CN107447237A - 具有降低的接触噪声的滑环 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及具有以下方法步骤的用于制备镀金的滑环触点的方法：提供导电性基材；在基材上电镀施加铜层(12)，在铜层(12)上电镀施加镍层和/或镍‑磷层(14)；和在镍层和/或镍‑磷层(14)上电镀施加金层(16)。在此，在基材上电镀施加铜层(12)时，在所使用的电镀浴中，不使用由以下组成的光亮剂列表中所包括的至少一种光亮剂：3‑羧基‑1‑(苯基甲基)氯化吡啶鎓钠盐、具有脲基团的阳离子型聚合物、1‑(3‑磺基丙基)‑吡啶鎓甜菜碱、1‑(2‑羟基‑3‑磺基丙基)‑吡啶鎓甜菜碱、炔丙基(3‑磺基丙基)醚钠盐、糖精钠、烯丙基磺酸钠、N,N‑二甲基‑N‑(3‑椰油酰氨基丙基)‑N‑(2‑羟基‑3‑磺基丙基)铵甜菜碱、多胺、具有(氯甲基)环氧乙烷的1H‑咪唑聚合物、3‑羧基‑1‑(苯基甲基)氯化吡啶鎓钠盐、1‑苄基‑3‑钠羧基‑氯化吡啶鎓、三氧化砷、酒石酸锑钾、碲酸钾、碱金属亚砷酸盐、亚碲酸钾、硒氰酸钾、碱金属氧锑酒石酸盐、亚硒酸钠、硫酸铊和二硫化碳。

Description

具有降低的接触噪声的滑环
技术领域
本发明涉及用于制备镀金的滑环触点的方法、滑动触点以及电镀浴。
背景技术
US4,398,113公开了滑环布置，其具有常规的滑环触点。
在现有技术中已知如下制造滑环触点。在经机械加工的含铜基底材料上相继施加铜层(0.1μm直到4μm厚度)作为活化层，按需要的镍层和/或镍-磷层(各自1μm直至10μm厚度)作为扩散阻隔层、支撑层和腐蚀保护层和硬质金层(1μm直到15μm)作为接触材料。
发明内容
本发明的目的在于改进滑动触点的电学行为，尤其是噪声行为。
该目的通过根据权利要求1的方法、根据权利要求8的滑动触点和根据权利要求10的用于沉积铜的电镀浴得以解决。本发明的有利的实施方案在从属权利要求中给出。
用于制备镀金的滑环触点的方法具有以下方法步骤：提供导电性基材，在基材上电镀施加铜层，在铜层上电镀施加镍层和/或镍-磷层，和在镍层和/或镍-磷层上电镀施加金层。在此，在基材上电镀施加铜层时，在所使用的电镀浴中，不使用来自光亮剂的列表的至少一种光亮剂。该光亮剂的列表由以下组成：3-羧基-1-(苯基甲基)氯化吡啶鎓钠盐、具有脲基团的阳离子型聚合物、1-(3-磺基丙基)-吡啶鎓甜菜碱、1-(2-羟基-3-磺基丙基)-吡啶鎓甜菜碱、炔丙基(3-磺基丙基)醚钠盐、糖精钠、烯丙基磺酸钠、N,N-二甲基-N-(3-椰油酰氨基丙基)-N-(2-羟基-3-磺基丙基)铵甜菜碱、多胺、具有(氯甲基)环氧乙烷的1H-咪唑聚合物，3-羧基-1-(苯基甲基)氯化吡啶鎓钠盐、1-苄基-3-钠羧基-氯化吡啶鎓、三氧化砷、酒石酸锑钾、碲酸钾、碱金属亚砷酸盐、亚碲酸钾(Kaliumtellerit)、硒氰酸钾、碱金属氧锑酒石酸盐、亚硒酸钠、硫酸铊和二硫化碳。优选地，在基材上电镀施加铜层时，在所使用的电镀浴中不使用上述列表的至少两种光亮剂。还优选地，在基材上电镀施加铜层时，在所使用的电镀浴中完全不使用光亮剂。
这样的滑动触点在运动的部件之间建立电连接。在此，这样的滑动触点可以要么作为固定部件，要么作为运动部件使用。一种这样的滑动触点当然也可以既作为滑动模块的固定部件，也作为滑动模块的运动部件使用。例如，这样的滑动触点也可以作为电刷或作为滑动导轨(Schleifbahn)使用。
