專利名稱：可動接點部件用銀包覆復合材料、其制造方法以及可動接點部件的制作方法
技術領域：
本發明涉及電接點部件及其材料，更詳細而言，本發明涉及一種在用于電子機器等的小型開關內的可動接點中使用的可動接點部件用銀包覆復合材料及可動接點部件。
背景技術：
在連接器、開關、端子等的電接點部中，主要使用的是碟形彈簧接點、電刷接點及夾具接點。對于這些接點部件而言，大多使用在銅合金或不銹鋼等耐腐蝕性、機械性質等優異的基體材料上包覆電特性及焊接性優異的銀而形成的復合接點材料。在該復合接點材料中，與基體材料使用了銅合金的復合接點材料相比，基體材料使用了不銹鋼的復合接點材料的機械特性、疲勞壽命等優異，因此可實現接點的小型化，可用于長壽命的觸推開關(Tactile Push Switch)或檢測開關等的可動接點。近年來,多用于手機的按鍵(push button)，而由于郵件功能或因特網功能的充實，開關的操作次數激増，要求長壽命的可動接點部件。另外，與基體材料使用了銅合金的復合接點材料相比，基體材料使用了不銹鋼的復合接點材料由于可實現可動接點部件的小型化，因此可實現開關的小型化，進而可使操作次數増加，但存在開關的接點壓カ變大，由包覆在可動接點部件上的銀的損耗而導致接點壽命下降的問題。例如，作為在不銹鋼條上包覆有銀或銀合金的復合接點材料，多使用對基底實施了鍍鎳的接點材料(例如參照專利文獻I)。但是，將其用于開關的情況下，隨著開關的操作次數増加，接點部的銀因磨損而被磨削，基底的鍍鎳層露出而使接觸電阻上升，從而導致無法導通的不良狀況變得明顯。尤其是對于小徑的圓頂狀可動接點部件而言，容易發生該現象，對于逐步小型化的開關而言，成為較大的技術問題。為了解決該問題，提出了在基體材料上依次實施鍍鎳、鍍鈀，并在其上實施了鍍金的復合接點材料(例如參照專利文獻2)。然而，由于鍍鈀被膜較硬，因此，存在當開關的操作次數增加時容易產生裂紋的問題。另外，為了提高導電性，有對不銹鋼基體材料依次實施了鍍鎳、鍍銅、鍍鎳、鍍金而得到的材料(參照專利文獻3)。然而，鍍鎳本身雖然耐腐蝕性優異，但由于較硬，因此在彎曲加工時有時會在鍍銅層與鍍金層之間的鍍鎳層上產生裂紋，其結果，存在鍍銅層露出而使耐腐蝕性劣化的問題。另外，作為使接點壽命提高的技術，提出了對不銹鋼基體材料依次實施了鍍鎳、鍍銅、鍍銀的技術(參照專利文獻4飛)。在這些技術中，對接點壽命的提高進行了嘗試。其結果，對接點模塊形成時的焊接進行模擬的熱處理(例如溫度260°C下5分鐘)后的初期接觸電阻值、及對按鍵試驗進行模擬的熱處理(例如溫度200°C下I小吋)后的接觸電阻值進行測定吋，出現了很多由于熱處理后的接觸電阻值較高而無法作為產品使用的情況。該情況 顯示出組裝到產品中時的不良率變高，可以推測，僅在不銹鋼基體材料上以給定厚度依次形成基底鎳層、中間銅層、銀最表面層時，熱歷程后的接點特性、接點壽命不充分。另外，作為使接點壽命提高的技術，提供了ー種電接點材料，該電接點材料以由銀或銀合金形成的層來包覆由銅或銅合金制成的條材的表面，其特征在干上述銀或銀合金的晶體粒徑以平均值計為5μπι以上；另外，還公開了ー種電接點材料的制造方法，其特征在于在由銅或銅合金制成的條材的表面形成銀或銀合金的鍍敷層，然后，在非氧化性氣體氛圍下，于400°C以上的溫度進行熱處理(專利文獻7)。但是可知，在對不銹鋼條上包覆有銀或銀合金的復合接點材料進行400°C以上的熱處理以使銀或銀合金的晶體粒徑控制為5μπι以上時，不銹鋼條的彈簧特性變差，從而無法作為可動接點用材料使用。此外，并沒有公開中間層中使用鎳、鈷、鎳合金或鈷合金、并且在中間層中存在銅成分作為基底層的上層的結構。
