銀タングステンおよび銀タングステンカーバイド電気接点の耐食性に関する研究

電気接点材料の中でも、AgW および AgWC 電気接点は、その優れた導電性、電熱特性、耐電気摩耗性により、さまざまな回路ブレーカーの可動接点として広く使用されています。 AgW 電気接点は加工が容易で、大電流のアーク侵食にも耐えられるため、AgWC よりも回路ブレーカーで大幅に使用されています。しかし、近年、特に海上や高温多湿などの比較的過酷な環境下での遮断器の使用に対する要求が継続的に向上しており、遮断器の耐食性に対する要求もより一層高まっています。タングステンろう付けリベット材料。使用前に電気接点が腐食して接触抵抗が高くなったり、非導通になったりするのを防ぐために、現在業界では溶接後に銀を電気メッキしてタングステンまたはタングステンカーバイドを空気から隔離する方法が一般的に採用されています。しかし、電気銀メッキ層は、工場出荷前の回路ブレーカーの検査時や使用初期段階で焼き切れてしまうため、使用中に電気接点が腐食するという問題を解決することはできない。電気接点の表面に銀の層を電気めっきすることに加えて、接点の製造プロセス中に表面に銀の層を直接浸透させる方法もあります。最近、添加剤を添加することによってAgWの耐食性を向上させる研究が行われています。

そこで本研究では、粉末冶金浸透法による高温・低温交互湿熱・塩水噴霧環境下におけるAgW電気接点とAgWC電気接点の耐食性を比較し、その耐食性の強さを明らかにした。

1.1 AgW および AgWC 電気接点の準備
Ag粉末、W粉末、T粉末（添加剤）を粉末混合機で均一に混合し、混合粉末を造粒した後、まずプレス成形し、プレスされたグリーンシートと含浸されたAgシートを炉に入れて含浸させます。異なる組成の AgW 電気接点を得る。異なる組成の AgWC 電気接点は、W 粉末の代わりに WC 粉末を使用し、同じ方法で得ることができます。混合時間は2時間から6時間、浸透温度は1000度から1300度です。

上記の方法により、AgW-1 (T: 0-0.5%)、AgW-2 (T: 1%-1.5%)、AgW の 4 つの製品が得られます。 -3 (T: 2%-2.5%) および AgWC (T: 1%-1.5%) をそれぞれ調製しました (詳細については表 1 を参照)。各製品から 8 個の粒子を採取し、表面の銀層を除去してタングステンと炭化タングステン粒子を露出させました。そのうち 4 台は高温・低温交互湿熱試験、残りの 4 台は塩水噴霧試験を実施しました。

1.2 高温・低温交互湿熱試験
タングステン電気接点高温と低温を交互に繰り返す湿熱試験室に入れました。試験条件を図1に示します。温度を25度から90度まで1時間上昇させ、90度で9時間一定に保ち、90度から25度まで1時間下げ、一定に保ちました。 25度で1時間、25度から-25度に1時間低下、-25度で9時間一定に維持、-25度から1時間で25度に上昇、1サイクルが完了します。湿度は -25 度で 0%、25 度で 50%、90 度で 90% でした。

1.3 塩水噴霧試験
4種類のエレクトリックホーン用タングステンリベットを塩水噴霧腐食試験室に設置し、試験条件はGB/T6458-1986に従って実施しました。主なテストパラメータ: テスト温度 35 度。塩化ナトリウム溶液濃度 5%; pH値6.5-7.2;連続スプレー。

表面酸化は、タングステン接点電気製品の場合、高温と低温の交互湿熱試験の 6 サイクル目と 14 サイクル後 (試験終了)、および 72 時間と 240 時間の塩水噴霧試験 (試験終了) 後に観察されました。具体的な結果を表２に、外観を表３に示す。

試験後の電気接点の表面を走査型電子顕微鏡で観察し、酸化度（表面のAg、O、Wの含有量の変化により判定）を分析した。図 2 ～ 5 は、高温と低温の交互湿熱試験を 14 サイクル行った後の 4 種類の電気接点の表面形態を示しています。

表 2 および図 2 ～ 5 の走査型電子顕微鏡分析から、高温と低温の交互湿熱試験において、AgW 製品の耐酸化性は添加剤含有量の増加とともに増加することがわかります。 AgWC 製品は交互の湿熱の影響を受けず、製品表面は 14 サイクル後も変化しません。

図 6 ～ 9 は、4 つの表面形態を示しています。タングステンコンタクト240時間の塩水噴霧試験後のポイント。

表 2 および図 6 ～ 9 の走査型電子顕微鏡分析から、塩水噴霧試験では、AgW 電気接点および AgWC 電気接点は 240 時間の試験後に明らかな酸化を受けなかったことがわかります。

金属腐食の本質は、金属または合金と接触している周囲の気体または液体との間の酸化還元反応によって引き起こされる損失のプロセスです。この研究では、高温と低温の交互湿熱試験と塩水噴霧試験の両方の試験温度が、空気中のタングステンまたはタングステンカーバイドの酸化温度よりもはるかに低かった。高温・低温交互湿熱試験環境下では接触面に結露が発生し、空気中のCO2、SO2などのガスが水に溶けて電解質が形成されます。より活性な金属タングステンは電子を失って酸化し、電気化学的腐食を引き起こします。タングステンよりも活性な添加剤を AgW 電気接点に追加して、添加剤が最初に酸化するようにすると、タングステンの酸化を遅らせることができます。 AgWC 電気接点は、WC の活性が低く、Ag の活性に近いため、電気化学的腐食が非常に遅くなります。塩水噴霧試験では、電解液として NaCl 溶液を使用するため、電気化学的腐食も発生しますが、試験温度が低いため、腐食速度は非常に遅いです。

(1) 高温と低温の交互湿熱試験では、添加剤なしの AgW 電気タングステン接点リベットの酸化速度が最も速く、添加剤を含む AgW 電気接点の酸化速度は遅くなります。添加剤の含有量が増加すると、酸化速度が遅くなります。
(2) 高温と低温の交互湿熱試験では、14 回の試験サイクルの後でも AgWC 電気接点に酸化の兆候は見つかりませんでした。 AgWC 電気接点の耐食性は、AgW 電気接点よりも大幅に優れています。
(3) 塩水噴霧試験では、240 時間の試験後、AgW 電気接点および AgWC 電気接点に明らかな酸化は発生しませんでした。

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