの析出のための時効処理を施す。アーク溶解装置から取り出した溶浸体から、接点を加工して取り出す（工程５）。このような工程により、ガス含有量が少なく、低コストで、優れた耐電圧特性と遮断特性を兼備した接点を製造できる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｕ粉末とＣｒ粉末とを混合する第１の工程と、この第１の工程で得られたＣｕ、Ｃｒ混合粉末を成形する第２の工程と、この第２の工程で成形されたＣｕ、Ｃｒ混合粉末成形体にＣｕ溶浸材を重ね、前記Ｃｕ溶浸材を、前記Ｃｕ、Ｃｒ混合粉末成形体との接触面とは反対側の表面から熱を加えて溶解することにより、前記Ｃｕ、Ｃｒ混合粉末成形体中の空隙にＣｕを溶浸して溶浸体を形成する第３の工程と、この第３の工程で形成された前記溶浸体の表面のＣｕとＣｒをアーク溶解して、溶浸体の表面にＣｕとＣｒの微細組織を形成する第４の工程と、この第４の工程で表面にＣｕとＣｒの微細組織が形成された溶浸体を加工して接点を得る第５の工程とを備えたことを特徴とする真空バルブ用接点の製造方法。
【請求項２】
前記第４の工程において、アーク溶解を、不活性ガス雰囲気中で行なうことを特徴とする請求項１に記載の真空バルブ用接点の製造方法。
【請求項３】
前記第２の工程において成形する前記Ｃｕ、Ｃｒ混合粉末中のＣｒ粒子の平均粒径が３０〜２００μｍの範囲に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の製造方法。
【請求項４】
前記第１の工程において、混合して得られる前記Ｃｕ、Ｃｒ混合粉末のＣｒ粒子の割合が３０〜８５ｗｔ％であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の真空バルブ用接点の製造方法。
【請求項５】
前記第２の工程において、成形された前記Ｃｕ、Ｃｒ混合粉末成形体の空隙率が２５〜６０％であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の真空バルブ用接点の製造方法。
【請求項６】
前記第４の工程において、前記Ｃｕ、Ｃｒ混合粉末成形体の表面の初期位置から１ｍｍ以上の深さまでアーク溶解して溶浸体の表面を微細組織化す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の製造方法。
【請求項７】
前記第５の工程において、前記第３の工程の初期に前記Ｃｕ、Ｃｒ混合粉末成形体が存在していた領域内から、接点を加工により取り出すことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の真空バルブ用接点の製造方法。
【請求項８】
前記第２の工程において成形する前記Ｃｕ、Ｃｒ混合粉末中のＣｒ粉末が、予め真空雰囲気中で１３５０℃以上の温度において所定時間保持する処理を施されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の真空バルブ用接点の製造方法。
【請求項９】
前記第４の工程と第５の工程との間に、前記溶浸体を５００〜８００℃の間の温度にて所定の時間保持する熱処理工程を有することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の真空バルブ用接点の製造方法。
【請求項１０】
前記第２の工程において成形する前記Ｃｕ、Ｃｒ混合粉末に、１ｗｔ％以下の、平均粒径が３μｍ以下のＷ、Ｍｏ、またはＴａの粉末を添加したことを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の真空バルブ用接点の製造方法。
【請求項１１】