由于不存在所述光亮剂而实现了，在优选具有黄铜的基材上沉积的铜层具有比在现有技术情况下更高的粗糙度。为了表征层粗糙度，可以考虑根据EN ISO 25178的Sa值或Sq值。在此，Sq值是表面的波纹高度的均方根或有效值。Sa值是表面的波纹高度的绝对值的平均值。典型的Sa值或Sq值对于现有技术的铜浴而言在10至50nm的数量级。在使用本发明中描述的浴的情况下，所沉积的铜层的层粗糙度提高至200nm至1μm的Sq值或Sq值。在另外的堆积中，取决于所使用的中间层和最终层，可以进行某种平整。当然，根据本发明的最终层的Sa值和Sq值与常规的最终层相比为典型地5至20倍高并且因此更粗糙。
以下表格值被测定为样品系列(10次重复试验)的平均值。
标准铜层和根据本发明的铜层以及标准最终层和根据本发明的最终层的典型的Sa值和Sq值(实例铜；镍和/或镍-磷；金体系)：
层 Sa(nm) 提高Sa(x倍) Sq(nm) 提高Sq(x倍)
铜(技术标准) 23 28
铜(本发明) 320 14 432 16
最终层(技术标准) 23 28
最终层(本发明) 380 17 497 18
铜层的该升高的粗糙度在镍层和/或镍-磷层在铜层上和金层在镍层和/或镍-磷层上的随后的电镀沉积之后导致金层的提高的粗糙度，这对于电学行为而言是决定性的。在基材上施加的层的粗糙度(在此为铜层)对于最上层的粗糙度而言是决定性的。也可以说，铜层的粗糙度在多个电镀施加的层的情况下延伸直至最后的电镀层。
如此制备的金层与常规的滑动触点相反而具有改进的电学性质，尤其是降低的接触噪声。因此，滑动触点还具有该改进的电学性质，尤其是降低的接触噪声。这已由申请人进行的弹簧丝测试得以展示。在此，可以将具有粗糙的金最上层的这样的层构造用于电刷上或电刷线上或滑动导轨上或者既用于电刷上或电刷线上又用于滑动导轨上。在典型的测试构造中，电噪声值(例如寿命期间以对于5转的噪声峰值-峰值的90％百分比测量)典型地相差至少两倍。
优选地，在基材上电镀施加铜层时使用纯的氰化铜溶液作为电镀浴。替代性地，可以使用硫酸铜(铜矾)、氰化铜钠或氰化铜钾。
优选地，在基材上以至多4μm的层厚度施加铜层。在特别有利的实施方式中，其为具有至多10μm的层厚度的铜层。
优选地，在铜层上电镀施加镍层和/或镍-磷层时，以5μm至10μm的层厚度施加所述镍层和/或镍-磷层。
优选地，在镍层和/或镍-磷层上电镀施加金层时，以3μm至9μm，特别优选6μm的层厚度施加所述金层。
采用用于制备镀金的滑环触点的方法，制备具有以下的层顺序的滑环触点：导电基材、基材上的铜层、铜层上的镍层和/或镍-磷层，和镍层和/或镍-磷层上的金层。基材优选具有黄铜。还优选的是，基材由黄铜组成。
该滑环触点(其可以例如设置在电刷上或滑动导轨上)，如已经描述那样，特征在于改进的电学性质。
在上述方法的电镀施加铜的情况下，将电镀浴用于沉积铜，其中在电镀浴中不包含来自由以下组成的光亮剂列表的至少一种光亮剂：3-羧基-1-(苯基甲基)氯化吡啶鎓钠盐、具有脲基团的阳离子型聚合物、1-(3-磺基丙基)-吡啶鎓甜菜碱、1-(2-羟基-3-磺基丙基)-吡啶鎓甜菜碱、炔丙基(3-磺基丙基)醚钠盐、糖精钠、烯丙基磺酸钠、N,N-二甲基-N-(3-椰油酰氨基丙基)-N-(2-羟基-3-磺基丙基)铵甜菜碱、多胺、具有(氯甲基)环氧乙烷的1H-咪唑聚合物、3-羧基-1-(苯基甲基)氯化吡啶鎓钠盐、1-苄基-3-钠羧基-氯化吡啶鎓、三氧化砷、酒石酸锑钾、碲酸钾、碱金属亚砷酸盐、亚碲酸钾、硒氰酸钾、碱金属氧锑酒石酸盐、亚硒酸钠、硫酸铊、二硫化碳。优选地，在电镀浴中不使用来自所述列表的光亮剂。
附图说明
在下文不限制本发明的总体思路借助于实施例参考附图示例性地描述本发明。
图1显示了用于制备镀金的滑环触点的根据本发明的方法的第一步骤。在此提供优选由黄铜或另一种铜基合金制备的基材10。
