JPS604266B2 - 接点材料用銅合金及びその製造法 - Google Patents
接点材料用銅合金及びその製造法Info
- Publication number
- JPS604266B2 JPS604266B2 JP5951480A JP5951480A JPS604266B2 JP S604266 B2 JPS604266 B2 JP S604266B2 JP 5951480 A JP5951480 A JP 5951480A JP 5951480 A JP5951480 A JP 5951480A JP S604266 B2 JPS604266 B2 JP S604266B2
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- Japan
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- tin
- plating
- copper
- copper alloy
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C10/00—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
- C23C10/28—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using solids, e.g. powders, pastes
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- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Manufacture Of Switches (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、コールドウェルディングを起こさない接点材
料用鋼合金及びその製造法に関する。
料用鋼合金及びその製造法に関する。
特には銅合金に錫或いは錫含有合金のめつきを施した後
に熱処理を行なうことにより、コールドウェルディング
を起こさない接点材料に関するものである。錫は耐食性
、半田付け性等に優れ、表面接点用金属いわゆる錫めつ
きとして民生用電子機器に多量に用いられているが、長
時間に及ぶ援圧のかかる条件下では、接触面が粘着しあ
る程度の力をかけないと離脱しなくなる。
に熱処理を行なうことにより、コールドウェルディング
を起こさない接点材料に関するものである。錫は耐食性
、半田付け性等に優れ、表面接点用金属いわゆる錫めつ
きとして民生用電子機器に多量に用いられているが、長
時間に及ぶ援圧のかかる条件下では、接触面が粘着しあ
る程度の力をかけないと離脱しなくなる。
この現象はコールドウェルディングと呼ばれるが、従来
、このコールドウェルディングの発生が重大な障害とな
る分野においては金、銀、Ｒｈ、Ｐｄ等の高価な金属の
めつきが施されている。
、このコールドウェルディングの発生が重大な障害とな
る分野においては金、銀、Ｒｈ、Ｐｄ等の高価な金属の
めつきが施されている。
そこで錫或いは錫含有合金でめつきする場合でもコール
ドウェルディングを起こさない方法を探索した結果、本
発明に至った。即ち本発明は、銅合金に直接、或いは銅
下地めつきを行なった後、錫或いは錫含有合金のめつき
を施し、次いで加熱溶融及び／又はめつき材の融点以下
の温度で加熱することにより実質的に錫一銅化合物より
成る拡散層外層を形成せしむることにより、表面を硬化
させコールドゥェルディングを防止する接点材料を提供
するものである。
ドウェルディングを起こさない方法を探索した結果、本
発明に至った。即ち本発明は、銅合金に直接、或いは銅
下地めつきを行なった後、錫或いは錫含有合金のめつき
を施し、次いで加熱溶融及び／又はめつき材の融点以下
の温度で加熱することにより実質的に錫一銅化合物より
成る拡散層外層を形成せしむることにより、表面を硬化
させコールドゥェルディングを防止する接点材料を提供
するものである。
接点用鋼合金には、りん青銅、黄銅、洋白、ベリリウム
鋼、チタン鋼等多種の銅合金が用いられるが、本発明は
これらの銅合金に直接或いは銅下地めつきを行なった後
、錫或いは錫含有合金のめつきを施す。めつきに用いる
錫含有合金とは、錫に鉛、インジウム、アンチモン、ア
ルミニウム、亜鉛等はんだ材料として知られているもの
を一種以上含むものを包括する。めつき方法としては電
解めつき、無電解めつき、更に錫或いは錫含有合金にお
いては溶融めつきのいずれでも実施することができ、か
つ、めつき浴組成にも限定されない。
鋼、チタン鋼等多種の銅合金が用いられるが、本発明は
これらの銅合金に直接或いは銅下地めつきを行なった後
、錫或いは錫含有合金のめつきを施す。めつきに用いる
錫含有合金とは、錫に鉛、インジウム、アンチモン、ア
ルミニウム、亜鉛等はんだ材料として知られているもの
を一種以上含むものを包括する。めつき方法としては電
解めつき、無電解めつき、更に錫或いは錫含有合金にお
いては溶融めつきのいずれでも実施することができ、か
つ、めつき浴組成にも限定されない。
特に銅下地めつき及び錫めつきの厚さに制限は無いが、
銅下地めつきを行なう場合は加熱処理による生成物が銅