前記第３の工程において、前記Ｃｕ溶浸材を溶解する手段を不活性ガス雰囲気中でのアーク溶解とするとともに、前記第３の工程と第４の工程とを連続して行い、Ｃｕの溶浸時のアーク溶解エネルギーに対して、その後の溶浸体の表面の溶融時のアーク溶解エネルギ
ーを同等または大きくすることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の真空バルブ用接点の製造方法。
【請求項１２】
前記第３の工程において、前記Ｃｕ、Ｃｒ混合粉末成形体の空隙を丁度満たす量の１．２〜２．５倍の量のＣｕを前記Ｃｕ溶浸材として前記Ｃｕ、Ｃｒ混合粉末成形体に重ねてアーク溶解す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の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は真空バルブ用接点の製造方法に関し、特に、大電流遮断特性および耐電圧特性に優れたＣｕＣｒ系接点の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空バルブ用ＣｕＣｒ接点の製造方法としては、一般に下記の３通りの方法が良く知られている。
１）固相焼結法
通常、４０〜２００μｍ程度の平均粒径のＣｒ粒子とＣｕ粒子とを混合して成形したのち、Ｃｕの融点以下の温度にて焼結する方法で、場合によっては成形と焼結を複数回繰り返して製造する。Ｃｕ／Ｃｒ組成比を自由に選択できる利点がある。一方、ガス含有量は次の２）の溶浸法に比べ、多くなる可能性が高い。
２）溶浸法
通常、４０〜２００μｍ程度の平均粒径のＣｒ粒子を成形し、場合によっては成形したのち、ＣｕをＣｒ成形体の空隙に溶浸する製造方法である。１）の固相焼結法より高密度な素材を得やすく、従って、ガス含有量も低減しやすいが、Ｃｕ／Ｃｒ組成比は、Ｃｕが２５〜６０％程度に限定されてしまう。
３）アーク溶解法（アークメルト法）
ＣｕとＣｒの原料をアーク加熱により急熱急冷し、微細組織を形成させる。機械的強度の大きい組織形態となり、耐電圧特性は優れるが、製造コストは高くなる。
【０００３】
なお、ＣｕＣｒ接点の通電面に高エネルギー放射線を幾何学的パターン状に照射して、微細構造をもつ領域を部分的に形成することも行なわれている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、この方法では、その断面をみると微細組織が楔状に分布しており、表面から均質深さまで組織を微細化できない。絶縁破壊現象は、接点表面の耐圧の弱い部分で発生するので、微細層が無い、または移行で消失すると耐圧特性が低下する。
【特許文献１】特開平１０−２２３０７５号公報（第３−４頁、図１−５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＣｕＣｒ接点の耐電圧特性は、組織の微細化による機械的強度の増大で改善できる。従ってアーク溶解法のような製造方法が望ましいが、工業上このようなコストの大きい製造方法は受容し難い。
【０００５】
また、アーク溶解法では接点全体が熱伝導性の劣る微細組織となってしまうため、遮断性能は固相焼結法や溶浸法で作製した場合に比べて低くなる。アーク溶解法を用いずに微細組織化する試みは、アトマイズ法で製造した微細なＣｒを原料とした固相焼結法によっても行なわれ、耐電圧面では改善された報告例があるが、微細なＣｒを用いたため材料のガス含有量は高くなり、遮断特性上望ましくない状態となってしまう。
【０００６】
また、ＣｕＣｒ接点の耐電圧性能はＣｒ依存性があり、Ｃｒ量が２５ｗｔ％から５０ｗｔ％の範囲ではＣｒ量の増加とともに減少するが、一方、遮断特性は、遮断性能がＣｒ量の増加とともに減少するため、Ｃｒ成分量の調整のみでは、優れた耐電圧特性と優れた遮断特性とを兼備することは困難である。