图2显示了用于制备镀金的滑环触点的根据本发明的方法的第二步骤。在此将铜层12电镀施加在基材10上。
在此，在基材10上电镀施加铜层12时，作为电镀浴，优选使用基于钾-氰化铜的电解质。
铜层12优选以至多4μm的层厚度施加在基材上。在特别有利的实施方式中，铜层12为具有至多10μm的层厚度的铜层。
图3显示了用于制备镀金的滑环触点的根据本发明的方法的第三步骤。在此，将镍层和/或镍-磷层14电镀施加在铜层12上。优选以5μm至10μm的层厚度施加所述镍层和/或镍-磷层14。
图4显示了用于制备镀金的滑环触点的根据本发明的方法的第四和最后步骤。在此，将金层16电镀施加在镍层和/或镍-磷层14上。优选以3μm至9μm，特别优选6μm的层厚度施加金层16。
图4因此同样显示了在基材10上的具有上述层顺序的根据本发明的滑动触点。如同样在上文所述，所述滑动触点具有比来自现有技术的滑动触点更粗糙的表面。
附图标记列表
10 基材
12 铜层
14 镍层和/或镍-磷层
16 金层

Claims (11)

1.用于制备镀金的滑环触点的方法，所述方法具有以下方法步骤：
-提供导电性基材(10)；
-在所述基材(10)上电镀施加铜层(12)；
-在所述铜层(12)上电镀施加镍层和/或镍-磷层(14)；和
-在所述镍层和/或镍-磷层(14)上电镀施加金层(16)；
其特征在于，
在所述基材(10)上电镀施加所述铜层(12)时，在所使用的电镀浴中不使用由以下组成的光亮剂列表中所包括的至少一种光亮剂：3-羧基-1-(苯基甲基)氯化吡啶鎓钠盐、具有脲基团的阳离子型聚合物、1-(3-磺基丙基)-吡啶鎓甜菜碱、1-(2-羟基-3-磺基丙基)-吡啶鎓甜菜碱、炔丙基(3-磺基丙基)醚钠盐、糖精钠、烯丙基磺酸钠、N,N-二甲基-N-(3-椰油酰氨基丙基)-N-(2-羟基-3-磺基丙基)铵甜菜碱、多胺、具有(氯甲基)环氧乙烷的1H-咪唑聚合物、3-羧基-1-(苯基甲基)氯化吡啶鎓钠盐、1-苄基-3-钠羧基-氯化吡啶鎓、三氧化砷、酒石酸锑钾、碲酸钾、碱金属亚砷酸盐、亚碲酸钾、硒氰酸钾、碱金属氧锑酒石酸盐、亚硒酸钠、硫酸铊和二硫化碳。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
在所述基材(10)上电镀施加所述铜层(12)时，在所使用的电镀浴中不使用以下光亮剂列表的光亮剂：3-羧基-1-(苯基甲基)氯化吡啶鎓钠盐、具有脲基团的阳离子型聚合物、1-(3-磺基丙基)-吡啶鎓甜菜碱、1-(2-羟基-3-磺基丙基)-吡啶鎓甜菜碱、炔丙基(3-磺基丙基)醚钠盐、糖精钠、烯丙基磺酸钠、N,N-二甲基-N-(3-椰油酰氨基丙基)-N-(2-羟基-3-磺基丙基)铵甜菜碱、多胺、具有(氯甲基)环氧乙烷的1H-咪唑聚合物、3-羧基-1-(苯基甲基)氯化吡啶鎓钠盐、1-苄基-3-钠羧基-氯化吡啶鎓、三氧化砷、酒石酸锑钾、碲酸钾、碱金属亚砷酸盐、亚碲酸钾、硒氰酸钾、碱金属氧锑酒石酸盐、亚硒酸钠、硫酸铊和二硫化碳。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
在所述基材(10)上电镀施加铜层(12)时，作为电镀浴，使用纯的氰化铜溶液。
4.根据前述权利要求任一项所述的方法，
其特征在于，
在所述基材(10)上电镀施加铜层(12)时，以至多4μm的层厚度施加所述铜层(12)。
5.根据前述权利要求任一项所述的方法，
其特征在于，
在所述基材(10)上电镀施加铜层(12)时，以至多10μm的层厚度施加所述铜层(12)。
6.根据前述权利要求任一项所述的方法，
其特征在于，
