DE112020005628T5

DE112020005628T5 - Verbundplattierungsmaterial und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE112020005628T5
Application number: DE112020005628.7T
Authority: DE
Inventors: Yukiya Kato; Hirotaka Kotani; Tatsuhiro Doi; Takao Tomiya; Hiroto Narieda
Original assignee: Dowa Metaltech Co Ltd
Current assignee: Dowa Metaltech Co Ltd
Priority date: 2020-01-06
Filing date: 2020-06-10
Publication date: 2022-08-25
Also published as: WO2021140688A1; CN114761623B; JP7523910B2; US20230046780A1; CN114761623A; JP2021109981A; US11926917B2

Abstract

Es werden ein Verbundplattierungsmaterial und eine entsprechende Technik dafür offenbart, wobei das Verbundplattierungsmaterial umfasst: ein Basismaterial und eine Verbundplattierungsschicht auf dem Basismaterial, wobei die Verbundplattierungsschicht ein Verbundmaterial umfasst, das Kohlenstoffteilchen und Sb in einer Ag-Schicht umfasst, wobei der Kohlenstoffgehalt 6,0 Massen-% oder mehr beträgt und der Sb-Gehalt 0,5 Massen-% oder mehr beträgt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verbundplattierungsmaterial und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Beschreibung des Standes der Technik
Herkömmlich werden zum Verhindern einer Oxidation von Leitermaterialien, wie z.B. Kupfer und Kupferlegierungen, aufgrund einer Erwärmung während eines Gleitvorgangs silberplattierte Materialien mit einer Silberplattierung auf den Leitermaterialien als die Materialien für Gleitkontaktteile, wie z.B. Schalter und Verbinder, die in Kraftfahrzeugen bzw. Automobilen, usw., verwendet werden, eingesetzt.
Eine Silberplattierung ist jedoch weich und unterliegt einem starken Verschleiß und sie weist im Allgemeinen einen hohen Reibungskoeffizienten auf, so dass ein Problem dahingehend besteht, dass sie durch Gleiten leicht abgelöst wird. Zum Lösen eines solchen Problems gibt es ein Verfahren zum Bilden eines Silberlegierung-Plattierungsfilms oder eines Silber-Verbundplattierungsfilms, in dem Graphitteilchen in einer Silbermatrix dispergiert sind, auf einem Leitermaterial durch Galvanisieren zur Verbesserung der Verschleißbeständigkeit.
Das Patentdokument 1 offenbart im Absatz [0026] das Folgende: In einer Silberplattierungslösung, die 120 g/L Kaliumsilbercyanid, 120 g/L Kaliumcyanid, 30 g/L Natriumkaliumtartrat-tetrahydrat und 7 g/L Kaliumantimonat(Sb)tartrat enthält, wird ein Galvanisieren (zweites Silberplattieren) durchgeführt, bis die Gesamtdicke einer Silberplattierungsschicht (einer ersten Silberplattierungsschicht und einer zweiten Silberplattierungsschicht) 3 µm erreicht, während mit einem Rührer bei 400 U/min gerührt wird, wobei ein zu plattierendes Material als Kathode verwendet wird und eine Silberelektrode als Anode verwendet wird, wobei die Stromdichte auf 5 A/dm² eingestellt ist und die Flüssigkeitstemperatur auf 20 °C eingestellt ist.
Das Patentdokument 2 offenbart im Absatz [0033] das Folgende: 80 g/L oxidierte Kohlenstoffteilchen werden einer Silbercyanid-Plattierungslösung zugesetzt, die 120 g/L Kaliumsilbercyanid und 100 g/L Kaliumcyanid umfasst, und dispergiert und suspendiert, und dann wird Kaliumcyanoselenat (KSeCN) zugesetzt, so dass eine Verbundplattierungslösung aus Silber und Kohlenstoffteilchen hergestellt wird.
Ferner offenbart das Patentdokument 2 das Folgende: Unter Verwendung dieser Verbundplattierungslösung wird ein Galvanisieren mit einer auf 25 °C eingestellten Flüssigkeitstemperatur bzw. einer auf 1 A/dm² eingestellten Stromdichte durchgeführt, so dass ein Verbundplattierungsmaterial hergestellt wird, in dem ein Verbundplattierungsfilm aus Silber und Kohlenstoffteilchen mit einer Filmdicke von 5 µm auf einer Kupferplatte mit einer Dicke von 0,3 mm als Material erzeugt worden ist.
Ferner offenbart das Patentdokument 2 das Folgende: Zum Verbessern der Haftung des Plattierungsfilms wird eine Ag-Haftplattierung als Basisplattierung in einem Ag-Haftplattierungsbad mit einer Zusammensetzung von 3 g/L Kaliumsilbercyanid und 100 g/L Kaliumcyanid durchgeführt, wobei die Flüssigkeitstemperatur auf 25 °C eingestellt ist und die Stromdichte auf 3 A/dm² eingestellt ist.
[Dokumente des Standes der Technik]
[Patentdokumente]

[Patentdokument 1] Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2013-189680
[Patentdokument 2] Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2007-16250

Zusammenfassung der Offenbarung
Durch die Offenbarung zu lösendes Problem
Gemäß einer Untersuchung durch die vorliegenden Erfinder wurde gefunden, dass Raum für eine Verbesserung der Verschleißbeständigkeit eines Plattierungsmaterials besteht, das durch die Verfahren erhalten wird, die in den Patentdokumenten 1 und 2 beschrieben sind.
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist die Bereitstellung eines Verbundplattierungsmaterials mit einer hohen Verschleißbeständigkeit, eines Verfahrens zu dessen Herstellung und einer entsprechenden Technik dafür.
Mittel zum Lösen des Problems
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verbundplattierungsmaterial bereitgestellt, umfassend:

ein Basismaterial, und
eine Verbundplattierungsschicht auf dem Basismaterial,
wobei die Verbundplattierungsschicht ein Verbundmaterial umfasst, das Kohlenstoffteilchen und Sb in einer Ag-Schicht umfasst, wobei der Kohlenstoffgehalt 6,0 Massen-% oder mehr beträgt und der Sb-Gehalt 0,5 Massen-% oder mehr beträgt.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird das Verbundplattierungsmaterial des ersten Aspekts bereitgestellt, wobei der Prozentsatz, der durch die Kohlenstoffteilchen auf der Oberfläche der Verbundplattierungsschicht eingenommen wird, 15 bis 80 % bezogen auf den Flächenanteil beträgt.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird das Verbundplattierungsmaterial des ersten oder zweiten Aspekts bereitgestellt, wobei die Vickers-Oberflächenhärte HV des Verbundplattierungsmaterials 150 oder mehr beträgt.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird das Verbundplattierungsmaterial von einem des ersten bis dritten Aspekts bereitgestellt, wobei der arithmetische Oberflächenmittenrauwert Ra der Verbundplattierungsschicht 0,3 µm oder mehr beträgt.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird das Verbundplattierungsmaterial von einem des ersten bis vierten Aspekts bereitgestellt, wobei die Kristallitgröße der Verbundplattierungsschicht 40 nm oder weniger beträgt.
Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird das Verbundplattierungsmaterial von einem des ersten bis fünften Aspekts bereitgestellt, wobei der Kohlenstoffgehalt in der Verbundplattierungsschicht 30 Massen-% oder weniger beträgt und der Sb-Gehalt 5 Massen-% oder weniger beträgt.
Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird das Verbundplattierungsmaterial von einem des ersten bis sechsten Aspekts bereitgestellt, wobei das Basismaterial Kupfer oder eine Kupferlegierung ist.
Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird das Verbundplattierungsmaterial von einem des ersten bis siebten Aspekts bereitgestellt, wobei zwischen dem Basismaterial und der Verbundplattierungsschicht eine Basisplattierungsschicht bereitgestellt ist.
Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird das Verbundplattierungsmaterial von einem des ersten bis achten Aspekts bereitgestellt, wobei die Basisplattierungsschicht mindestens eine Schicht umfasst, die aus einer Ni-Plattierungsschicht und einer Cu-Plattierungsschicht ausgewählt ist.
Gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundplattierungsmaterials bereitgestellt, umfassend:

Durchführen eines Galvanisierens unter Verwendung einer Verbundplattierungslösung, in der Kohlenstoffteilchen einer Ag-Plattierungslösung, die Sb enthält, zugesetzt sind, wodurch eine Verbundplattierungsschicht auf einem Basismaterial gebildet wird, wobei die Verbundplattierungsschicht ein Verbundmaterial umfasst, das Kohlenstoffteilchen und Sb in einer Ag-Schicht umfasst, wobei der Kohlenstoffgehalt 6,0 Massen-% oder mehr beträgt und der Sb-Gehalt 0,5 Massen-% oder mehr beträgt.

Gemäß einem elften Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird das Verfahren zur Herstellung eines Verbundplattierungsmaterials des zehnten Aspekts bereitgestellt, wobei der Prozentsatz, der durch die Kohlenstoffteilchen auf einer Oberfläche der Verbundplattierungsschicht eingenommen wird, 15 bis 80 % bezogen auf einen Flächenanteil beträgt.
Gemäß einem zwölften Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird das Verfahren zur Herstellung eines Verbundplattierungsmaterials des zehnten oder elften Aspekts bereitgestellt, wobei eine Rührdrehzahl für die Verbundplattierungslösung bei der Bildung der Verbundplattierungsschicht 400 U/min oder weniger beträgt.
Gemäß einem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird das Verfahren zur Herstellung eines Verbundplattierungsmaterials von einem des zehnten bis zwölften Aspekts bereitgestellt, wobei die Stromdichte des Galvanisierens 4 A/dm² oder mehr beträgt.
Gemäß einem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird das Verfahren zur Herstellung eines Verbundplattierungsmaterials von einem des zehnten bis dreizehnten Aspekts bereitgestellt, wobei die Kohlenstoffteilchen Kohlenstoffteilchen sind, die einer Oxidationsbehandlung unterzogen worden sind.
Gemäß einem fünfzehnten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird das Verfahren zur Herstellung eines Verbundplattierungsmaterials von einem des zehnten bis vierzehnten Aspekts bereitgestellt, wobei auf dem Basismaterial vor dem Bilden der Verbundplattierungsschicht eine Basisplattierungsschicht ausgebildet wird.
Gemäß einem sechzehnten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird das Verfahren zur Herstellung eines Verbundplattierungsmaterials des fünfzehnten Aspekts bereitgestellt, wobei die Basisplattierungsschicht mindestens eine Schicht umfasst, die aus einer Ni-Plattierungsschicht und einer Cu-Plattierungsschicht ausgewählt ist.
Vorteil der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden ein Verbundplattierungsmaterial mit einer hohen Verschleißbeständigkeit, ein Verfahren zu dessen Herstellung und eine entsprechende Technik bereitgestellt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Ausführungsform wird nachstehend beschrieben. In der vorliegenden Beschreibung bezieht sich „...bis..." auf einen vorgegebenen Zahlenwert oder mehr und einen vorgegebenen Zahlenwert oder weniger.
(Verbundplattierungsmaterial)
In einem Verbundplattierungsmaterial gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Verbundplattierungsschicht auf einem Basismaterial ausgebildet, wobei die Verbundplattierungsschicht ein Verbundmaterial umfasst, das Kohlenstoffteilchen und Sb in einer Ag-Schicht umfasst. In der Verbundplattierungsschicht beträgt der Kohlenstoffgehalt 6,0 Massen-% oder mehr und der Sb-Gehalt beträgt 0,5 Massen-% oder mehr.
Durch diesen Aufbau kann das Verbundplattierungsmaterial der vorliegenden Erfindung die Verschleißbeständigkeit verglichen mit einem Verbundplattierungsmaterial, bei dem eine Verbundplattierungsschicht auf einem Basismaterial bereitgestellt ist, wobei die Verbundplattierungsschicht ein Verbundmaterial umfasst, das Kohlenstoffteilchen (die kein Sb enthalten) in einer Ag-Schicht enthält, und einem Verbundplattierungsmaterial, in dem eine Verbundplattierungsschicht auf einem Basismaterial bereitgestellt ist, wobei die Verbundplattierungsschicht Sb (das keine Kohlenstoffteilchen enthält) in einer Ag-Schicht umfasst, sehr stark verbessern (bezüglich Details vgl. den später beschriebenen Abschnitt der Beispiele).
Der Kohlenstoffgehalt in der Verbundplattierungsschicht beträgt 6,0 Massen-% oder mehr (vorzugsweise 7 Massen-% oder mehr, mehr bevorzugt 8 Massen-% oder mehr). Wenn er weniger als der vorstehende Gehalt beträgt, ist die Verbesserung der Verschleißbeständigkeitseigenschaften unzureichend. Da ferner keine signifikante Verbesserung der Verschleißbeständigkeit festgestellt wird, selbst wenn eine große Menge von Kohlenstoffteilchen enthalten ist, kann der Kohlenstoffgehalt 30 Massen-% oder weniger betragen.
Der Gehalt von Sb in der Verbundplattierungsschicht beträgt 0,5 Massen-% oder mehr (vorzugsweise 1,0 Massen-% oder mehr, mehr bevorzugt 1,5 Massen-% oder mehr und 5 Massen-% oder 3 Massen-% als ein Beispiel für eine Obergrenze). Dadurch wird die Härte der Verbundplattierungsschicht (Material) verbessert.
Der Gehalt von Kohlenstoff und Sb in der Verbundplattierungsschicht wird durch Messen einer Oberfläche der Verbundplattierungsschicht durch eine energiedispersive Röntgenanalyse unter Verwendung eines energiedispersiven Röntgenanalysegeräts, das an einem Rasterelektronenmikroskop angebracht ist, erhalten.
Die Verbundplattierungsschicht, die ein Verbundplattierungsmaterial umfasst, das auf einem Basismaterial bereitgestellt ist, weist einen großen Kohlenstoffgehalt und eine große Menge von Kohlenstoffteilchen auf der Oberfläche auf, und sie weist eine hervorragende Verschleißbeständigkeit auf. Die Kohlenstoffteilchen auf der Oberfläche können als „ein Prozentsatz, der durch die Kohlenstoffteilchen auf der Oberfläche der Verbundplattierungsschicht eingenommen wird, beträgt 15 bis 80 % (mehr bevorzugt 18 % oder mehr und weniger als 60 %) bezogen auf einen Flächenanteil“ angegeben werden. Die Definition (Mess- und Berechnungsverfahren) des Flächenanteils, welcher der Prozentsatz ist, der durch die Kohlenstoffteilchen auf der Oberfläche eingenommen wird, wird in dem später beschriebenen Abschnitt der Beispiele beschrieben.
Die Vickers-Härte HV des Verbundplattierungsmaterials beträgt vorzugsweise 150 oder mehr. Die Definition (Messverfahren) der Vickers-Härte HV wird in dem später beschriebenen Abschnitt der Beispiele beschrieben.
Der arithmetische Oberflächenmittenrauwert Ra der Verbundplattierungsschicht beträgt unter Berücksichtigung eines Grads, zu dem es wahrscheinlich ist, dass die Kohlenstoffteilchen in der Verbundplattierungsschicht verhakt werden, vorzugsweise 0,3 µm oder mehr. Der arithmetische Oberflächenmittenrauwert Ra beträgt vorzugsweise 10 µm oder weniger, mehr bevorzugt 8 µm oder weniger. Die Definition (Messverfahren) des arithmetischen Oberflächenmittenrauwerts Ra wird in dem später beschriebenen Abschnitt der Beispiele beschrieben.
Die Kristallitgröße der Verbundplattierungsschicht beträgt vorzugsweise 40 nm oder weniger. Die Definition (Messverfahren) der Kristallitgröße wird in dem später beschriebenen Abschnitt der Beispiele beschrieben.
Eine Basisplattierungsschicht kann zwischen dem Basismaterial und der Verbundplattierungsschicht ausgebildet sein. Ferner umfasst die Basisplattierungsschicht vorzugsweise mindestens eine Schicht, ausgewählt aus einer Ni-Plattierungsschicht und einer Cu-Plattierungsschicht.
Das Basismaterial ist nicht beschränkt, jedoch ist das Basismaterial vorzugsweise Kupfer oder eine Kupferlegierung.
Es ist bevorzugt, dass das Verhältnis der Massen-% von Ag, der Massen-% von Sb und der Massen-% von Kohlenstoff in der Verbundplattierungsschicht 93,5 : 0,5 : 6 bis 65 : 5 : 30 beträgt, da dann nicht nur die Verschleißbeständigkeit, sondern auch andere Eigenschaften verbessert werden können. D.h., in der Verbundplattierungsschicht werden die Massen-% von Ag vorzugsweise zwischen 65 und 93,5 Massen-% eingestellt und die Massen-% von Sb werden vorzugsweise zwischen 0,5 und 5 Massen-% eingestellt und die Massen-% von Kohlenstoff werden vorzugsweise zwischen 6 und 30 Massen-% eingestellt.