本発明は、このような現状に鑑みて為されたもので、ガス含有量が少なく、低コストで、優れた耐電圧特性と遮断特性を兼備した接点を製造することが可能な真空バルブ用接点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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る真空バルブ用接点の製造方法は、Ｃｕ粉末とＣｒ粉末とを混合する第１の工程と、この第１の工程で得られたＣｕ、Ｃｒ混合粉末を成形する第２の工程と、この第２の工程で成形されたＣｕ、Ｃｒ混合粉末成形体にＣｕ溶浸材を重ね、Ｃｕ溶浸材を、Ｃｕ、Ｃｒ混合粉末成形体との接触面とは反対側の表面から熱を加えて溶解することにより、Ｃｕ、Ｃｒ混合粉末成形体中の空隙にＣｕを溶浸して溶浸体を形成する第３の工程と、この第３の工程で形成された溶浸体の表面のＣｕとＣｒをアーク溶解して、溶浸体の表面にＣｕとＣｒの微細組織を形成する第４の工程と、この第４の工程で表面にＣｕとＣｒの微細組織が形成された溶浸体を加工して接点を得る第５の工程とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、優れた耐電圧特性と遮断特性を兼備した真空バルブ用接点を製造することができる。
【０００９】
すなわち、従来のアーク溶解法では、接点材料を加工して取り出す素材全体をアーク溶解し、組織を微細化していたが、本発明では、溶浸体を製造し、耐圧特性に関与する表面部のみをアーク溶解により組織を微細化している。従って、不必要な部分までアーク溶解をすることを避け、接点材料内部の熱伝導率が高い状態とすることにより、ＣｕＣｒ接点の本来の特徴である高い遮断性能を維持することができる。また、接点の最終形状に近い（ニアネットな）形状の素材を得ることが可能となった。さらに、粗大なＣｒ粒子を原料として、接点表面から必要な深さまでの領域のみを微細な組織としたことにより、ガス含有量が低く、表面の機械的強度が高い真空バルブ用接点を得ることができ、これまで不可能であった耐圧特性と遮断特性の兼備が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１１】
［供試真空バルブの構成］
まず、本発明の各実施例による真空バルブ用接点材料が適用される真空バルブの一実施形態について説明する。 図１は、真空バルブ用接点材料が適用される真空バルブの一実施形態の断面図、図２は図１の電極部分の拡大断面図である。
【００１２】
図１において、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２と、この両端に封止金具３ａ、３ｂを介して設けた金属製の蓋体４ａ、４ｂとで真空気密に構成されている。
【００１３】
遮断室１内には、導電棒５、６の対向する端部に取付けられた一対の電極７、８が配設され、上部の電極７を固定電極、下部の電極８を可動電極としている。また、この電極８に接続された導電棒６には、ベローズ９が取付けられ、遮断室１内を真空気密に保持しながら電極８の軸方向の移動を可能にしている。また、このベローズ９上部には金属製のアークシールド１０が設けられ、ベローズ９がアーク蒸気で覆われることを防止している。また、電極７、８を覆うように、遮断室１内に金属製のアークシールド１１が設けられ、これにより絶縁容器２がアーク蒸気で覆われることを防止している。
【００１４】
さらに、電極８は、図２に拡大して示す如く、導電棒６にろう付け部１２によって固定されるか、又はかしめによって圧着接続されている。接点１３ｂは電極８にろう付け１４によってろう付けで取付けられる。なお、接点１３ａは、電極７にろう付けにより取付けられる。
【００１５】
［接点材料の製造方法］
