CN102812165B - 光泽镀镍材料、使用光泽镀镍材料的电子零件及光泽镀镍材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供具有良好外观的光泽镀镍材料、使用光泽镀镍材料的电子零件及光泽镀镍材料的制备方法。光泽镀镍材料具备表面的加工改性层厚度为0.2μm以上的金属基质和形成于金属基质的所述表面的镀镍层。
Description
技术领域
本发明涉及光泽镀镍材料、使用光泽镀镍材料的电子零件及光泽镀镍材料的制备方法。
背景技术
在端子、连接器等电子零件或金属装饰品等中使用对金属基质实施光泽镀镍的材料。作为制备光泽镀镍时的问题，可列举出镀层外观受电镀材料的表面特性影响的问题。例如，在对黄铜(Cu-30%Zn)条实施光泽镀镍时，若黄铜材料为退火材料，则往往在电镀后的外观上看不出良好的光泽，出现黯淡的外观或光泽与黯淡掺杂的外观。另外，在对磷青铜(Cu-8%Sn-P)条实施光泽镀镍时也确认有同样的问题。
为解决此类问题，例如在专利文献1中公开了电镀性优异的铜合金的制备方法。而且，记载有若根据此制备方法，则通过将铜合金表面的加工改性层变薄，特别是可良好地形成镀银或镀铜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-39804号公报。
发明内容
发明所要解决的课题
但是，上述铜合金虽然可良好地应用于镀银或镀铜，但在光泽镀镍方面却极难获得良好的光泽，尚有改善的余地。因此，本发明的课题在于提供具有良好外观的光泽镀镍材料、使用光泽镀镍材料电子零件及光泽镀镍材料的制备方法。
解决课题的手段
本发明人深入研究的结果发现以下与专利文献1相反的事实：通过在进行电镀处理的金属基质的表面形成加工改性层，可得到外观良好的光泽镀镍。
以上述见解为基础完成的本发明一方面为光泽镀镍材料，所述光泽镀镍材料具备表面的加工改性层的厚度为0.2μm以上的金属基质和形成于该金属基质的该表面的镀镍层。
在本发明所涉及的光泽镀镍材料的又另一个实施方式中，加工改性层的厚度为0.25~3.0μm。
在本发明所涉及的光泽镀镍材料的又另一个实施方式中，加工改性层的厚度为0.3~2.0μm。
在本发明所涉及的光泽镀镍材料的又另一个实施方式中，构成镀镍层的镍的结晶粒径为0.3μm以下。
在本发明所涉及的光泽镀镍材料的又另一个实施方式中，构成镀镍层的镍的结晶粒径为0.01~0.3μm。
在本发明所涉及的光泽镀镍材料的又另一个实施方式中，金属基质由不锈钢、铜或铜合金形成。
本发明另一方面为电子零件，所述电子零件使用本发明所涉及的光泽镀镍材料。
本发明又另一方面为光泽镀镍材料的制备方法，所述制备方法为，准备表面的加工改性层的厚度为0.2μm以上的金属基质，在该表面形成镀镍层。
在本发明所涉及的光泽镀镍材料的制备方法的一个实施方式中，构成镀镍层的镍的结晶粒径为0.01~0.3μm以下。
发明的效果
根据本发明，可提供具有良好外观的光泽镀镍材料、使用光泽镀镍材料的电子零件及光泽镀镍材料的制备方法。
附图说明
[图1] 实施例3所涉及的黄铜基质、加工改性层和镀镍层的放大截面图。
实施发明的最佳方式
(金属基质)
本发明中可使用的金属基质的形态无特殊限制，例如可列举出不锈钢、铜或铜合金。其中，不锈钢可使用马氏体类、铁素体类、奥氏体类等。另外，就铜或铜合金而言，作为连接器或端子等电子零件中使用的基材可使用公知的任意的铜或铜合金，但若考虑用于电气·电子仪器的连接端子等，则优选使用导电率高者(例如，IACS (International Anneild
Copper Standerd：国际标准软铜的导电率按100计时的值)为15~80%左右)，例如可列举出Cu-Sn-P类(例如磷青铜)、Cu-Zn类(例如黄铜、红铜)、Cu-Ni-Zn类(例如锌白铜)、Cu-Ni-Si类(科森合金)、Cu-Fe-P类合金等。另外，金属基质的形状无特殊限制，可为板、条和挤压品等形态。
在实施镀镍的金属基质表面，加工改性层以0.2μm以上的厚度存在。若加工改性层的厚度不足0.2μm，则在该表面形成的镀镍组织全部或部分变得粗大，无法获得具有良好外观的镀层。加工改性层为通过辊扎加工或抛光研磨等而在金属表面产生的晶粒（結晶流）的精细的层。加工改性层的厚度优选为0.25~3.0μm，更优选为0.3~2.0μm。