現有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特開昭59-219945號公報專利文獻2 :日本特開平11-232950號公報專利文獻3 :日本特開昭63-137193號公報專利文獻4 :日本特開2004-263274號公報專利文獻5 :日本特開2005-002400號公報專利文獻6 :日本特開2005-133169號公報專利文獻7 :日本特開平5-002940號公報
發明內容
發明要解決的問題因此，本發明的目的在于，提供ー種作為可動接點部件用途的復合材料的可動接點部件用銀包覆復合材料及可動接點部件，其在反復剪切應カ的作用下的鍍敷密合性優異、經歷長時間使用接觸電阻值仍較低且穩定、且開關的壽命得到了改善。解決問題的方法本發明人等針對上述問題進行了深入研究，結果發現，對于在不銹鋼基體材料表面的至少一部分形成由鎳、鈷、鎳合金、鈷合金中的任ー種材料形成的基底層，在該基底層的上層形成有由銅或銅合金形成的中間層，并在該中間層的上層形成作為最表面層的銀或銀合金層的可動接點部件用銀包覆復合材料，通過將形成在最表面層的銀或銀合金的平均晶體粒徑控制在O. 5 5. Ομπι的范圍，即使在熱歷程后，接觸電阻值也較低、且經歷長時間使用后接觸電阻仍穩定地保持為較低。另外發現，通過將形成為中間層的銅或銅合金的厚度控制在O. 05、. 3μπι的范圍，上述晶體粒徑控制的效果進ー步提高。本發明就是基于上述發現而完成的。即，本發明提供以下的解決方案。(I) 一種可動接點部件用銀包覆復合材料，其在不銹鋼基體材料表面的至少一部分上形成由鎳、鈷、鎳合金、鈷合金中的任ー種形成的基底層、在所述基底層的上層形成由銅或銅合金形成的中間層、并在所述中間層的上層形成作為最表面層的銀或銀合金層，其中，所述中間層的厚度為O. 05、. 3 μ m，且形成為上述最表面層的銀或銀合金的平均晶體粒徑為 O. 5^5. O μ m。(2)上述⑴所述的可動接點部件用銀包覆復合材料，其中，所述最表面層的厚度為 O. 3 2. O μ m。(3) 一種可動接點部件用銀包覆復合材料的制造方法，所述可動接點部件用銀包覆復合材料在不銹鋼基體材料表面的至少一部分上形成由鎳、鈷、鎳合金、鈷合金中的任一種形成的基底層、在所述基底層的上層形成由銅或銅合金形成的中間層、并在所述中間層的上層形成作為最表面層的銀或銀合金層，其中，所述中間層的厚度為O. 05、. 3 μ m，且在大氣氣氛下以5(T190°C的溫度范圍實施熱處理，使得形成為上述最表面層的銀或銀合金的平均晶體粒徑為O. 5^5. O μ m。
(4)上述(3)所述的可動接點部件用銀包覆復合材料的制造方法，其中，所述熱處理的溫度為50°C以上且100°C以下、時間為O. Γ12小吋。(5)上述(3)所述的可動接點部件用銀包覆復合材料的制造方法，其中，所述熱處理的溫度超過100°c且為190°C以下、時間為O. 0Γ5小吋。(6) 一種可動接點部件用銀包覆復合材料的制造方法，所述可動接點部件用銀包覆復合材料在不銹鋼基體材料表面的至少一部分上形成由鎳、鈷、鎳合金、鈷合金中的任一種形成的基底層、在所述基底層的上層形成由銅或銅合金形成的中間層、并在所述中間層的上層形成作為最表面層的銀或銀合金層，其中，所述中間層的厚度為O. 