Ferner beträgt die Dicke der Verbundplattierungsschicht vorzugsweise 0,5 bis 25 µm, mehr bevorzugt 1 bis 20 µm. Innerhalb des vorstehenden Bereichs kann eine ausreichende Verschleißbeständigkeit sichergestellt werden und die Herstellungseffizienz ist ebenfalls gut. Die Definition (Messverfahren) der Dicke der Verbundplattierungsschicht wird in dem später beschriebenen Abschnitt der Beispiele beschrieben.
(Verfahren zur Herstellung eines Verbundplattierungsmaterials)
Als eine Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines Verbundplattierungsmaterials der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundplattierungsmaterials bereitgestellt, umfassend: Durchführen eines Galvanisierens unter Verwendung einer Verbundplattierungslösung, in der Kohlenstoffteilchen einer Ag-Plattierungslösung (Ag-Legierung-Plattierungslösung), die Sb enthält, zugesetzt sind, wodurch eine Verbundplattierungsschicht auf einem Basismaterial gebildet wird, wobei die Verbundplattierungsschicht ein Verbundmaterial umfasst, das Kohlenstoffteilchen und Sb in einer Ag-Schicht umfasst, wobei der Kohlenstoffgehalt 6,0 Massen-% oder mehr beträgt und der Sb-Gehalt 0,5 Massen-% oder mehr beträgt.
Die Ag-Plattierungslösung kann ein sogenanntes Cyanbad sein, das Cyanid enthält. Wie hier verwendet, ist „Cyan“ ein allgemeiner Begriff für Substanzen, die Cyanidionen aufweisen.
Als ein Beispiel für die Ag-Plattierungslösung kann ein Plattierungsbad verwendet werden, das 50 bis 150 g/L Natriumsilbercyanid, 150 bis 450 g/L Natriumcyanid und 3 bis 20 g/L Diantimontrioxid (Sb) umfasst. Antimonkaliumtartrat, usw., kann anstatt des Diantimontrioxids verwendet werden.
Ferner kann eine Ag-Plattierungslösung verwendet werden, die eine Selenkonzentration von 5 bis 15 mg/L und ein Massenverhältnis von Silber zu freiem Cyan von 0,9 bis 1,8 aufweist.
Bei der Bildung der Verbundplattierungsschicht auf dem Basismaterial durch Galvanisieren wird eine Verbundplattierungslösung verwendet, in der Kohlenstoffteilchen der Ag-Plattierungslösung zugesetzt sind. Die Flüssigkeitstemperatur der Verbundplattierungslösung bei der Durchführung des Galvanisierens zur Bildung der Verbundplattierungsschicht auf dem Basismaterial beträgt vorzugsweise 10 bis 40 °C, mehr bevorzugt 15 bis 30 °C.
Ferner ist es bevorzugt, das Verbundplattierungsmaterial bei einer Bedingung zu bilden, bei welcher der Prozentsatz, der durch die Kohlenstoffatome auf der Oberfläche der Verbundplattierungsschicht eingenommen wird, 15 bis 80 % bezogen auf einen Flächenanteil beträgt.
Die Rührdrehzahl für die Verbundplattierungslösung bei der Bildung der Verbundplattierungsschicht beträgt vorzugsweise 400 U/min oder weniger und die Stromdichte bei der Bildung der Verbundplattierungsschicht durch Galvanisieren beträgt vorzugsweise 4 A/dm² oder mehr.
Die Rührdrehzahl für die Verbundplattierungslösung während des Galvanisierens kann abhängig von dem verwendeten Gerät bzw. der verwendeten Vorrichtung zweckmäßig eingestellt werden. Es wird jedoch davon ausgegangen, dass durch Einstellen eines niedrigen Werts als die Rührdrehzahl die Oberflächenrauheit der Verbundplattierungsschicht erhöht wird und die Kohlenstoffteilchen in der Verbundplattierungsschicht leicht verhakt werden. Ein geeigneter Bereich der Rührdrehzahl variiert abhängig von dem verwendeten Gerät bzw. der verwendeten Vorrichtung und beträgt im Allgemeinen (vorzugsweise weniger als) 400 U/min oder weniger (insbesondere in dem Fall eines Rührers (Kreuzrührers), der in dem später beschriebenen Abschnitt der Beispiele beschrieben wird).
Die Stromdichte während des Galvanisierens beträgt vorzugsweise 4 A/dm² oder mehr, mehr bevorzugt 4 bis 10 A/dm². Es wird davon ausgegangen, dass aufgrund dieser Einstellungen die Oberflächenrauheit der Verbundplattierungsschicht erhöht wird und die Kohlenstoffteilchen in der Verbundplattierungsschicht leicht verhakt werden.
Die Konzentration der Kohlenstoffteilchen in der Verbundplattierungslösung beträgt vorzugsweise 10 bis 200 g/L, mehr bevorzugt 20 bis 80 g/L. Wenn sie 10 g/L oder mehr beträgt, ist die Menge der zuzumischenden Kohlenstoffteilchen zweckmäßig, und selbst wenn eine Menge zugesetzt wird, die 200 g/L übersteigt, nehmen die Kohlenstoffteilchen in der Verbundplattierungsschicht kaum zu.
Ferner können, wenn das Verhältnis der Konzentration von Ag, der Konzentration von Sb und der Konzentration der Kohlenstoffteilchen in der Verbundplattierungslösung 10 : 1 : 5 bis 40 : 1 : 30 beträgt, wie es in dem später beschriebenen Abschnitt der Beispiele beschrieben wird, nicht nur die Verschleißbeständigkeit, sondern auch andere Eigenschaften verbessert werden, was bevorzugt ist. D.h., in der Verbundplattierungslösung wird dann, wenn die Konzentration von Sb 1 ist, die Konzentration von Ag vorzugsweise zwischen dem 10- und 40-fachen dieser Konzentration eingestellt. Ferner wird dann, wenn die Konzentration von Sb 1 ist, die Konzentration der Kohlenstoffteilchen vorzugsweise zwischen dem 5- und 30-fachen dieser Konzentration eingestellt.
Es ist bevorzugt, dass die Kohlenstoffteilchen Kohlenstoffteilchen sind, die einer Oxidationsbehandlung unterzogen worden sind. D.h., es ist bevorzugt, eine Oxidationsbehandlung der Kohlenstoffteilchen (zum Entfernen von organischen Substanzen von den Kohlenstoffteilchen) vor dem Zusetzen der Kohlenstoffteilchen durchzuführen.
Durch Zusetzen von oxidierten Kohlenstoffteilchen zu der Plattierungslösung auf diese Weise kann eine Plattierungslösung erhalten werden, bei der Kohlenstoffteilchen beim Plattieren gut dispergiert werden, ohne ein Zusatzmaterial, wie z.B. ein Dispergiermittel, zu verwenden und ohne die Oberfläche der Kohlenstoffteilchen zu beschichten. Durch Durchführen eines Galvanisierens unter Verwendung dieser Verbundplattierungslösung wird eine Verbundplattierungsschicht auf dem Basismaterial gebildet, wobei die Verbundplattierungsschicht ein Verbundmaterial umfasst, das Kohlenstoffteilchen und Sb in der Ag-Schicht umfasst.
Ferner kann eine Basisplattierungsschicht auf dem Basismaterial gebildet werden, bevor die Verbundplattierungsschicht auf dem Basismaterial gebildet wird. Es ist bevorzugt, als die Basisplattierungsschicht eine Basisplattierung zu bilden, die mindestens eine Plattierung, ausgewählt aus beispielsweise einer Ni-Plattierung und einer Cu-Plattierung, umfasst. Die Ni- und Cu-Basisplattierung kann zur Bildung einer Mehrzahl von Schichten laminiert werden. Als spezifisches Verfahren zur Bildung der Ni-Plattierung und der Cu-Plattierung kann ein bekanntes Verfahren eingesetzt werden.
Ferner können, wie es in [0021] von Patentdokument 2 beschrieben ist, der Verbundplattierungslösung zusätzlich zu den Kohlenstoffteilchen, die der Oxidationsbehandlung unterzogen worden sind, ein Silbermatrixausrichtungsmodifiziermittel, ein Aufheller, usw., zugesetzt werden. Das Silbermatrixausrichtungsmodifiziermittel und der Aufheller enthalten vorzugsweise Selen (Se)-Ionen und können als Kaliumselenocyanat (KSeCN) zugesetzt werden. Ferner kann die Konzentration von Se in der Verbundplattierungslösung 1 bis 48 mg/L betragen.
Andererseits ist es, wie es in dem später beschriebenen Abschnitt der Beispiele beschrieben ist, in dem Fall der vorliegenden Ausführungsform ebenfalls eines der technischen Merkmale der vorliegenden Erfindung, dass gute Prüfergebnisse für die Härte erhalten werden können, ohne dass das Silbermatrixausrichtungsmodifiziermittel zugesetzt wird (d.h., in der Verbundplattierungsschicht liegt im Wesentlichen kein Selen vor (Se ≤ 10 ppm)). Ob das Silbermatrixausrichtungsmodifiziermittel zugesetzt wird oder nicht, kann abhängig von der Art der Plattierungslösung festgelegt werden.