発明者らは、遮断性能に最も有利な２５ｗｔ％付近のＣｒ成分量を有し、ガス含有量が少なく、かつ、従来のアーク溶解法とは異なる低コストの製造方法で接点材料の被アーク面側近傍の組織を微細化し、優れた耐電圧特性と遮断特性を兼備したＣｕＣｒ系接点材料を製造することに成功した。以下、この製造方法の実施形態について説明する。
【００１６】
（接点材料の製造工程）
まず 、アーク溶解を用いて作製した実施例１〜１６と比較例２〜１９の接点の製造工程について説明する。
【００１７】
はじめに所定粒径のＣｒ粉末とＣｕ粉末を混合し（工程１）、このＣｕ、Ｃｒ混合粉末を所定の成形圧にて加圧成形してＣｕ、Ｃｒ混合粉末成形体を得る（工程２）。ついで、このＣｕ、Ｃｒ混合粉末成形体をアーク溶解装置にセットし、成形体の上に所定体積のＣｕ溶浸材を重ね、所定の雰囲気中にてまずＣｕ溶浸材を溶解し、Ｃｕ、Ｃｒ混合粉末成形体に溶浸する（工程３）。さらに、アークエネルギーを必要に応じて高め、溶浸体表面のＣｕとＣｒを同時溶解した後、アークを止め、溶浸体を急冷凝固させる（工程４）。場合によってはこの後、固溶Ｃｒの析出のための時効処理を施す。アーク溶解装置から取り出した溶浸体から、接点を加工して取り出すが、図３のように、その取り出し位置１７は、（ａ）または（ｂ）の２通りの位置とする（工程５）。
【００１８】
実施例１７および比較例２０〜２２では、成形するＣｕ、Ｃｒ混合粉末に３〜５μｍのＷ粉末１〜３ｗｔ％を添加してＣｕＣｒＷ接点を製造した。
【００１９】
また、以上の実施例、比較例との比較のため、比較例１および比較例２０は、固相焼結法（または溶浸法）でＣｕＣｒ接点およびＣｕＣｒＷ接点を製造した。まず、上記の方法と同様所定粒径のＣｕ、Ｃｒ混合粉末を所定の成形圧にて加圧成形してＣｕ、Ｃｒ混合粉末成形体を得る。ついで、このＣｕ、Ｃｒ混合粉末成形体を熱処理炉内にセットし、所定温度で所定時間、例えば１０５０℃、０．５時間の条件にて１×１０-1Ｐａより高真空中で熱処理する。さらに、この処理温度からの冷却時に所定の温度にて所定の時間保持し、接点素材を得る。
【００２０】
アーク溶解法によっても比較のためのＣｕＣｒ接点の製造を行った。比較例２では、ＣｕとＣｒの棒材を用意し、これらを電極として同時にアーク溶解し、ＣｕＣｒインゴットを製造し、このインゴットから接点を切り出した。
【００２１】
（接点材料の標準の製造条件）
実施例および比較例は以下に示す条件を標準の製造条件とし、これらの条件のいずれかをパラメータとして変化させた場合について調べたものである。
【００２２】
混合工程（工程１）：
原料Ｃｒ粉末平均粒径…１００μｍ
成形工程（工程２）：
成形圧力…２ｔｏｎｆ／ｃｍ2
アーク溶解工程（工程３、工程４）：
雰囲気…アルゴン
Ｃｕ溶浸材量…Ｃｕ、Ｃｒ混合粉末成形体空隙容積の１．３倍
加工工程（工程５）：
加工取り出し位置…図３（ａ）の位置
［評価方法および評価条件］
次に、本発明の実施例を説明するデータを得た評価方法、および評価条件について説明する。
【００２３】
（材料の健全性評価）
熱処理後の素材を下記のとおりに調べた。
【００２４】
（１）相対密度
アルキメデス法により密度を測定して組成比から真密度を求めて相対密度に換算した。結果は、比較例１の値を１．００として相対比較し、０．９５以上を合格とした。
【００２５】
（２）ガス含有量
酸素含有量について分析し比較例１の値を１．００として相対比較し、２．００以下を合格とした。
【００２６】
（電気特性評価方法）
電気的特性評価は、製作した接点を所定の真空バルブに組み込み行った。
【００２７】
（１）大電流遮断特性
遮断試験をＪＥＣ規格の５号試験により行い、これにより遮断特性を評価した。
【００２８】
（２）耐電圧特性
進み小電流試験における再点弧発生確率にて評価した。電流は５００Ａであり、回復電圧は１２．５ｋＶである。試験回数は２０００回である。比較例１の再点弧発生確率を１．０とした場合の相対値を示し、この相対値が０．５以下のものを合格とした。