05、. 3 μ m，且在非氧化氣氛下以5(T300°C的溫度范圍實施熱處理，使得形成為上述最表面層的銀或銀合金的平均晶體粒徑為O. 5^5. O μ m。(7)上述(6)所述的可動接點部件用銀包覆復合材料的制造方法，其中，所述熱處理的溫度為50°C以上且100°C以下、時間為O. Γ12小吋。(8)上述(6)所述的可動接點部件用銀包覆復合材料的制造方法，其中，所述熱處理的溫度超過100°c且為190°C以下、時間為O. 0Γ5小吋。(9)上述(6)所述的可動接點部件用銀包覆復合材料的制造方法，其中，所述熱處理的溫度超過190°C且為300°C以下、時間為O. 005^1小吋。(10) 一種可動接點部件，其是上述(I)或(2)所述的可動接點部件用銀包覆復合材料經加工而形成的，其中，接點部分形成為圓頂狀或凸狀。發明的效果本發明的可動接點部件用銀包覆復合材料與以往的可動接點材料相比，即使在反復的剪切應カ的作用下，銀包覆層的密合力也不會下降。而且，即使在經歷開關形成時的熱歷程、及開關的開閉操作中也可使接觸電阻值長時間穩定地保持在較低，因此可提供開關的壽命得到進ー步改善的可動接點部件用銀包覆復合材料。另外，本發明的可動接點部件是將上述可動接點部件用銀包覆復合材料加工而形成的，加工成圓頂狀或凸狀后，各層產生裂痕的情況被抑制。因此，形成接觸電阻值長時間穩定地保持為較低、接點壽命較長的可動接點部件。適當參照附圖，由下述記載可更加明確本發明的上述及其它特征及優點。
[圖I]是按鍵試驗中所使用的開關的平面圖。
[圖2]示出的是按鍵試驗中所使用的開關的平面圖中沿A-A線的剖面圖及按壓方向，圖2(a)是開關操作前，圖2(b)是開關操作吋。[圖3]是本發明的可動接點部件用銀包覆復合材料的截面照片，其示出的是平均晶體粒徑約為O. 75 μ m的例子。[圖4]是以往的可動接點部件用銀包覆復合材料的截面照片，其示出的是平均晶體粒徑約為O. 2 μ m的例子。符號說明I圓頂狀可動接點2固定接點3填充材料 4樹脂盒
具體實施例方式對于本發明的可動接點部件用銀包覆復合材料及可動接點部件，對其優選實施方式進行詳細說明。本發明的基本的實施方式是ー種可動接點部件用銀包覆復合材料，其特征在于在不銹鋼基體材料表面的至少一部分上依次形成鎳、鈷、鎳合金或鈷合金的基底層；銅或銅合金的中間層；晶體粒徑得到控制的銀或銀合金的最表面層，對于由該材料所形成的可動接點部件而言，即使增加開關的操作次數，也不易引起接觸電阻的上升。在本發明的實施方式中，不銹鋼基體材料在用于可動接點部件時，承擔其機械強度。因此，作為不銹鋼基體材料，可使用耐應カ松弛性優異且不易疲勞失效(Fatiguefailure)的材料，即SUS301、SUS304、SUS316等的軋制調質材料或張カ退火(tensionanneal)材料。形成在上述不銹鋼基體材料上的基底層是為了提高不銹鋼與銅或銅合金的中間層之間的密合性而設置的。作為公知技木，已知銅或銅合金的中間層具有下述功能可以提高基底層與最表面層的密合性、且捕捉在最表面層中擴散而來的氧，防止基底層成分的氧化，從而提高密合性。形成基底層的金屬可以如公知的那樣選擇鎳、鈷、鎳合金、鈷合金中的任ー種，特別優選鎳或鈷。對于該基底層而言，優選通過以不銹鋼基體材料作為陰極、并使用例如含有氯化鎳及游離鹽酸的電解液進行電解而使厚度為O. 