−錫化合物で初めはＣｕ６，Ｓ広が主なものであるが、
最終的にはＣ叱Ｓｎと進行するため銅下地めつきと錫或
いは錫含有合金めつきの厚みは、この最終的な生成物で
あるＣｕ３Ｓｎの組成を考慮し、銅と錫の比率が元素比
で（０ｕ／Ｓｎ）：（３′１）以下が好ましい。
銅下地めつきを行なう場合は加熱処理による生成物が銅
−錫化合物で初めはＣｕ６，Ｓ広が主なものであるが、
最終的にはＣ叱Ｓｎと進行するため銅下地めつきと錫或
いは錫含有合金めつきの厚みは、この最終的な生成物で
あるＣｕ３Ｓｎの組成を考慮し、銅と錫の比率が元素比
で（０ｕ／Ｓｎ）：（３′１）以下が好ましい。
銅下地めつきを行なわない場合でも銅合金中の銅とめつ
き層中の錫とが拡散し、Ｃ＆Ｓｎ５及びＣｕ３Ｓｎが生
成する。本発明の接点材料はめつきされた錫或いは錫合
金中の錫成分の殆んどが銅−錫化合物を生成されれば十
分であって化合物の大部分がＣｕぶｎである必要はない
。錫或いは錫含有合金を熔融めつき或いは電解めつき後
の熱処理条件としては加熱溶融の場合は例えば上層めつ
き層が０．５仏以下であれば多くの場合更に加熱処理す
ることなく、表面は実質的に錫−銅より成る拡散層が生
成する。
き層中の錫とが拡散し、Ｃ＆Ｓｎ５及びＣｕ３Ｓｎが生
成する。本発明の接点材料はめつきされた錫或いは錫合
金中の錫成分の殆んどが銅−錫化合物を生成されれば十
分であって化合物の大部分がＣｕぶｎである必要はない
。錫或いは錫含有合金を熔融めつき或いは電解めつき後
の熱処理条件としては加熱溶融の場合は例えば上層めつ
き層が０．５仏以下であれば多くの場合更に加熱処理す
ることなく、表面は実質的に錫−銅より成る拡散層が生
成する。
しかし溶融めつき及び加熱溶融の熱的条件は、金属間化
合物を生成させることを目的として定められてはおらず
、溶融めつきにおいては所定量のめつきを付着させるこ
とを、又、加熱溶融においては光沢を出すことを目的に
熱的条件が定められているから、本発明の目的とする実
質的に錫−銅より成る拡散層を生成させるには、更に加
熱処理が必要か否かは各めつき方法、めつき条件におい
て検討し選択されねばならず、一様に上層めつき層が０
．５仏以下は更に熱処理を要しないと決めることはでき
ない。錫或いは錫含有合金の融点以下の温度の熱処理条
件としては、例えば上層めつき層厚に大きく影響される
が、温度は１５０℃〜融点以下が実際的である。加熱雰
囲気は非酸化性であることが好ましいが、大気下の加熱
も勿論可能である。大気下で加熱した場合は表面に酸化
物が生成するが加熱処理後５〜１びｏｌ％の硫酸水溶液
で洗浄すれば容易に酸化物の皮膜は除去することができ
、何ら支障とはならない。これらの熱処理により実質的
に錫−銅より成る拡散層を外層として生成させた材料の
表面は極めて硬くなり、ばね用りん青銅母村のピッカー
ス硬さが２６０以下であるのに対し熱処理後の表面は３
５０〜４５０にもなり、耐摩耗性にも優れている。
合物を生成させることを目的として定められてはおらず
、溶融めつきにおいては所定量のめつきを付着させるこ
とを、又、加熱溶融においては光沢を出すことを目的に
熱的条件が定められているから、本発明の目的とする実
質的に錫−銅より成る拡散層を生成させるには、更に加
熱処理が必要か否かは各めつき方法、めつき条件におい
て検討し選択されねばならず、一様に上層めつき層が０
．５仏以下は更に熱処理を要しないと決めることはでき
ない。錫或いは錫含有合金の融点以下の温度の熱処理条
件としては、例えば上層めつき層厚に大きく影響される
が、温度は１５０℃〜融点以下が実際的である。加熱雰
囲気は非酸化性であることが好ましいが、大気下の加熱
も勿論可能である。大気下で加熱した場合は表面に酸化
物が生成するが加熱処理後５〜１びｏｌ％の硫酸水溶液
で洗浄すれば容易に酸化物の皮膜は除去することができ
、何ら支障とはならない。これらの熱処理により実質的
に錫−銅より成る拡散層を外層として生成させた材料の
表面は極めて硬くなり、ばね用りん青銅母村のピッカー
ス硬さが２６０以下であるのに対し熱処理後の表面は３
５０〜４５０にもなり、耐摩耗性にも優れている。
本発明の材料は務点材料としての要求特性である薮雛抵
抗値は３〜６のＱであり、錫めつきの後融抵抗値が同一
試験法で３ｍＱであるのと比較すると若干高くはなって
いるが、実用上の問題はない。又摺動が行なわれる用途
分野においても、表面が極めて硬いことから摺動時にお
ける俵融低抗値は安定しており、従ってノイズの発生が
少ない利点を有している。以下に実施例を述べる。
抗値は３〜６のＱであり、錫めつきの後融抵抗値が同一
試験法で３ｍＱであるのと比較すると若干高くはなって
いるが、実用上の問題はない。又摺動が行なわれる用途
分野においても、表面が極めて硬いことから摺動時にお
ける俵融低抗値は安定しており、従ってノイズの発生が
少ない利点を有している。以下に実施例を述べる。
実施例 １
ばね用りん青銅条をアルカリ脱脂、電解脱脂、そして酸
洗中和後、硫酸錫格で０．５ぷの錫めつきを行なった。
洗中和後、硫酸錫格で０．５ぷの錫めつきを行なった。
硫酸錫格ならびにめつき条件は下記の通りである。硫酸
錫裕 硫酸第１錫 ７２夕／そ 硫 酸 １００夕／そ 浴 温 ３０ｏ０ 電流密度 ３Ａ／ｄの こうして錫めつきされた条をバーナ直火型加熱炉におい
て６００℃に５秒間保持した後、水袷、温風乾燥した。