【００２９】
［実施例］
次に、図４〜５の各接点の製造条件とその問題点およびこれらに対応する図６〜７の材料的特性および電気的特性データを参照しながら考察する。
【００３０】
（実施例１および比較例１〜２）
固相焼結法で作製した比較例１およびアーク溶解法で作製した比較例２と、本発明の方法で作製した実施例１とを比較する。再点弧発生確率については、本発明では、比較例を１．０とした場合、０．２５まで低減され、本発明による耐電圧特性向上の効果がわかる。また、アーク溶解法で作製した比較例２では、遮断性能が不十分であった。
（実施例２および比較例３）
アーク溶解雰囲気を窒素および大気とした場合について調べた。アーク溶解雰囲気を窒素とした実施例２ではアルゴン雰囲気で溶解した実施例１と同様に良好な特性を示しているが、大気中で溶解した比較例３は、溶浸状態が悪く相対密度が７０％と低く欠陥が多い為、ガス分析および電気的評価は実施できなかった。
【００３１】
以上のように、工程３において、アーク溶解をヘリウム、アルゴン、または窒素、あるいはこれらを混合した不活性ガス雰囲気中で行なうことが好ましい。すなわち、本発明による接点材料の健全性およびガス含有量は、アーク溶解時の雰囲気ガスに影響を受けるため、雰囲気ガスは不活性ガスを選択することが好ましい。なお、工程４においても、アーク溶解は、不活性ガス雰囲気中で行なうことが好ましい。
【００３２】
（実施例３〜４および比較例４〜５）
工程２において成形するＣｕ、Ｃｒ混合粉末中のＣｒ粒子の平均粒径を２０μｍから４００μｍまで変化させて調べた。Ｃｒ粒子の平均粒径が３０μｍから２００μｍの範囲にある実施例３および実施例４は実施例１と同様に良好な特性を示しているが、平均粒径が
２０μｍの比較例４では、酸素含有量が多く、遮断特性が不合格となっている。また、平均粒径が４００μｍの比較例５では、溶浸時に未溶浸部が多く残り、ガス分析および電気的評価は不能であった。
【００３３】
以上のように、工程２において成形するＣｕ、Ｃｒ混合粉末中のＣｒ粒子の平均粒径が３０〜２００μｍの範囲にあることが好ましい。すなわち、本発明による接点材料のガス含有量を決定するもう一つの要因は、原料のＣｒ粒子の平均粒径である。原料Ｃｒの平均粒径が小さすぎると粒子表面の吸着ガスが接点材料中に導入される。一方、平均粒径が大きくなりすぎた場合には、溶浸性が低下して、組織中に欠陥を生じる。また、Ｃｕ、Ｃｒ混合粉末の成形性も低下し、成形体の形状が維持できない。従って、原料Ｃｒ粒子の平均粒径は３０〜２００μｍとするのが妥当である。
【００３４】
（実施例５〜６および比較例６〜７）
工程１において、混合して得られるＣｕ、Ｃｒ混合粉末、すなわち工程２において成形するＣｕ、Ｃｒ混合粉末に占めるＣｒ粒子の割合を２５から９０ｗｔ％まで変化させて調べた。Ｃｒ粒子の割合が３０〜８５ｗｔ％の範囲にある実施例５および実施例６は実施例１と同様に良好な特性を示しているが、９０ｗｔ％の比較例６では、成形時の空隙率を最低限である２０％としてもＣｒ成分量を３０ｗｔ％以下とすることができないため、遮断性能が不十分となる。また、比較例７では、成形時の空隙率を最大限である８０％としてもＣｒ成分量を２０ｗｔ％以上とすることができないため、遮断性能が不十分であった。
【００３５】
以上のように、工程１において得られるＣｕ、Ｃｒ混合粉末のＣｒ粒子の割合が３０〜８５ｗｔ％であることが好ましい。この範囲のＣｒを含有させれば、プレス時の空隙量の調整により、Ｃｒ成分量を遮断性能上有利な２５±５ｗｔ％の範囲にすることが可能となる。
【００３６】
（実施例７〜８および比較例８〜９）