005 2. ομπι的基底層，因為這樣的基底層在壓制加工時不易產生裂痕，更優選厚度為O. 0Γ0. 2 μ m的基底層。以往的最表面層的密合力降低是由于基底層的氧化及較大的反復剪切應カ所引起的，作為其對策，需要開發滿足下述兩方面的材料不便基底層發生氧化、以及即使施加剪切應カ其密合性也不會劣化。因此，本發明針對上述兩個課題，首先，作為解決第一課題、即不使基底層發生氧化的手段，以設置由銅或銅合金形成的中間層的構成作為基本構成。基底層的氧化是由最表面層中的氧透過而引起的，通過設置銅或銅合金，在銀的晶界發生了擴散的銅成分在最表面層內捕捉氧來抑制基底層的氧化，由此還一井完成了作為第二課題的防止密合性降低的作用。
但是，將本構成品作為可動接點用銀包覆不銹鋼部件使用時，產生了接觸電阻值上升的問題。本發明人等針對該問題進行了研究，通過研究而明確了如下現象中間層的銅成分容易擴散至用來形成最表面層的銀中，該擴散的銅成分到達最表面層的表面時被氧化而形成氧化銅，從而導致接觸電阻増大。通過將本發明中的由銀或銀合金形成的最表面層的晶體粒徑控制在O. 5^5. Oum的范圍內，可以抑制中間層中形成的銅成分的擴散量，具有優異的接點特性，特別是即使施加熱歷程也不會使接觸電阻増大，即使長時間以可動接點部件的形式使用，其接觸電阻值也不會上升，由此可提供ー種接點特性良好的可動接點部件用銀包覆復合材料。如果晶體粒徑低于0.5 μ m，則由于晶界增多而使中間層的銅成分的擴散路徑較多，因此耐熱可靠性變得不充分，接觸電阻上升的可能性較高，反之，如果晶體粒徑超過5. O μ m，則不僅效果達到飽和，而且存在最表面層的硬度降低而容易磨損、使接點特性下降的傾向，因此不優選。只要為上述晶體粒徑的范圍即可優選使用，但更優選為O. 75^2. Oym,因為在該情況下可兼備長期可靠性與生產性。需要說明的是，例如作為下述的以往例2而記載了對上述情況進行模擬的試驗例，但對于日本特開2005-133169(專利文獻6)的實施例5等以往的復合接點材料中的由銀及銀合金形成的最表面層的晶體粒徑而言，其平均晶體粒徑為O. 2μπι左右，其結果可認為，存在大量作為中間層的銅成分及氧發生擴散的路徑的最表面層的晶界，從而成為各層間的密合性降低、接觸電阻劣化的較大原因。另外，作為對用來形成最表面層的銀或銀合金的晶體粒徑進行調整的方法，例如可以通過在鍍敷法、包覆法、蒸鍍法等方法中適當控制包覆銀時的各種條件來進行調整。例如，電解鍍敷法的情況下，可通過調整鍍敷液中所含有的添加劑、表面活性劑、各種藥品濃度、電流密度、鍍浴溫度、攪拌條件等來調整晶體粒徑。需要說明的是，利用上述各種條件來調整晶體粒徑是有界限的，作為エ業上優選的范圍，其上限為Ι.Ομπι左右。為了進ー步增大晶體粒徑，進行熱處理而使形成最表面層的銀及銀合金發生再結晶是有效的。在本發明中，通過適當調整鍍敷銀或銀合金來形成最表面層時的鍍敷條件(特別是電流密度)，并根據需要而與此一并適當控制鍍敷后的熱處理中的加熱條件(特別是加熱溫度及加熱時間、加熱時的氛圍氣體的組合)，由此可以控制最表面層的層厚及銀或銀合金的晶體粒徑。需要說明的是，一般來說，當電流密度増大時晶體粒徑會變小，而電流密度小時晶體粒徑會増大。針對于此，在本發明中，通過控制鍍敷時的電流密度與熱處理條件的組合，可以適當地控制晶體粒徑。另外，如果在電流密度較高的條件下進行鍍敷，則存在在較低的溫度下進行熱處理時晶體粒徑也容易變大的傾向，因此，優選將電流密度與熱處理條件組合來進行適當控制。