Der technische Umfang der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt und umfasst verschiedene Modifizierungen und Verbesserungen, solange die spezifischen Effekte, die durch die grundlegenden Erfordernisse der Erfindung und deren Kombination erhalten werden, bereitgestellt werden können.
Beispielsweise ist die Tatsache, dass ein harter Film durch Zusetzen eines Elements, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Sn, In und Te, zu der Plattierungslösung erhalten werden kann, in der Veröffentlichung „Surface Technology, Band 70, Nr. 9, 2019“, Seite 428, „Progress of Precious Metal Plating Technique“, beschrieben.
Ferner kann beispielsweise, wie es in dem später beschriebenen Abschnitt der Beispiele gezeigt ist, zur Verbesserung der Haftung der Verbundplattierungsschicht eine Ag-Haftplattierung auf das Basismaterial vor dem Bilden der Verbundplattierungsschicht aufgebracht werden. Für diese Ag-Haftplattierung kann ein bekanntes Verfahren eingesetzt werden, das eine Ag-Haftplattierung betrifft, das in [0024] von Patentdokument 1 und [0033] von Patentdokument 2 beschrieben ist. Zum Unterscheiden der Verbundplattierung, die in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben ist, von einer Ag-Haftplattierung, wird die Verbundplattierung (-sschicht) der vorliegenden Ausführungsform auch als „Hauptplattierung (-sschicht)“ bezeichnet.
Ferner kann die Basisplattierungsschicht vor der Haftplattierung gebildet werden. Die Basisplattierungsschicht ist nicht beschränkt, jedoch ist eine Basisplattierung akzeptabel, die beispielsweise mindestens eine Plattierung, die aus einer Ni-Plattierung und einer Cu-Plattierung ausgewählt ist, umfasst. Die Ni- und Cu-Basisplattierung kann zur Bildung einer Mehrzahl von Schichten laminiert werden. Als spezifisches Verfahren zur Bildung der Ni-Plattierung und der Cu-Plattierung kann ein bekanntes Verfahren eingesetzt werden.
Ferner zeigt sich ein technisches Konzept der vorliegenden Erfindung bei der Verbundplattierungslösung, die eine Basis der vorstehend beschriebenen Verbundplattierungsschicht ist, und die Verbundplattierungslösung selbst erfüllt die vorliegende Erfindung. Spezifische Konfigurationen und geeignete Beispiele der Verbundplattierungslösung sind derart, wie es vorstehend beschrieben ist.
Beispiele
Als nächstes wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Beispiele spezifisch beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt. Die Inhalte, die nachstehend nicht beschrieben sind, sind mit den Inhalten identisch, die in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben sind.
[Beispiel 1]
80 g schuppenartige Graphitteilchen (natürlicher Graphit J-CPB, hergestellt von Nippon Graphite Industry Co., Ltd.) mit einer Hauptachse von 5 µm wurden als Kohlenstoffteilchen 1,4 L reinem Wasser zugesetzt und die Temperatur dieser Mischlösung wurde unter Rühren auf 50 °C erhöht. Als nächstes wurden 0,6 L einer wässrigen Lösung, die 27 g Kaliumpersulfat als Oxidationsmittel enthält, allmählich tropfenweise dieser Mischlösung zugesetzt, worauf für eine Oxidationsbehandlung 2 Stunden gerührt wurde, worauf mit einem Filtrierpapier filtriert wurde und ein Waschen mit Wasser durchgeführt wurde. Durch die vorstehende Oxidationsbehandlung wurden Kohlenstoffteilchen hergestellt, von denen anhaftende hydrophobe Substanzen, wie z.B. Kohlenwasserstoffe, entfernt worden sind.
Ferner wurde ein Kupferlegierungsblech mit einer Dicke von 0,2 mm (ein Kupferlegierungsblech, das 1,0 Massen-% Ni, 0,9 Massen-% Sn und 0,05 Massen-% P und Cu als Rest enthält) (NB109 EH, hergestellt von DOWA Metal Tech Co., Ltd.) als Basismaterial hergestellt und dieses Basismaterial wurde in eine Ag-Haftplattierungslösung (Cyanbad) eingetaucht, die 3 g/L Kaliumsilbercyanid und 90 g/L Kaliumcyanid enthält, und ein Galvanisieren (Ag-Haftplattierung) wurde durchgeführt, wobei das Basismaterial als Kathode verwendet wurde und ein Titan-Platin-Netzelektrodenblech (Platin-plattiertes Titannetzmaterial) als eine Anode verwendet wurde, wobei die Flüssigkeitstemperatur auf 25 °C eingestellt wurde, die Stromdichte auf 5 A/dm² eingestellt wurde und die Plattierungszeit auf 30 Sekunden eingestellt wurde.
Ferner wurden 30 g/L Kohlenstoffteilchen, die der Oxidationsbehandlung unterzogen worden sind, einer Ag-Sb-Legierung-Plattierungslösung auf Cyan-Basis zugesetzt, die 10 Massen-% Kaliumsilbercyanid, 30 Massen-% Natriumcyanid und 50 mL/L Nissin Bright N (Aufheller, enthält 6 Massen-% Diantimontrioxid) (hergestellt von NISSHIN & CO., LTD.) enthält, so dass eine Verbundplattierungslösung hergestellt wird, die Sb und Kohlenstoffteilchen in der Ag-Schicht enthält. Die Ag-Konzentration und die Antimon (Sb)-Konzentration in der Verbundplattierungslösung betrugen 60 g/L bzw. 2,5 g/L.
Das Basismaterial wird in die Verbundplattierungslösung eingetaucht, wobei das Basismaterial mit der Ag-Haftplattierung als Kathode verwendet wird und ein Ag-Elektrodenblech als Anode verwendet wird, und ein Galvanisieren (Verbundplattierung (Hauptplattierung)) wurde durchgeführt, wobei die Flüssigkeitstemperatur auf 18 °C eingestellt wurde, die Rührdrehzahl auf 250 U/min eingestellt wurde, die Stromdichte auf 5 A/dm² eingestellt wurde und die Plattierungszeit auf 250 s eingestellt wurde, und eine 3,8 µm dicke Verbundplattierungsschicht wurde auf dem Basismaterial ausgebildet, wobei die Ag-Haftplattierungsschicht dazwischen angeordnet war, worauf ein Waschen mit Wasser für 15 Sekunden und ein Trocknen mit einem Trockner durchgeführt wurden, so dass ein Verbundplattierungsmaterial hergestellt wurde. Die Verbundplattierungslösung (1 L) wurde zur Herstellung eines Plattierungsbads in einen Becher mit einem Volumen von 1 L und einem Durchmesser von 110 mm eingebracht und der Magnetrührer REXIM RS-1DN von AS ONE (ein Kreuzrührer mit einer Breite von 38,1 mm und einer Höhe von 15,8 mm) wurde zum Rühren verwendet.
Die „Dicke der Verbundplattierungsschicht“ wurde durch Messen eines Bereichs mit einem Durchmesser von 1,0 mm in der Mitte einer Probe unter Verwendung eines Röntgenfluoreszenz-Filmdickenmessgeräts (FT9450, hergestellt von Hitachi High-Tech Science Corporation) erhalten.
Die „Massen-% Sb“ und die „Massen-% C“ wurden durch eine 1000-fache Vergrößerung bei einer Beschleunigungsspannung von 15 kV unter Verwendung eines Tischmikroskops, das ein Elektronenmikroskop (TM4000 Plus, hergestellt von Hitachi High-Technologies Corporation) ist, untersucht und in diesem Untersuchungsbereich wurden eine Menge von Sb (Massen-%) und eine Menge von C (Massen-%), die durch eine EDX-Analyse unter Verwendung eines energiedispersiven Röntgenanalysegeräts (AztecOne, hergestellt von Oxford), das an dem Tischmikroskop angebracht ist, gemessen wurden, als Sb-Gehalt und als Kohlenstoffgehalt in der Verbundplattierungsschicht festgelegt.
Der „arithmetische Oberflächenmittenrauwert Ra der Verbundplattierungsschicht“ wurde auf der Basis von JIS B0601 (2001) durch 1000-faches Vergrößern der Oberfläche unter Verwendung eines Lasermikroskops (VK-X100, hergestellt von KEYENCE CORPORATION) gemessen.
Die „Vickers-Oberflächenhärte HV der Verbundplattierungsschicht“ wurde auf der Basis von JIS Z2244 durch Ausüben einer Belastung von 0,1 N für 15 Sekunden unter Verwendung eines Mikrohärtemessgeräts (HM221, hergestellt von Mitutoyo Co., Ltd.) gemessen und der Durchschnittswert von drei Messungen wurde verwendet.