錫裕 硫酸第１錫 ７２夕／そ 硫 酸 １００夕／そ 浴 温 ３０ｏ０ 電流密度 ３Ａ／ｄの こうして錫めつきされた条をバーナ直火型加熱炉におい
て６００℃に５秒間保持した後、水袷、温風乾燥した。
この条をＸ線回析で調べたところ、微かな８−錫と大部
分がＣ比Ｓｎ５から成る表面状態であることが確認され
た。この条の接融抵抗値は３肌○であった。次にこの条
から１仇吻×１仇咳の大きさの片を切り出し２枚重ねて
ｌｋ９／秘の援融圧を負荷し３０日保持したがコールド
ウヱルディングは起こらなかつた。実施例 ２ 実施例１と同条件でめつきし（但しめつき厚は１．５〃
）加熱溶融した錫めつき条を１６０『０で２独特間アル
ゴン雰囲気中で加熱した。
分がＣ比Ｓｎ５から成る表面状態であることが確認され
た。この条の接融抵抗値は３肌○であった。次にこの条
から１仇吻×１仇咳の大きさの片を切り出し２枚重ねて
ｌｋ９／秘の援融圧を負荷し３０日保持したがコールド
ウヱルディングは起こらなかつた。実施例 ２ 実施例１と同条件でめつきし（但しめつき厚は１．５〃
）加熱溶融した錫めつき条を１６０『０で２独特間アル
ゴン雰囲気中で加熱した。
この条はＸ線回折で８−錫は認められず、接触低抗は５
．５肌○であった。また、実施例１と同条件で行なった
試験ではコールドウェルディングは起こらなかった。実
施例 ３亜鉛３５％を含有する黄鋼条をアルカリ脱脂、
電解脱脂そして酸洗中和後、硫酸錫格で０．５仏の銅下
地めつきを行ない、実施例１と同条件で錫めつきを１．
５山施した条を１５０００で４潮時間アルゴン雰囲気中
で加熱した。
．５肌○であった。また、実施例１と同条件で行なった
試験ではコールドウェルディングは起こらなかった。実
施例 ３亜鉛３５％を含有する黄鋼条をアルカリ脱脂、
電解脱脂そして酸洗中和後、硫酸錫格で０．５仏の銅下
地めつきを行ない、実施例１と同条件で錫めつきを１．
５山施した条を１５０００で４潮時間アルゴン雰囲気中
で加熱した。
この条をＸ線回折で調べたが３−錫は認められず、接触
低抗は５．６の○であった。
低抗は５．６の○であった。
また、実施例１と同条件で行なった試験ではコールドウ
ェルデイングは起こらなかった。
ェルデイングは起こらなかった。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 錫・銅化合物よりなる拡散層を外層として有するコ
ールドウエルデイングを起こさない接点材料用銅合金。 ２ 銅合金に錫或いは錫含有合金をめつきを施した後、
加熱溶融および／又はめつき材の溶融点以下の温度で加
熱し、実質的に錫・銅化合物より成る拡散層を外層に生
成させたコールドウエルデイングを起こさない接点材料
用銅合金の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5951480A JPS604266B2 (ja) | 1980-05-07 | 1980-05-07 | 接点材料用銅合金及びその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5951480A JPS604266B2 (ja) | 1980-05-07 | 1980-05-07 | 接点材料用銅合金及びその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56156769A JPS56156769A (en) | 1981-12-03 |
| JPS604266B2 true JPS604266B2 (ja) | 1985-02-02 |
Family
ID=13115439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5951480A Expired JPS604266B2 (ja) | 1980-05-07 | 1980-05-07 | 接点材料用銅合金及びその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS604266B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS595583A (ja) * | 1982-06-30 | 1984-01-12 | 田中貴金属工業株式会社 | 整流子用接触片材料 |
| JPS6417344A (en) * | 1987-07-10 | 1989-01-20 | Toshiba Corp | Contact for vacuum valve and its manufacture |
| JP2647656B2 (ja) * | 1987-07-24 | 1997-08-27 | 日鉱金属株式会社 | 接触子の製造方法 |
| JP2647657B2 (ja) * | 1987-07-24 | 1997-08-27 | 日鉱金属株式会社 | 接触子の製造方法 |
-
1980
- 1980-05-07 JP JP5951480A patent/JPS604266B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56156769A (en) | 1981-12-03 |
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