在本發明的實施方式中，中間層的厚度優選為0.05 0.3μπι的范圍。如果中間層的厚度低于O. 05 μ m,則對于透過最表面層的氧成分的捕捉是不充分的，反之，如果形成超過O. 3 μ m的中間層，則銅成分的絕對量變多，因此，即使用于形成最表面層的銀或銀合金的晶體粒徑増大，也無法充分抑制銅成分向最表面層的透過，因此，中間層的厚度必須為O. 3μπι以下。只要為上述范圍則充分滿足特性，但更有效的范圍為O. Γ0. 15 μ m。另外，中間層由銅合金形成的情況下，優選總計含有f 10質量％的選自錫、鋅、鎳、中的I種或2種以上元素的銅合金。與銅形成合金的成分沒有限定，但捕捉透過銀層中的氧、以及用于提高與基底層及形成最表面的銀或銀合金之間的密合性的主成分是銅，在含有其它合金元素的情況下，中間層變硬、耐磨損性提高。如果這些元素的總量低于I質量％，則效果與中間層為純銅的情況大致相同，如果這些元素的總量超過10質量％，則中間層過硬，壓制性變差，或作為接點使用時會產生裂痕，或耐腐蝕性下降，因此不優選。另外，由銀或銀合金形成的最表面層的厚度設定為O. 3 2.0 μ m，更優選為O. 5^2. O μ m,進ー步優選為O. 8^1. 5 μ m,由此，在加熱后銅成分也幾乎不會擴散至最表面層中，接觸穩定性優異。如果最表面層的厚度過薄，則即使對用于形成最表面層的銀或銀合金的晶體粒徑進行控制，由中間層擴散而來的銅成分也容易到達表面層，因此容易使接觸電阻上升，反之，如果最表面層的厚度過厚，則效果飽和，同時銀的使用量増加，因此在經濟方面也意味著環境負荷増大，因此不優選。作為適合用作最表面層的銀或銀合金，例如可列舉銀、銀-錫合金、銀-銦合金、銀-銠合金、銀-釕合金、銀-金合金、銀-鈀合金、銀-鎳合金、銀-硒合金、銀-銻合金、銀-銅合金、銀-鋅合金、銀-鉍合金等，特別優選從銀、銀-錫合金、銀-銦合金、銀-銠合金、銀-釕合金、銀-金合金、銀-鈀合金、銀-鎳合金、銀-硒合金、銀-銻合金及銀-銅合金中選擇。在本發明中，基底層、中間層、最表面層的各層可利用電解鍍敷法、非電解鍍敷法、物理/化學蒸鍍法等任意的方法而形成，但從生產性及成本方面考慮，電解鍍敷法是最有利的。上述各層也可形成在不銹鋼基體材料的整個面上，但僅形成在接點部時較為經濟，可提供減輕了環境負荷的產品，因此優選。此外，作為提高密合力及調整最表面層的銀或銀合金的晶體粒徑的方法，可以通過進行經過適當控制的加熱處理，利用再結晶化將最表面層的銀或銀合金的晶體粒徑調整為O. 5、. O μ m，并且使中間層的銅成分及最表面層的銀成分進行擴散，從而使剪切強度提高。關于密合力的提高，可通過形成銀與銅的合金層來實現，但如果過于持續進行加熱處理，則中間層的銅成分的擴散過度進行，從而使最表面層的銀全部形成合金，或者銅成分容易擴散至最表面，因此成為接觸電阻増大的原因。因此，適當的加熱處理氛圍氣體及加熱溫度的控制是必要的。作為優選的熱處理條件，在大氣氛圍下實施時，通過以5(Tl90°C的溫度范圍實施熱處理，可促進銀或銀合金層的再結晶化，并且可以僅在界面附近形成銀-銅合金層以提高密合力。此時，如果低于50°C，則難以在短時間進行再結晶，反之，超過190°C時，覆蓋銀表面的氧化銀分解成銀和氧，氧化銀的分解所產生的氧及大氣中的部分氧容易與擴散而來的中間層的銅成分形成氧化物，從而容易使接觸電阻上升，因此在該溫度范圍進行控制較為適當。只要為上述范圍就可以形成目標狀態，更優選為100 150で。需要說明的是，關于熱處理時間，由于進行再結晶的時間根據用于形成最表面層的銀或銀合金的鍍敷組織而發生變化，因此沒有限定，但可以由防止生產性下降及最表面層成分的氧化的觀點來決定。例如，在溫度為50°C以上且100°C以下時，優選為O. Γ12小時，在溫度超過100°C且為190°C以下吋，優選為O. 0Γ5小時的范圍。