Bezüglich der „Kristallitgröße der Verbundplattierungsschicht“ wurde die Oberfläche der Verbundplattierungsschicht unter Verwendung eines „D2Phaser2nd Generation“ von Bruker einer Röntgenbeugung (CuKα-Strahlen-Röhre, Röhrenspannung 30 kV, Röhrenstrom 10 mA) unterzogen und von erfassten Peaks auf (111)- und (222)-Ebenen von Ag wurde unter Verwendung der Analysesoftware PDXL von Rigaku eine Halbwertsbreite (FWHM = Halbwertsbreite) erhalten und eine Kristallitgröße wurde aus der Scherrer-Gleichung berechnet. Zum Vermindern einer Ausrichtung aufgrund der Kristallebenen wurde ein Wert, der durch eine Durchschnittsbildung der Kristallitgrößen der (111)-Ebene und der (222)-Ebene von Ag erhalten wurde, als die Kristallitgröße der Verbundplattierung verwendet.
Die Scherrer-Gleichung ist wie folgt. $D = K \cdot λ/β \cdot cos θ$
D: Kristallitgröße
K: Die Scherrer-Konstante beträgt 0,9, da eine Halbwertsbreite verwendet wird.
λ: Die Röntgenwellenlänge beträgt 1,54 Å, da es sich bei den Röntgenstrahlen um CuKα-Strahlen handelt.
β: Halbwertsbreite (FWHM) (rad)
θ: Messwinkel (Grad)
Der „Kohlenstoff-Flächenanteil auf der Oberfläche der Verbundplattierungsschicht“ wurde durch Untersuchen der Oberfläche der Verbundplattierungsschicht erhalten. Insbesondere wurde ein reflektierte Elektronen-Zusammensetzung (COMPO)-Bild mit 1000-facher Vergrößerung bei einer Beschleunigungsspannung von 5 kV unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Tischmikroskops TM4000 Plus (hergestellt von Hitachi High-Technologies Corporation) unter Verwendung von GIMP 2.10.10. (Bildanalysesoftware) binärisiert und der durch Kohlenstoff eingenommene Flächenanteil wurde berechnet. Insbesondere wird, wenn in allen Pixeln die größte Helligkeit 255 beträgt und die geringste Helligkeit 0 beträgt, eine Abstufung so binärisiert, dass die Pixel mit einer Helligkeit von 127 oder weniger schwarz sind und die Pixel mit einer Helligkeit von mehr als 127 weiß sind, und das Verhältnis Y/X der Anzahl von Pixeln Y der Kohlenstoffteilchen in Bezug auf die Anzahl von Pixeln X eines gesamten Bilds wurde als Kohlenstoff-Flächenanteil (%) auf der Oberfläche berechnet.
Bezüglich der „Reflexionsdichte auf der Oberfläche der Verbundplattierungsschicht“ wurde die Reflexionsdichte visuell und unter Verwendung des Reflexionsdensitometers RD-918, das von Gretag Macbeth hergestellt wird, gemessen. Die auftretenden Farben und die Messwerte sind in der Tabelle 1 angegeben. In dem Fall dieses Prüfbeispiels ist die Reflexionsdichte gut, wenn der Glanz silber ist. Ein Zahlenwert ist das Verhältnis der Dichte, die von einfallendem Licht erhalten wird, und der Dichte, die von reflektiertem Licht erhalten wird, und beträgt vorzugsweise 0,7 oder mehr.
Die „Verschleißbeständigkeit“ wurde durch ein Gleitprüfgerät (CRS-G2050-DWA) gemessen, das von Yamasaki Seiki Laboratory hergestellt wird.
Als Eindringkörper, der über ein flaches, plattenförmiges Verbundplattierungsmaterial (Bewertungsprobe) von Beispiel 1 gleiten gelassen werden soll, wurde ein Eindringkörper mit einer Ag-Sb-Plattierungsschicht mit einer Dicke von 20 µm, die unter Verwendung einer Ag-Sb-Legierung-Plattierungslösung von Vergleichsbeispiel 2 gebildet worden ist, das später beschrieben wird, nach dem Pressen (einem sogenannten Eindringvorgang) des Kupferlegierungsblechs mit einem Innendurchmesser von 1,0 mm als Eindringkörper mit einer spitzen Form verwendet. Dieser Eindringkörper wurde mit dem vorstehend genannten Gleitprüfgerät verwendet und ein Gleiten wurde auf dem Verbundplattierungsmaterial von Beispiel 1 bei einer Kontaktbelastung von 2 N, einer Gleitgeschwindigkeit von 3 mm/s und einer Gleitdistanz von 10 mm durchgeführt, bis 1000 Vor- und Zurückbewegungen durchgeführt worden sind oder bis das Basismaterial freilag.
Die Dicke der Verbundplattierungsschicht nach der Gleitprüfung wurde mit dem gleichen Verfahren wie die vorstehend genannte „Dicke der Verbundplattierungsschicht“ gemessen, mit der Ausnahme, dass ein Messbereich innerhalb eines Bereichs mit einem Durchmesser von 0,1 mm in der Mitte einer Gleitmarkierung (Abtragungsteil) lag. Das Ausmaß des Abtragens ist die Differenz der Dicke der Verbundplattierungsschicht vor und nach der Gleitprüfung und wenn das Ausmaß des Abtragens 1 µm oder weniger beträgt, wird davon ausgegangen, dass die Verbundplattierungsschicht eine hervorragende Verschleißbeständigkeit aufweist.
Zum Erhalten eines durchschnittlichen „Reibungskoeffizienten“ in der vorstehend beschriebenen Gleitprüfung wurde die Kraft (F), die in einer horizontalen Richtung ausgeübt wird, wenn eine Bewegung bis zur Hälfte einer Gleitdistanz eines auswärts gerichteten Wegs während eines Hin- und Hergleitens durchgeführt wird, gemessen und der Reibungskoeffizient wurde aus µ (Reibungskoeffizient) = F/N (N ist eine senkrechte Kraft von 2 N) berechnet und der Reibungskoeffizient wurde 1000 Mal oder jedesmal bis zum Freiliegen des Basismaterials bestimmt, so dass ein Durchschnittswert als durchschnittlicher Reibungskoeffizient erhalten wurde. Ein durchschnittlicher Reibungskoeffizient von 0,5 oder weniger wurde als gut erachtet.
Zum Erhalten eines „durchschnittlichen Kontaktwiderstands (Kontaktzuverlässigkeit)“ in der vorstehend beschriebenen Gleitprüfung wurde der Kontaktwiderstand, wenn eine Bewegung bis zur Hälfte der Gleitdistanz des auswärts gerichteten Wegs während eines Hin- und Hergleitens durchgeführt wird, 1000 Mal oder jedesmal bis zum Freiliegen des Basismaterials gemessen, so dass ein Durchschnitt des Kontaktwiderstands als durchschnittlicher Kontaktwiderstand erhalten wird. Ein Kontaktwiderstand von 3 mΩ oder weniger wird bezüglich der Kontaktzuverlässigkeit als gut erachtet.
Die Kratzfestigkeit wurde wie folgt untersucht. Das Verbundplattierungsmaterial von Beispiel 1 wurde einer Kratzprüfung unter Verwendung eines Revestest-RST unterzogen, das von CSM Instruments hergestellt wird. Als Eindringkörper wurde ein Nanotech-Diamanteindringkörper (R = 0,2 mm, 120° konische Form) verwendet, und eine Distanz von 10 mm wurde verkratzt. Dann wurde das Verbundplattierungsmaterial nach der Kratzprüfung mit einem Lasermikroskop (ähnlich demjenigen, das bezüglich des „arithmetischen Oberflächenmittenrauwerts Ra der Verbundplattierungsschicht“ verwendet wurde) untersucht und eine Linienrauheit an einer Stelle, bei der eine eingestellte Belastung ausgeübt wurde, d.h., an einem Ende einer Kratzmarkierung (eine Breite von 1 cm senkrecht zu einer Längsrichtung der Kratzmarkierung, die am Ende der Kratzmarkierung zentriert ist, d.h., am Ende der Kratzmarkierung in einer Kratzrichtung), wurde gemessen, so dass eine maximale Taltiefe Rv erhalten wurde. Wenn die Dicke der Verbundplattierungsschicht größer ist als die maximale Taltiefe Rv der Kratzmarkierung (d.h., wenn die Verbundplattierungsschicht nach der Prüfung verblieben ist), wird das Verbundplattierungsmaterial als kratzfest erachtet.
Die Belastung wurde so eingestellt, dass sie nach dem Bewegen um eine Distanz von 10 mm bis zu einer Endbelastung erhöht wurde, wobei die Anfangsbelastung auf 1 (N) eingestellt wurde. Ferner wurde die Endbelastung gemäß einer Plattierungsdicke berechnet, so dass Endbelastung/Plattierungsdicke = 1 (N/µm) erfüllt war.
Die folgenden Tabellen fassen die vorstehenden verschiedenen Inhalte zusammen.
Die Tabelle 1 ist eine Tabelle, die den Unterschied eines Produkts zwischen dem Verbundplattierungsmaterial in jedem Beispiel und dem Verbundplattierungsmaterial in jedem Vergleichsbeispiel zusammenfasst.
Die Tabelle 2 ist eine Tabelle, die einen Unterschied eines Verfahrens zur Herstellung eines Verbundplattierungsmaterials zwischen dem Verfahren in jedem Beispiel und dem Verfahren in jedem Vergleichsbeispiel zusammenfasst.

