JP6068213B2

JP6068213B2 - めっき材

Info

Publication number: JP6068213B2
Application number: JP2013054805A
Authority: JP
Inventors: 圭介篠原; 雅史尾形; 宮澤　寛; 寛宮澤; 章菅原
Original assignee: Dowa Metaltech Co Ltd
Current assignee: Dowa Metaltech Co Ltd
Priority date: 2013-03-18
Filing date: 2013-03-18
Publication date: 2017-01-25
Anticipated expiration: 2033-03-18
Also published as: JP2014181352A

Description

本発明は、めっき材に関し、特に、導電性基材からなる一対の端子の一方の端子が他方の端子に当接して接続される端子構造に使用されるめっき材に関する。

従来、導電性基材からなる一対の端子の一方の端子が他方の端子に当接して接続される端子構造では、銅や銅合金などの導電性基材の表面にＡｇめっきを施したＡｇめっき材からなる端子が使用されている（例えば、特許文献１参照）。特に、Ａｇめっき材は、表面接触抵抗が低く、耐熱性と耐摩耗性に優れていることから、自動車、情報通信機器、産業機器などに使用する様々な接続端子の材料として使用されている。

このようなＡｇめっき材を、電気自動車（ＥＶ）やプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）と外部供給電源とを電気的に接続する充電システム用接続端子などの材料として使用する場合、グリスレスで使用しても、高い耐摩耗性を維持する必要がある。そのため、接続端子を使用する際に一方の端子が他方の端子上を摺動する時にかかる荷重で要求される摺動耐久回数（耐久可能な繰り返し摺動回数）に応じて、導電性基材上に形成するＡｇめっき皮膜を厚くする必要がある。

例えば、Ａｇめっき材を接続端子の材料として使用する場合、Ａｇめっき皮膜の厚さを５．０μｍ程度にすると、荷重０．５Ｎ程度では摺動耐久回数が１０００回程度であるが、荷重２．０Ｎ程度の高い荷重では摺動耐久回数が１００回程度に低下する。そのため、Ａｇめっき材を、電気自動車（ＥＶ）やプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）の充電システム用接続端子などの材料として使用する場合には、導電性基材上に形成するＡｇめっき皮膜をさらに厚くする必要がある。

しかし、Ａｇめっき皮膜を厚くすると、めっきに要する時間が長くなって生産性が低下するという問題がある。また、Ａｇめっき皮膜を厚くすると、Ａｇめっき材の曲げ加工性が悪化するため、フープめっきを行うのが困難になり、Ａｇめっき材を端子の形状に曲げ加工した後に個々にめっきを施すことが必要になるので、生産性が低下し、めっき面積が増加してコストが増加するという問題がある。一方、Ａｇめっき皮膜が薄過ぎると、耐摩耗性が低下するという問題がある。

このような問題を解決するため、本出願人は、導電性基材からなる一対の端子の一方の端子の突起部が他方の端子の略平坦部に当接して接続される端子構造において、一方の端子の突起部の表面に下地Ａｇめっき皮膜を介して厚さ０．０１〜０．３μｍのＡｕめっき皮膜を形成し、他方の端子の略平坦部の表面の一方の端子の突起部に当接する部分に下地Ａｇめっき皮膜を介して厚さ１．０〜５．０μｍのＡｕめっき皮膜を形成することにより、導電性基材上に形成するめっき皮膜を薄くしても、低い表面接触抵抗と良好な耐熱性を維持しながら、耐摩耗性を向上させることができる端子構造を提案している（特願２０１２−００８２８６）。

特開平５−２９４０号公報（段落番号０００２）

しかし、この端子構造のめっき材では、導電性基材上に形成するめっき皮膜を薄くしても、低い表面接触抵抗と良好な耐熱性を維持しながら、耐摩耗性を向上させることができるものの、曲げ加工性が著しく低下する場合があり、端子の形状に加工する際にめっき皮膜の表面に割れが生じて、素材が露出してしまうという問題がある。

したがって、本発明は、このような従来の問題点に鑑み、導電性基材上にＡｇめっき皮膜を介してＡｕめっき皮膜が形成されためっき材において、曲げ加工性が良好なめっき材を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、導電性基材上に下地層としてＡｇめっき皮膜が形成され、この下地層の表面にＡｕめっき皮膜が形成されためっき材において、Ａｇめっき皮膜の｛２００｝方位の面積分率を１５％以上にすることにより、曲げ加工性が良好なめっき材を製造することができることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明によるめっき材は、導電性基材上に下地層としてＡｇめっき皮膜が形成され、この下地層の表面にＡｕめっき皮膜が形成されためっき材において、Ａｇめっき皮膜の｛２００｝方位の面積分率が１５％以上であることを特徴とする。このめっき材において、Ａｕめっき皮膜の厚さが０．０１〜５μｍであるのが好ましく、Ａｇめっき皮膜の厚さが１〜２０μｍであるのが好ましい。また、導電性基材が銅または銅合金からなるのが好ましい。