工程２において成形するＣｕ、Ｃｒ混合粉末成形体の空隙率を２０〜６５％の範囲で変化させて調べた。Ｃｕ、Ｃｒ混合粉末成形体の空隙率が２５〜６０％の範囲である実施例７および実施例８は実施例１と同様に良好な特性を示しているが、２０％の比較例８では遮断性能が不合格となっている。また６５％の比較例９では、アーク溶解時にＣｕ、Ｃｒ混合粉末成形体の形状がくずれ、以降の評価が不能であった。
【００３７】
以上のように、工程２において、Ｃｕ、Ｃｒ混合粉末成形体の空隙率が２５〜６０％であることが好ましい。すなわち、Ｃｕ、Ｃｒ混合粉末成形体の空隙率を低減しすぎるとＣｕの溶浸性が低下すると同時に製造される接点のＣｕ成分量が低減されるため、十分な通電性能および遮断性能が得られなくなる。このような見地から、Ｃｕ、Ｃｒ混合粉末成形体の空隙率は最低でも２５％とすべきである。また、空隙率を６０％より大きくした場合には、粒子間の結合力が弱すぎる為アーク溶解時に成形体の形状が維持できない。従って、成形体の空隙率は２５〜６０％が妥当である。
【００３８】
（実施例９〜１０および比較例１０〜１１）
溶浸材のＣｕの体積をＣｕ、Ｃｒ混合粉末成形体の空隙容積の１．１倍から３．０倍まで変化させて調べた。この体積比が１．２〜２．５倍の範囲内である実施例９および実施例１０では実施例１と同様の良好な結果が得られているが、１．１倍の比較例１０では溶浸材が不足し、欠陥の多い溶浸体となったため、以降の評価は不能であった。一方、３．０倍の比較例１１では、接点表面付近のＣｒ含有量が低下し、十分な耐電圧特性が得られていない。
【００３９】
以上のように、工程３においてＣｕ、Ｃｒ混合粉末成形体の空隙を丁度満たす量の１．
２〜２．５倍の量のＣｕを溶浸材としてＣｕ、Ｃｒ混合粉末成形体に重ねてアーク溶解することが好ましい。すなわち、本発明において最も重要な点は、アーク溶解初期においてＣｕを溶融して形成したＣｕＣｒ溶浸体の周囲に存在する余剰のＣｕの量の制御である。Ｃｕの量が少ないと未溶浸部が発生して相対密度の低い不健全な材料となってしまうが、逆に多すぎるとこの次の段階における溶浸体表面のＣｕとＣｒの同時溶融の際に溶融液相がＣｕ−ｒｉｃｈになるため、接点表面の組成もＣｕ−ｒｉｃｈとなってしまう。これを防ぐには、アーク溶解前にセットするＣｕ溶浸材の量を極力少なくする必要がある。以上の見地から、Ｃｕ溶浸材はＣｕ、Ｃｒ混合粉末成形体の空隙の容積の１．２〜２．５倍の体積とする必要がある。
【００４０】
（実施例１１および比較例１２〜１３）
アーク溶解深さを０．５から１．０ｍｍの間で変化させて特性を調べた。アーク溶解深さが１ｍｍの実施例１１では１．５ｍｍの実施例１と同様に良好な評価結果が得られているが、１ｍｍに満たない比較例１２および比較例１３では、いずれも耐圧特性が不十分であった。
【００４１】
以上のように、工程４において、Ｃｕ、Ｃｒ混合粉末成形体の表面の初期位置から１ｍｍ以上の深さまでアーク溶解して溶浸体表面を微細組織化することが好ましい。すなわち、耐電圧特性は接点材料の表面状態により決まるが、ＣｕＣｒ接点の表層部は閉極時のアークによる溶着や通電時のジュール加熱による溶着により極間を移行したり消耗したりする。従って、この移行や消耗が発生する厚み以上の厚さを有する微細な組織を有する表面層を形成しなければならない。アークによる溶浸体表層部の加熱はこの条件を満足し得る１ｍｍ以上の厚さを有する表面微細層を形成することを可能とする。
【００４２】
（比較例１４）
加工工程での接点の取り出し位置１７を図３の（ｂ）の位置とした比較例１４では、（ａ）の位置とした実施例１に比べ遮断特性が低く不合格となった。
【００４３】