Die Tabelle 3 ist eine Tabelle, die Prüfergebnisse für das Verbundplattierungsmaterial in jedem Beispiel und das Verbundplattierungsmaterial in jedem Vergleichsbeispiel zusammenfasst. [Tabelle 1]

	Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Vgl.-Bsp. 1	Vgl.-Bsp. 2	Vgl.-Bsp. 3	Vgl.-Bsp. 4	Vgl.-Bsp. 5
Dicke der (Verbund-) Plattierungsschicht (µm)	3,8	1,8	18,7	5,1	6,6	4,1	Nicht messbar	5,6
Sb-Gehalt (Massen-%)	2,0	2,2	1,5	1,8	0	2,0	Nicht messbar	0
C-Gehalt (Massen-%)	10,2	11,4	26,9	0	33,5	5,8	Nicht messbar	11,1
Ag-Gehalt (Massen-%)	Restlicher Abschnitt	Restlicher Abschnitt	Restlicher Abschnitt	Restlicher Abschnitt	Restlicher Abschnitt	Restlicher Abschnitt	Nicht messbar	Restlicher Abschnitt
Arithmetischer Oberflächenmittenrauwert (µm)	0,4	1,2	4,6	0,2	1,8	0,1	Nicht messbar	0,2
Vickers-Härte HV	176	189	188	180	70	179	Nicht messbar	92
Kristallitgröße	18 nm	15 nm	25 nm	31 nm	44 nm	21 nm	Nicht messbar	75 nm
Oberflächenkohlenstoff-Flächenanteil (%)	20	21	45	0	60	10	Nicht messbar	61
Aussehen (Reflexionsdichte)	Silber 0,79	Silber 1,08	Silber 1,73	Silber 1,72	Schwarz 0,51	Silber 0,85	Nicht messbar	Weiß 0,25
Vgl.-Bsp. = Vergleichsbeispiel