また、本発明による接点または端子部品は、上記のめっき材を材料として用いたことを特徴とする。

なお、本明細書中において、「｛２００｝方位の面積分率」とは、銀めっき材の表面の面積に対して、銀めっき材の表面に垂直な方向（ＮＤ）に｛２００｝方位を（角度許容差１０°まで）向けている結晶が占める面積の割合（％）をいう。また、「Ａｕめっき皮膜」には、純Ａｕからなるめっき皮膜の他、Ａｕ−Ｃｏ合金などの硬質のＡｕ合金からなるめっき皮膜も含まれる。

本発明によれば、導電性基材上にＡｇめっき皮膜を介してＡｕめっき皮膜が形成されためっき材において、曲げ加工性が良好なめっき材を提供することができる。

本発明によるめっき材の実施の形態は、導電性基材上に下地層としてＡｇめっき皮膜が形成され、この下地層の表面にＡｕめっき皮膜が形成されためっき材において、Ａｇめっき皮膜の｛２００｝方位の面積分率が１５％以上、好ましくは２５％以上である。

このようにＡｇめっき皮膜の｛２００｝方位の面積分率を１５％以上にすることにより、Ａｇめっき皮膜中の転位密度を減少させて、めっき材の曲げ加工の際の剪断帯の発生を低減し、このような曲げ加工性が良好なＡｇめっき皮膜の表面にＡｕめっき皮膜を形成することにより、曲げ加工性に加えて、低い表面接触抵抗と良好な耐熱性を維持しながら、耐摩耗性を向上させることができる。

このめっき材において、Ａｕめっき皮膜の厚さが０．０１〜５μｍであるのが好ましく、０．０３〜２．５μｍであるのがさらに好ましい。また、Ａｇめっき皮膜の厚さが１〜２０μｍであるのが好ましく、３〜１０μｍであるのがさらに好ましい。また、導電性基材が銅または銅合金からなるのが好ましい。

このめっき材の下地層としてのＡｇめっき皮膜は、シアン化銀カリウム（ＫＡｇ（ＣＮ）_２）と、シアン化カリウム（ＫＣＮ）と、３〜３０ｍｇ／Ｌのセレノシアン酸カリウム（ＫＳｅＣＮ）とからなり、セレン濃度が５〜１５ｍｇ／Ｌであり且つフリーシアンに対するＡｇの質量比が０．９〜１．８であるＡｇめっき浴中において電気めっきを行うことによって形成することができる。この電気めっきの際の液温は、好ましくは１０〜４０℃、さらに好ましくは１５〜３０℃であり、電流密度は、好ましくは１〜１５Ａ／ｄｍ^２、さらに好ましくは３〜１０Ａ／ｄｍ^２である。

以下、本発明によるめっき材の実施例について詳細に説明する。

［実施例１］
まず、被めっき材として６７ｍｍ×５０ｍｍ×０．３ｍｍの純銅板を用意し、この被めっき材とＳＵＳ板をアルカリ脱脂液に入れ、被めっき材を陽極とし、ＳＵＳ板を陰極として、電圧５Ｖで３０秒間電解脱脂し、水洗した後、３％硫酸中で１５秒間酸洗することによって前処理を行った。

次に、３ｇ／Ｌのシアン化銀カリウムと９０ｇ／Ｌのシアン化カリウムとからなるＡｇストライクめっき液中において、前処理済の被めっき材を陰極とし、白金で被覆したチタン電極板を陽極として、スターラにより４００ｒｐｍで撹拌しながら、電流密度２．５Ａ／ｄｍ^２で１０秒間電気めっき（Ａｇストライクめっき）を行った。

次に、１４８ｇ／Ｌのシアン化銀カリウム（Ｋ［Ａｇ（ＣＮ）_２］）と１４０ｇ／Ｌのシアン化カリウム（ＫＣＮ）と１８ｍｇ／Ｌのセレノシアン酸カリウム（ＫＳｅＣＮ）からなるＡｇめっき浴中において、Ａｇストライクめっき済の被めっき材を陰極とし、銀電極板を陽極として、スターラにより４００ｒｐｍで撹拌しながら、電流密度５Ａ／ｄｍ^２、液温１８℃でＡｇ膜厚が５μｍになるまで電気めっき（Ａｇめっき）を行うことにより、Ａｇめっき皮膜を形成した。なお、使用したＡｇめっき浴中のＳｅ濃度は１０ｍｇ／Ｌ、Ａｇ濃度は８０ｇ／Ｌ、フリーＣＮ濃度は５６ｇ／Ｌ、Ａｇ／フリーＣＮ質量比は１．４４である。