作為其它的優選處理條件，在非氧化性氛圍氣體下實施時，通過以5(T300°C的溫度范圍實施熱處理，可促進形成最表面層的銀或銀合金的再結晶化，并且可以僅在兩層的界面附近形成銀-銅合金層以提高中間層和最表面層之間的密合力。此時，如果低于50°C，則難以在短時間進行再結晶，反之，超過300°C時，中間層的銅成分更容易擴散而容易到達銀表面。在非氧化性氛圍氣體下，不存在表面的銅成分氧化而使接觸電阻上升的情況，但在暴露于大氣氛圍氣體下的同時，擴散至最表面的銅形成氧化物，導致接觸電阻上升，因而不優選，因此在該溫度范圍進行控制較為適當。只要為上述范圍就可以形成目標狀態，更優選5(Tl90°C，進ー步優選為io(Ti5(rc。需要說明的是，關于處理時間，進行再結晶的時間根據銀或銀合金的鍍敷組織而發生變化，因此沒有限定，但可以由防止生產性下降及中間層的銅成分在表面層露出的觀點來決定。例如，在溫度為50°C以上且100°C以下吋，優選為O. Tl2小吋，在溫度超過100°C且為190°C以下時，優選為O. 0Γ5小時，在溫度超過190°C且為300°C以下時，優選為O. 005^1小時的范圍。需要說明的是，作為非氧化性的氛圍氣體，可使用氫氣、氦氣、氬氣或氮氣，但從獲取性、經濟性、安全性等觀點考慮，優選使用氬氣。需要說明的是，對于在非氧化性氛圍氣體下的加熱而言，與在大氣氛圍氣體下的加熱相比，覆蓋最表面層的銀表面的氧化銀分解所帯來的影響變小，但如果熱處理溫度超過190°C，則由于中間層受到加熱而使中間層的銅成分露出在表面層的可能性變高，因此熱處理溫度優選為190°C以下。實施例以下，根據實施例對本發明進行更詳細的說明，但本發明并不限定于該實施例。在使SUS基體材料連續通過并卷取的鍍敷生產線上，對厚度O. 06mm、條寬IOOmm的基體材料(SUS301的條)進行電解脫脂、水洗、活化、水洗、基底層鍍敷、水洗、中間層鍍敷、水洗、觸擊鍍銀(Silver strike plating)、最表面層鍍敷、水洗、干燥及熱處理,得到了表I所示構成的發明例1飛3、比較例廣7及以往例廣3的銀包覆不銹鋼條。需要說明的是，對于僅利用鍍敷條件來調整形成最表面層的銀的晶體粒徑的發明例廣4，不進行熱處理。各處理條件如下。I.(電解脫脂、活化)(電解脫脂)處理液原硅酸鈉100g/L處理溫度60°C陰極電流密度2. 5A/dm2
處理時間10秒鐘(活化)處理液10%鹽酸處理溫度30°C浸潰處理時間10秒鐘2.(基底層鍍敷)(鍍鎳)處理液氯化鎳250g/L、游離鹽酸50g/L 處理溫度40°C
電流密度5A/dm2鍍敷厚度O.01 O. 2/μ m處理時間根據各鍍敷厚度來調整時間