[Tabelle 2]

	Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Vgl.-Bsp. 1	Vgl.-Bsp. 2	Vgl.-Bsp. 3	Vgl.-Bsp. 4	Vgl.-Bsp. 5
Vorliegen oder Fehlen einer Basisplattierungsschicht	Fehlt	Liegt vor	Fehlt	Fehlt	Fehlt	Fehlt	Fehlt	Fehlt
Art des Plattierunasbads	Cyanbad	Cyanbad	Cyanbad	Cyanbad	Sulfonsäurebad	Cvanbad	Cyanbad	Cyanbad
Vorliegen oder Fehlen von Sb	Liegt vor	Liegt vor	Liegt vor	Liegt vor	Fehlt	Liegt vor	Liegt vor	Fehlt
Vorliegen oder Fehlen von Kohlenstoffteilchen	Liegen vor	Liegen vor	Liegen vor	Fehlen	Liegen vor	Liegen vor	Liegen vor	Liegen vor
Temperatur des Hauptplattierungsbads (°C)	18	18	18	18	25	18	18	18
Rührdrehzahl (U/min)	250	250	250	500	500	500	500	500
Stromdichte (A/dm²)	5	5	5	3	3	3	5	3
Hauptplattierungszeit (Sekunden)	250	100	1000	250	250	250	250	250
Vgl.-Bsp. = Vergleichsbeispiel

[Tabelle 3]

		Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Vgl.-Bsp. 1	Vgl.-Bsp. 2	Vgl.-Bsp. 3	Vgl.-Bsp. 4	Vgl.-Bsp. 5
Dicke der (Verbund-) Plattierungsschicht (µm)		3,8	1,8	18,7	5,1	6,6	4,1	Nicht messbar	5,6
Verschleißbeständigkeit	Freiliegen des Materials Ja oder Nein	Nein	Nein	Nein	Ja, bei 370 Hin- und Herbewegungen	Nein	Ja, bei 836 Hin- und Herbewegungen	Nicht messbar	Nein
	Dicke nach dem Gleiten (µm)	3,5	1,6	18,2	0	4,1	0	Nicht messbar	4,4
	Ausmaß des Abtragens (µm)	0,3	0,2	0,5	5,1	2,5	4,1	Nicht messbar	1,2
Durchschnittlicher Reibungskoeffizient		0,2	0,2	0,2	1,2	0,3	0,2	Nicht messbar	0,3
Durchschnittlicher Kontaktwiderstand (mΩ)		1,9	1,2	2,1	1,0	1,4	1,1	Nicht messbar	0,6
Kratzfestigkeit (maximale Taltiefe Rv der Kratzmarkierung)		1,8 µm bei 5 N	1,4 µm bei 2 N	16,1 µm bei 20 N	0,9 µm bei 5 N	7,3 µm bei 5 N	2,1 µm bei 5 N	Nicht messbar	5,3 µm bei 5 N
Vgl.-Bsp. = Vergleichsbeispiel