以上のように、工程５において、工程３の初期に前記Ｃｕ、Ｃｒ混合粉末成形体が存在していた領域内から接点を加工により取り出すことが好ましい。すなわち、図３に示すようにアーク溶解終了直後の溶浸体表面には初期にＣｕ、Ｃｒ混合粉末成形体が存在していた領域１５の周囲に余剰のＣｕ溶浸材１６が存在する。この部分が接点表面となると、接点表面がＣｕまたはＣｕ−ｒｉｃｈなＣｕＣｒ合金となってしまう。従ってこの余剰の溶浸材を除き、初期にＣｕ、Ｃｒ混合粉末成形体が存在していた領域１５から接点を加工して取り出すことが必要である。
【００４４】
（実施例１２〜１３および比較例１５〜１６）
Ｃｕ溶解時のアークエネルギーに対するＣｕ、Ｃｒ同時溶解時のアークエネルギーの比を０．５から１．２の範囲で変化させて調べた。この比が１．０以上の実施例１２および実施例１３では１．５の実施例１と同様に良好な評価結果が得られたが、この比が１に満たない比較例１３および比較例１４では、Ｃｕ溶解時のアークエネルギーが過剰であったためにＣｒの酸化が発生し、遮断特性に悪影響を及ぼしたため、遮断試験結果は不合格であった。
【００４５】
以上のように、工程３において、Ｃｕを溶解する手段をヘリウム、アルゴン、または窒素、あるいはこれらを混合した不活性ガス中でのアーク溶解として工程３と工程４を連続して行い、Ｃｕの溶浸時のアーク溶解エネルギーに対して、その後の溶浸体の表面の溶融時のアーク溶解エネルギーを同等または大きくすることが好ましい。すなわち、この方法では、Ｃｕが溶浸される前の段階では、Ｃｕ、Ｃｒ混合粉末成形体は雰囲気ガスと接触している。従って、この段階でＣｕ、Ｃｒ混合粉末成形体が高温まで加熱されると活性なＣ
ｒが雰囲気ガス中の酸素や窒素と酸化や窒化反応を起こす可能性がある。従って、アーク溶解のエネルギーはＣｕの溶融時にはＣｕを溶融するのに必要十分なエネルギーとすべきである。Ｃｒの溶融潜熱はＣｕの溶融潜熱より大きいので、溶浸体表面のＣｒとＣｕを同時溶融する際には、アーク溶解エネルギーをＣｕ溶解時と同等またはＣｕ溶解時より大きくすることが望ましい。
【００４６】
（実施例１４および比較例１７）
Ｃｒ粉末の熱処理温度を１３００〜１３５０℃として調べた。熱処理温度が１３５０℃の実施例１４では、１７００℃で処理した実施例１と同様の良い評価結果が得られているが、熱処理温度が１３００℃と低い比較例１７では、Ｃｒ粉末の脱ガスが不十分なため、酸素量が多く、遮断試験結果は不合格であった。
【００４７】
以上のように、工程２において成形する前記Ｃｕ、Ｃｒ混合粉末中のＣｒ粉末が、予め真空雰囲気中で１３５０℃以上の温度において所定時間保持する処理を施されていることが好ましい。Ｃｒ粉末は活性であるので低温では酸素や窒素と反応しやすい。従って、酸素や窒素を高温保持で解離させることにより、原料Ｃｒ粉末および接点材料の低ガス化が図れ、遮断特性をさらに改善することができる。
【００４８】
（実施例１５〜１６および比較例１８〜１９）
溶浸体の時効処理温度を４００〜９００℃として調べた。時効処理温度が５００〜８００℃の範囲にある実施例１５〜１６では、実施例１と同様の良好な評価結果が得られているが、時効処理温度が４００℃の比較例１８では、固溶Ｃｒの析出が不十分で熱伝導性が不十分となってしまったため遮断試験にて不合格となっている。一方時効処理温度が９００℃と高い比較例１９ではアーク溶解で微細化した組織の再粗大化が進み、十分な耐電圧特性が得られていない。
【００４９】
以上のように、工程４と工程５との間に溶浸体を５００〜８００℃の間の温度にて所定の時間保持する熱処理工程を有することが好ましい。すなわち、アーク溶解による加熱は急熱急冷であるため、溶浸体のＣｕは溶融状態から急冷凝固される。このため、材料中のＣｕ相はＣｒが過飽和に溶解した状態となっている。従って、通電性能の回復のためには、Ｃｕ相中のＣｒ固溶量の低減を目的として高温で時効処理を施す必要があるが、過度に高い温度での熱処理は、微細層の組織の粗大化も促進する。従って、５００〜８００℃程度の適度な温度で時効処理することが必要である。