在所述铜层(12)上电镀施加镍层和/或镍-磷层(14)时，以5μm至10μm的层厚度施加所述镍层和/或镍-磷层(14)。
7.根据前述权利要求任一项所述的方法，
其特征在于，
在所述镍-磷层(14)上电镀施加金层(16)时，以3μm至9μm，优选6μm的层厚度施加所述金层(16)。
8.滑动触点，其具有：
导电基材(10)；
在所述基材(10)上的铜层(12)；
在所述铜层(12)上的镍-磷层(14)；和
在所述镍-磷层(14)上的金层(16)；
其特征在于，
在所述基材(10)上电镀施加所述铜层(12)时，在所使用的电镀浴中不使用由以下组成的光亮剂列表中所包括的至少一种光亮剂：3-羧基-1-(苯基甲基)氯化吡啶鎓钠盐、具有脲基团的阳离子型聚合物、1-(3-磺基丙基)-吡啶鎓甜菜碱、1-(2-羟基-3-磺基丙基)-吡啶鎓甜菜碱、炔丙基(3-磺基丙基)醚钠盐、糖精钠、烯丙基磺酸钠、N,N-二甲基-N-(3-椰油酰氨基丙基)-N-(2-羟基-3-磺基丙基)铵甜菜碱、多胺、具有(氯甲基)环氧乙烷的1H-咪唑聚合物、3-羧基-1-(苯基甲基)氯化吡啶鎓钠盐、1-苄基-3-钠羧基-氯化吡啶鎓、三氧化砷、酒石酸锑钾、碲酸钾、碱金属亚砷酸盐、亚碲酸钾、硒氰酸钾、碱金属氧锑酒石酸盐、亚硒酸钠、硫酸铊和二硫化碳。
9.根据权利要求8所述的滑动触点，
其特征在于，
在所述基材(10)上电镀施加所述铜层(12)时，在所使用的电镀浴中不使用以下光亮剂列表的光亮剂：3-羧基-1-(苯基甲基)氯化吡啶鎓钠盐、具有脲基团的阳离子型聚合物、1-(3-磺基丙基)-吡啶鎓甜菜碱、1-(2-羟基-3-磺基丙基)-吡啶鎓甜菜碱、炔丙基(3-磺基丙基)醚钠盐、糖精钠、烯丙基磺酸钠、N,N-二甲基-N-(3-椰油酰氨基丙基)-N-(2-羟基-3-磺基丙基)铵甜菜碱、多胺、具有(氯甲基)环氧乙烷的1H-咪唑聚合物、3-羧基-1-(苯基甲基)氯化吡啶鎓钠盐、1-苄基-3-钠羧基-氯化吡啶鎓、三氧化砷、酒石酸锑钾、碲酸钾、碱金属亚砷酸盐、亚碲酸钾、硒氰酸钾、碱金属氧锑酒石酸盐、亚硒酸钠、硫酸铊和二硫化碳。
10.用于沉积铜的电镀浴，
其特征在于，
在所述电镀浴中不包含来自由以下组成的光亮剂列表的至少一种光亮剂：3-羧基-1-(苯基甲基)氯化吡啶鎓钠盐、具有脲基团的阳离子型聚合物、1-(3-磺基丙基)-吡啶鎓甜菜碱、1-(2-羟基-3-磺基丙基)-吡啶鎓甜菜碱、炔丙基(3-磺基丙基)醚钠盐、糖精钠、烯丙基磺酸钠、N,N-二甲基-N-(3-椰油酰氨基丙基)-N-(2-羟基-3-磺基丙基)铵甜菜碱、多胺、具有(氯甲基)环氧乙烷的1H-咪唑聚合物、3-羧基-1-(苯基甲基)氯化吡啶鎓钠盐、1-苄基-3-钠羧基-氯化吡啶鎓、三氧化砷、酒石酸锑钾、碲酸钾、碱金属亚砷酸盐、亚碲酸钾、硒氰酸钾、碱金属氧锑酒石酸盐、亚硒酸钠、硫酸铊和二硫化碳。
11.用于沉积铜的电镀浴，
其特征在于，
在所述电镀浴中不使用来自以下光亮剂列表的光亮剂：3-羧基-1-(苯基甲基)氯化吡啶鎓钠盐、具有脲基团的阳离子型聚合物、1-(3-磺基丙基)-吡啶鎓甜菜碱、1-(2-羟基-3-磺基丙基)-吡啶鎓甜菜碱、炔丙基(3-磺基丙基)醚钠盐、糖精钠、烯丙基磺酸钠、N,N-二甲基-N-(3-椰油酰氨基丙基)-N-(2-羟基-3-磺基丙基)铵甜菜碱、多胺、具有(氯甲基)环氧乙烷的1H-咪唑聚合物、3-羧基-1-(苯基甲基)氯化吡啶鎓钠盐、1-苄基-3-钠羧基-氯化吡啶鎓、三氧化砷、酒石酸锑钾、碲酸钾、碱金属亚砷酸盐、亚碲酸钾、硒氰酸钾、碱金属氧锑酒石酸盐、亚硒酸钠、硫酸铊和二硫化碳。
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