(鍍鈷)處理液氯化鈷250g/L、游離鹽酸50g/L處理溫度40°C電流密度2A/dm2鍍敷厚度0.01μ m處理時間'2秒鐘3.(中間層鍍敷)(鍍銅I:在表中記載為Cu-I)處理液硫酸銅150g/L、游離硫酸100g/L、游離鹽酸50g/L處理溫度30で電流密度5A/dm2鍍敷厚度0·05 O. 3 μ m處理時間根據各鍍敷厚度來調整時間(鍍銅2:表中記載為Cu-2)處理液氰化亞銅30g/L、游離氰化物10g/L處理溫度40°C電流密度5A/dm2鍍敷厚度O.045 O. 32 μ m處理時間根據各鍍敷厚度來調整時間4.(觸擊鍍銀)處理液氰化銀5g/L、氰化鉀50g/L處理溫度30°C電流密度2A/dm2處理時間IO秒鐘5.(最表面層鍍敷)(鍍銀)處理液氰化銀50g/L、氰化鉀50g/L、碳酸鉀30g/L、添加劑(這里為硫代硫酸鈉O. 5g/L)處理溫度40 °C電流密度在O. 05^15A/dm2的范圍內變化來調整晶體粒徑鍍敷厚度0. 5 2. O μ m處理時間根據各鍍敷厚度來調整時間(銀-錫合金鍍敷)Ag-IO% Sn處理液氰化鉀100g/L、氫氧化鈉50g/L、氰化銀10g/L、錫酸鉀80g/L、添加劑(這里為硫代硫酸鈉0. 5g/L)處理溫度40 °C
電流密度ΙΑ/dm2鍍敷厚度2.Ομπι處理時間3. 2分鐘(銀-銦合金鍍敷)Ag-IO% In處理液氰化鉀KCN 100g/L、氫氧化鈉50g/L、氰化銀10g/L、氯化銦20g/L、添加劑(這里為硫代硫酸鈉O. 5g/L)處理溫度30 °C電流密度2A/dm2 鍍敷厚度2.Ομπι處理時間1. 6分鐘將所獲得的上述可動接點部件用銀包覆復合材料(銀包覆不銹鋼條)加工成直徑4mmΦ的圓頂狀可動接點部件，固定接點使用鍍敷了 Iym厚的銀的黃銅條，以圖1、2所示結構的開關進行了按鍵試驗。圖I是按鍵試驗所使用的開關的平面圖。另外，圖2示出的是按鍵試驗中所使用的開關沿圖I的A-A線的剖面圖及按壓，圖2 (a)是開關操作前，圖2(b)是開關操作吋。圖中，I是鍍銀不銹鋼的圓頂狀可動接點，2是鍍銀黃銅的固定接點，并利用樹脂填充材料3將上述接點組裝至樹脂盒4中。按鍵試驗時，以接點壓カ為9. 8N/mm2、按鍵速度為5Hz進行最多100萬次的按鍵，并測定接觸電阻隨時間的變化。需要說明的是，接觸電阻是以電流IOmA通電而進行測定的，以4個等級來評價包含不均的接觸電阻值。具體而言，接觸電阻值低于15πιΩ時評價為“優”并在表中標注為“ ◎”記號，為15πιΩ以上且低于20πιΩ時評價為“良”并在表中標注“〇”記號，為20πιΩ以上且低于30πιΩ時評價為“可”并在表中標注“Λ”記號，為30mΩ以上時評價為“不可”并在表中標注“ X ”記號。需要說明的是，對于可動接點而言，其接觸電阻值低于30πιΩ的 Λ判斷為作為接點具有實用性。此外，對于最表面上是否檢測出銅成分，利用俄歇電子分光分析裝置進行最表面的定性分析，調查銅成分的檢測量。將未檢測出銅成分者評價為“無”，將檢測出的量低于5%者評價為“微量”，將檢測出的量為5%以上者評價為“大量”。另外，對按鍵試驗后的可動接點側進行肉眼觀察，對鍍敷有無剝離進行觀察，并調查有無剝離。將以上結果示于表2。此外，對于最表面層的銀或銀合金的晶體粒徑的測定而言，利用截面試料制作裝置(截面拋光儀(Cross Section Polisher):日本電子株式會社制造)制作垂直截面試料，然后利用電子背散射衍射法(EBSD, Electron Backscatter Diffraction)進行觀察。將所測定的晶體粒徑的結果與其它條件一并示于表I。[表I]
權利要求