【００５０】
（実施例１７および比較例２０〜２２）
ＣｕＣｒＷ接点を本発明の製造方法で作製して調べ、溶浸法で作製した場合と比較した。溶浸法で作製した比較例２０では、耐電圧性能が不十分であるが、本発明の方法で、Ｗ平均粒径を３μｍとし、添加量を１ｗｔ％とした実施例１７では優れた遮断特性と耐電圧特性を兼備している。しかしながらＷ平均粒径が５μｍの比較例２１では、耐電圧特性の向上が不十分であると同時に、Ｗ粒子のＣｒの被覆量が不十分なため、遮断試験も不合格となっている。Ｗ添加量が３ｗｔ％と多い比較例２２では、同様に遮断性能が不十分であった。実施例ではＷ添加の場合のみを示したが、ＭｏおよびＴａ添加についても同様な効果が期待できる。
【００５１】
以上のように、ＣｕＣｒ接点に限らず、ＣｕＣｒにＷやＭｏ添加を施した接点の組織改善にも同様の効果が期待できる。すなわち、工程２において、成形する前記Ｃｒ、Ｃｕ混合粉末に１ｗｔ％以下の、平均粒径が３μｍ以下のＷ、Ｍｏ、またはＴａの粉末を添加してもよい。Ｗ、ＭｏまたはＴａの添加は、アーク溶解により組織が微細化されない部分の組織の微細化に有効であり、万一微細層が全て相手側接点に溶着で移行してしまった場合の耐電圧特性の低下を抑制し、耐電圧性能の信頼性の向上を高めることができる。微細化
のメカニズムは、Ｃｕの液相中に溶解したＣｒがＷ、ＭｏまたはＴａの微粒子表面に晶出することである。従って、アーク溶解によりＣｕの液相が生成される本発明の製造方法では、その条件が十分に整い、表面微細層以外の部分のＣｒ粒子間にＣｒに被覆されたＷ、Ｍｏ、またはＴａ粒子が微細分散され組織の微細化に寄与する。
【００５２】
（その他の実施例）
上記実施例では、工程３はアーク溶解により行なったが、真空または還元雰囲気中でのＣｕの溶融温度以上での保持により溶浸しても同様の効果が得られている。
【００５３】
（実施例の効果）
以上説明したように、本発明の実施例では、粗いＣｒ粉末を原料として、Ｃｕ溶浸体表面からアーク加熱することにより溶浸し、さらに、アーク溶解によって接点表面の十分な深さまでを微細組織化することによって、優れた遮断性能と耐電圧性能を兼備した接点材料の提供を可能とした。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の各実施例による真空バルブ用接点材料が適用される真空バルブの一実施形態の断面図。
【図２】図１に示す真空バルブの要部拡大断面図。
【図３】本発明の各実施例および各比較例における接点の取り出し位置を示す断面図で、（ａ）は実施例１〜１７、比較例１、比較例３〜１３、比較例１５〜２２における接点の取り出し位置を示す図、（ｂ）は比較例１４における接点の取り出し位置を示す図。
【図４】本発明の実施例１〜１０、比較例１〜１１の製造条件と製造上の問題を示す表図。
【図５】本発明の実施例１１〜１７、比較例１２〜２２の製造条件と製造上の問題を示す表図。
【図６】本発明の実施例１〜１０、比較例１〜１１の接点材料組成、材料的特性、および電気的特性を示す表図。
【図７】本発明の実施例１１〜１７、比較例１２〜２２の接点材料組成、材料的特性、および電気的特性を示す表図。
【符号の説明】
【００５５】
１…遮断室
２…絶縁容器
３ａ、３ｂ…封止金具
４ａ、４ｂ…蓋体
５、６…導電棒
７、８…電極
９…ベローズ
１０、１１…アークシールド
１２…ろう付け部
１３ａ、１３ｂ… 接点
１４…ろうづけ層
１５…アーク溶解初期においてＣｕ、Ｃｒ混合粉末成形体のあった領域
１６…余剰のＣｕ溶浸材
１７…接点の取り出し位置
【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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