次に、１０ｇ／ＬのＡｕと０．２ｇ／ＬのＣｏを含むシアンＡｕめっき浴中において、Ａｇめっき済の被めっき材を陰極とし、白金で被覆したチタン電極板を陽極として、スターラにより４００ｒｐｍで攪拌しながら、電流密度５Ａ／ｄｍ^２、液温５０℃でＡｕ膜厚が０．２μｍになるまで電気めっき（Ａｕめっき）を行うことにより、Ａｕめっき皮膜を形成した。

このようにして作製しためっき材について、Ａｇめっき皮膜の｛２００｝方位の面積分率を算出するとともに、めっき材を素材のＬＤ（圧延方向）を曲げ軸とする曲げ加工性（ＢａｄＷａｙ（ＢＷ）曲げ加工性）と、ＴＤ（圧延方向および板厚方向に垂直な方向）を曲げ軸とする曲げ加工性（ＧｏｏdＷａｙ（ＧＷ）曲げ加工性）を評価した。

Ａｇめっき皮膜の｛２００｝方位の面積分率は、サーマル電界放出形走査電子顕微鏡（日本電子株式会社製のＪＳＭ−７８００Ｆ）により、０．４μｍステップでＡｇめっき皮膜の表面の１００μｍ四方を測定し、走査電子顕微鏡用結晶解析ツール（株式会社ＴＳＬソリューションズ製のＯＩＭ）を用いて、電子線後方散乱回折法（ＥＢＳＤ法）により、Ａｇめっき皮膜の表面に垂直な方向（ＮＤ）に｛２００｝方位を（角度許容差１０°まで）向けている結晶が占める割合を算出することによって求めた。その結果、Ａｇめっき皮膜の｛２００｝方位の面積分率は５５．０％であった。無配向のＡｇめっき皮膜（Ａｇめっき皮膜を構成する結晶がランダムに配向している仮想のＡｇめっき皮膜）の｛２００｝方位の面積分率の理論値は４．４％程度であり、この無配向のＡｇめっき皮膜と比較すると、本実施例のめっき材では、Ａｇめっき皮膜中の結晶の多くが、｛２００｝面をＡｇめっき皮膜の表面の方向に向ける（Ａｇめっき皮膜の表面に垂直な方向（ＮＤ）に｛２００｝方位を向ける）ように強く配向している。

めっき材の曲げ加工性は、ＪＩＳＺ２２４８のＶブロック法に準じて、ＢＷ曲げ加工性については、めっき材を素材のＬＤ（圧延方向）を曲げ軸として、ＧＷ曲げ加工性については、めっき材を素材のＴＤ（圧延方向および板厚方向に垂直な方向）を曲げ軸として、それぞれＲ＝０．３およびＲ＝０．５で９０度に折り曲げた後、その折り曲げた箇所を顕微鏡（キーエンス社製のデジタルマイクロスコープＶＨＸ−１０００）により１０００倍に拡大して観察し、素材の露出の有無によって評価した。その結果、いずれの場合も、素材の露出は観察されず、曲げ加工性が良好であった。

［比較例１］
Ａｇめっきにおいて、１４８ｇ／Ｌのシアン化銀カリウムと１４０ｇ／Ｌのシアン化カリウムと７３ｍｇ／Ｌのセレノシアン酸カリウムとからなるＡｇめっき浴を使用した以外は、実施例１と同様の方法によりめっき材を作製した。なお、使用したＡｇめっき浴中のＳｅ濃度４０ｍｇ／Ｌ、Ａｇ濃度は８０ｇ／Ｌ、フリーＣＮ濃度は５６ｇ／Ｌ、Ａｇ／フリーＣＮ質量比は１．４４である。

このようにして作製しためっき材について、実施例１と同様の方法により、Ａｇめっき皮膜の｛２００｝方位の面積分率を算出し、ＢＷ曲げ加工性とＧＷ曲げ加工性を評価した。その結果、Ａｇめっき皮膜の｛２００｝方位の面積分率は４．８％であり、ＢＷ曲げ加工性とＧＷ曲げ加工性の評価のいずれの場合でも、素材の露出が観察され、曲げ加工性が良好でなかった。

Claims

銅または銅合金からなる導電性基材上に下地層としてＡｇめっき皮膜が形成され、この下地層の表面にＡｕめっき皮膜が形成されためっき材において、Ａｇめっき皮膜の｛２００｝方位の面積分率が１５％以上であることを特徴とする、めっき材。
前記Ａｕめっき皮膜の厚さが０．０１〜５μｍであることを特徴とする、請求項１に記載のめっき材。
前記Ａｇめっき皮膜の厚さが１〜２０μｍであることを特徴とする、請求項１または２に記載のめっき材。
請求項１乃至３のいずれかに記載のめっき材を材料として用いたことを特徴とする、接点または端子部品。