另一方面，在制备光泽镀镍材料时，使用含有光泽剂的镀层在金属基质上形成电镀被膜，但如上所述存在因金属基质表面的状态而使得镀镍未形成光泽外观的情况。这是由于镀镍具有易受底材金属结晶影响的特性的缘故。例如，若金属基质的晶粒粗大，则镀层的晶粒也变大大，其结果使得镀层表面的凹凸变大。因此，形成黯淡的外观。另一方面，若金属基质的晶粒精细，则镀层组织也精细，镀层表面变得平滑。因此，镀层形成光泽外观。
(光泽镀镍材料)
本发明所涉及的光泽镀镍材料在上述金属基质的经加工的表面形成有镀镍层。镀镍层由具有与金属基质表面金属结晶粒径相对应大小的结晶粒径(0.3μm以下)的镍构成。镀镍层由于结晶粒径这样精细，所以具有良好的光泽。另外，构成镀镍层的镍的结晶粒径优选为0.01~0.3μm。
镀镍层虽然由镍构成，但其中也含有极微量的有机光泽剂成分。这样由于微量光泽剂成分在电镀工序中渗入被膜的缘故。
另外，本发明所涉及的端子、连接器等电子零件以上述光泽镀镍材料为材料而构成。
(光泽镀镍材料的制备方法)
首先，准备由不锈钢、铜或铜合金等形成的金属基质。接着，例如通过辊扎、平整轧制（skin-pass
rollingスキンパス圧延）、抛光研磨（buff polishバフ研磨）、刷磨在金属基质的表面形成加工改性层。调整加工条件(例如辊扎加工度、抛光研磨时的压力或时间)使加工改性层的厚度达到0.2μm以上。加工改性层的观察通过利用FIB (Focused Ion Beam)的截面观察来进行，确认加工成功与否。
接着，准备光泽电镀浴。光泽电镀浴中使用的光泽电镀液含有水溶性镍盐、pH缓冲剂、光泽剂。
在这里，作为水溶性镍盐，例如可列举出硫酸镍、氯化镍等，它们总计添加250~350g/L。
作为pH缓冲剂，例如可列举出硼酸、枸橼酸等，它们添加35~45g/L。
作为光泽剂，例如可列举出糖精、1-4丁炔二醇，它们添加0.1~2g/L。
光泽电镀液为水溶液，优选调整至pH3~5，更优选调整至pH3.8~4.2。
另外，光泽电镀液优选在40~60℃的浴温下使用，更优选在45~50℃下使用。
当光泽电镀液的pH和浴温超出上述范围时，存在电镀速度变慢，或易引起外观不良等问题。
接着，将上述表面经加工的金属基质在光泽电镀槽内浸渍规定时间，得到具有所希望的光泽的光泽镀镍基质。此时，由于金属基质表面形成有结晶粒径为1μm以下、优选为0.01~0.2μm左右的加工改性层，所以在该表面上形成电镀层的金属的结晶粒径也随之变得精细。因此，使得形成的电镀层的表面平滑，可得到良好的光泽。
实施例
以下示出本发明的实施例，但它们均为更好地理解本发明而提供，并无限定本发明的意图。
(例1：实施例1~10)
作为金属基质，准备厚0.65mm的黄铜板。在黄铜板的表面通过抛光研磨形成如表1所示厚度的加工改性层。该改性层的厚度使用FIB进行观察。
另外，通过FIB观察构成金属基质的加工改性层的金属的结晶粒径。
接着，准备含有以下组成的光泽电镀液的光泽电镀浴
・NiSO4·6H2O 250g/l
・NiCl2·6H2O 50g/l
・硼酸 40糖精 2g/l
・1,4-丁炔二醇 0.2g/l。
接着，在将表面经加工过的黄铜板脱脂、酸洗后，浸渍于电镀浴中，以5A/dm2的电流密度形成电镀层。光泽电镀浴设定为pH4.0、45℃。
在图1中示出实施例3所涉及的黄铜基质、加工改性层和镀镍层的放大截面图。
(例2：比较例1~5)
作为比较例1~5，首先准备与实施例相同的铜箔。接着，准备与实施例相同的电镀浴，其中，不对该黄铜板表面进行加工或进行轻轻地刷磨等轻微加工而进行电镀。电镀电流和浴温也设定成与实施例相同。
(评价)
通过FIB下的截面影像观察构成镀镍层的镍的结晶粒径。
对镀镍层的光泽进行外观观察。外观评价使用光泽度计(日本电色工业制反射浓度计ND-1)进行，当测定值超过1.8时评价为○，为1.6~1.8时评价为△，不足1.6时评价为×。
将例1和2的结果示出于表1中
[表1]
。
Claims (4)
1.光泽镀镍材料，所述光泽镀镍材料具备表面的加工改性层的厚度为0.25~3.0μm的金属基质和形成于所述金属基质的所述表面的镀镍层，所述加工改性层通过抛光研磨或刷磨所述金属基质的表面而形成，其中，构成所述镀镍层的镍的结晶粒径为0.01~0.3μm，所述金属基质由不锈钢、铜或铜合金形成。
2.权利要求1的光泽镀镍材料，其中，上述加工改性层的厚度为0.3~2.0μm。
3.电子零件，所述电子零件使用权利要求1或2的光泽镀镍材料。
4.权利要求1或2的光泽镀镍材料的制备方法，其中通过抛光研磨或刷磨金属基质的表面在所述金属基质的表面形成厚度为0.25~3.0μm的加工改性层，在所述表面形成镀镍层。
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