1.一種可動接點部件用銀包覆復合材料，其在不銹鋼基體材料表面的至少一部分上形成由鎳、鈷、鎳合金、鈷合金中的任ー種形成的基底層、在所述基底層的上層形成由銅或銅合金形成的中間層、并在所述中間層的上層形成作為最表面層的銀或銀合金層，其中， 所述中間層的厚度為0. 05、. 3 ym，且形成為上述最表面層的銀或銀合金的平均晶體粒徑為 0. 5^5. Oum0
2.根據權利要求I所述的可動接點部件用銀包覆復合材料，其中，所述最表面層的厚度為0. 3 2. 0 u mo
3.一種可動接點部件用銀包覆復合材料的制造方法，所述可動接點部件用銀包覆復合材料在不銹鋼基體材料表面的至少一部分上形成由鎳、鈷、鎳合金、鈷合金中的任ー種形成的基底層、在所述基底層的上層形成由銅或銅合金形成的中間層、并在所述中間層的上層形成作為最表面層的銀或銀合金層，其中， 所述中間層的厚度為0. 05、. 3 ym，且在大氣氣氛下以5(T19(TC的溫度范圍實施熱處理，使得形成為上述最表面層的銀或銀合金的平均晶體粒徑為0. 5^5. 0 u m。
4.根據權利要求3所述的可動接點部件用銀包覆復合材料的制造方法，其中，所述熱處理的溫度為50°C以上且100°C以下、時間為0. ri2小吋。
5.根據權利要求3所述的可動接點部件用銀包覆復合材料的制造方法，其中，所述熱處理的溫度超過100°C且為190°C以下、時間為0. 01飛小吋。
6.一種可動接點部件用銀包覆復合材料的制造方法，所述可動接點部件用銀包覆復合材料在不銹鋼基體材料表面的至少一部分上形成由鎳、鈷、鎳合金、鈷合金中的任ー種形成的基底層、在所述基底層的上層形成由銅或銅合金形成的中間層、并在所述中間層的上層形成作為最表面層的銀或銀合金層，其中， 所述中間層的厚度為0. 05、. 3 i! m，且在非氧化氣氛下以5(T300°C的溫度范圍實施熱處理，使得形成為上述最表面層的銀或銀合金的平均晶體粒徑為0. 5^5. 0 u m。
7.根據權利要求6所述的可動接點部件用銀包覆復合材料的制造方法，其中，所述熱處理的溫度為50°C以上且100°C以下、時間為0. ri2小吋。
8.根據權利要求6所述的可動接點部件用銀包覆復合材料的制造方法，其中，所述熱處理的溫度超過100°C且為190°C以下、時間為0. 01飛小吋。
9.根據權利要求6所述的可動接點部件用銀包覆復合材料的制造方法，其中，所述熱處理的溫度超過190°C且為300°C以下、時間為0. 005^1小吋。
10.一種可動接點部件，其是權利要求I或2所述的可動接點部件用銀包覆復合材料經加工而形成的，其中， 接點部分形成為圓頂狀或凸狀。
全文摘要
本發明提供一種可動接點部件用銀包覆復合材料及可動接點部件，其在反復剪切應力的作用下的鍍敷密合性優異、經歷長時間使用接觸電阻值仍較低且穩定、且開關的壽命得到了改善。本發明的可動接點部件用銀包覆復合材料在不銹鋼基體材料表面的至少一部分上形成由鎳、鈷、鎳合金、鈷合金中的任一種形成的基底層、在所述基底層的上層形成由銅或銅合金形成的中間層、并在所述中間層的上層形成作為最表面層的銀或銀合金層，其中，所述中間層的厚度為0.05~0.3μm，且形成為上述最表面層的銀或銀合金的平均晶體粒徑為0.5~5.0μm。
文檔編號C25D5/12GK102667989SQ201180005015
公開日2012年9月12日 申請日期2011年2月10日 優先權日2010年2月12日
發明者大野雅人, 小林良聰, 座間悟, 鈴木智 申請人:古河電氣工業株式會社