[Beispiel 2]
Ein Verbundplattierungsmaterial mit einer Verbundplattierungsschicht mit einer Dicke von 1,8 µm wurde mit dem gleichen Verfahren wie im Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Basismaterial vor dem Bilden der Ag-Haftplattierung als Kathode in ein Ni-Plattierungsbad mit einer Zusammensetzung eingetaucht wurde, die 500 mL/L Nickelsulfamat, 25 g/L Nickelchlorid-hexahydrat und 35 g/L Borsäure umfasst, und ein Ni-Elektrodenblech als Anode verwendet wurde, um eine Ni-Basisplattierung mit einer Dicke von 1 µm auf dem Basismaterial durchzuführen, wobei die Flüssigkeitstemperatur auf 18 °C eingestellt wurde, die Stromdichte auf 4 A/dm² eingestellt wurde, die Plattierungszeit auf 140 Sekunden eingestellt wurde und die Verbundplattierungszeit auf 100 Sekunden eingestellt wurde. Weitere Bedingungen und Bewertungsergebnisse sind derart, wie es in den Tabellen 1 bis 3 gezeigt ist.
[Beispiel 3]
Ein Verbundplattierungsmaterial mit einer Verbundplattierungsschicht mit einer Dicke von 18,7 µm wurde mit dem gleichen Verfahren wie im Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Verbundplattierungszeit 1000 Sekunden betrug. Weitere Bedingungen und Bewertungsergebnisse sind derart, wie es in den Tabellen 1 bis 3 gezeigt ist.
[Vergleichsbeispiel 1]
Ein Plattierungsmaterial mit einer Ag-Sb-Legierung-Plattierungsschicht mit einer Dicke von 5,1 µm wurde mit dem gleichen Verfahren wie im Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass der Ag-Sb-Plattierungslösung keine Graphitteilchen zugesetzt wurden. Weitere Bedingungen, Bewertungsergebnisse, usw., sind derart, wie es in den Tabellen 1 bis 3 gezeigt ist.
[Vergleichsbeispiel 2]
Das gleiche Basismaterial wie im Beispiel 1 wurde hergestellt und ein Sulfonsäurebad (Dain Silver GPE-ST (hergestellt von Daiwa Kasei Co., Ltd.)) mit einer Ag-Konzentration von 3 g/L wurde als eine Ag-Haftplattierungslösung hergestellt und dieses Basismaterial wurde als Kathode in die Ag-Haftplattierungslösung eingetaucht und das Ag-Elektrodenblech wurde als Anode verwendet, um eine Ag-Haftplattierung mit dem Basismaterial durchzuführen, wobei die Stromdichte auf 5 A/dm² eingestellt wurde und die Plattierungszeit auf 30 Sekunden eingestellt wurde.
Nach der Ag-Haftplattierung wurden Kohlenstoffteilchen in einer Konzentration von 30 g/L in die Ag-Plattierungslösung auf Sulfonsäurebasis eingebracht, die Sulfonsäure-Ag und Sulfonsäure mit einer Ag-Konzentration von 30 g/L (Dain Silver GPE-PL (hergestellt von Daiwa Kasei Co., Ltd.)) enthält, und ein Galvanisieren wurde unter Verwendung eines Aghaftplattierten Basismaterials als Kathode und eines Ag-Elektrodenblechs als Anode durchgeführt, wobei die Flüssigkeitstemperatur auf 25 °C eingestellt wurde, die Rührdrehzahl auf 500 U/min eingestellt wurde, die Stromdichte auf 3 A/dm² eingestellt wurde und die Plattierungszeit auf 250 Sekunden eingestellt wurde, um ein Plattierungsmaterial mit einer Ag-Plattierungsschicht mit einer Dicke von 6,6 µm auf dem Basismaterial zu erzeugen, wobei die Ag-Haftplattierungsschicht dazwischen angeordnet war. Weitere Bedingungen, Bewertungsergebnisse, usw., sind derart, wie es in den Tabellen 1 bis 3 gezeigt ist.
[Vergleichsbeispiel 3]
Ein Verbundplattierungsmaterial mit einer Verbundplattierungsschicht mit einer Dicke von 4,1 µm wurde mit dem gleichen Herstellungsverfahren wie im Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Rührdrehzahl 500 U/min betrug und die Stromdichte 3 A/dm² betrug. Weitere Bedingungen, Bewertungsergebnisse, usw., sind derart, wie es in den Tabellen 1 bis 3 gezeigt ist.
[Vergleichsbeispiel 4]
Die Herstellung eines Verbundplattierungsmaterials mit einer Verbundplattierungsschicht wurde mit dem gleichen Herstellungsverfahren wie im Beispiel 1 versucht, mit der Ausnahme, dass die Rührdrehzahl 500 U/min betrug. Die Verbundplattierungsschicht wurde auf dem Basismaterial jedoch in einer körnigen Form abgeschieden und löste sich von dem Basismaterial ab, was zu einem Versagen bei der Bewertung führte. Weitere Bedingungen sind derart, wie es in den Tabellen 1 bis 3 gezeigt ist.
[Vergleichsbeispiel 5]
Ein Plattierungsmaterial mit einer Ag-C-Plattierung mit einer Dicke von 5,6 µm wurde mit dem gleichen Herstellungsverfahren wie im Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass eine Ag-Plattierungslösung (Cyanbad), die 150 g/L Kaliumsilbercyanid, 90 g/L Kaliumcyanid und 3,6 g/L Kaliumcyanidselenat umfasst (d.h., die kein Sb enthält), hergestellt wurde, wobei die Ag-Konzentration auf 80 g/L eingestellt wurde, die Rührdrehzahl auf 500 U/min eingestellt wurde und die Stromdichte auf 3 A/dm² eingestellt wurde. Weitere Bedingungen, Bewertungsergebnisse, usw., sind derart, wie es in den Tabellen 1 bis 3 gezeigt ist.
[Schlussfolgerung]
Wie es in der Tabelle 3 gezeigt ist, zeigte jedes Beispiel gute Ergebnisse bei allen Prüfgegenständen. Gemäß jedem Beispiel wurden eine Verbundplattierungsschicht und ein Verbundplattierungsmaterial mit einer hohen Verschleißbeständigkeit erhalten.
Andererseits wiesen in den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 und 5 die Verbundplattierungsschicht und das Verbundplattierungsmaterial eine schlechte Verschleißbeständigkeit auf. Im Vergleichsbeispiel 4 wurden körnige, durch Strom abgeschiedene Abscheidungen in einem Plattierungsfilm erzeugt und der Plattierungsfilm wurde von einem Basismaterial abgelöst, was zu einem Messversagen führte.
Ferner war der Glanz der Verbundplattierungsschicht in jedem Beispiel gut, wohingegen er in den Vergleichsbeispielen 2 und 5 schlecht war. Ferner war der Reibungskoeffizient im Vergleichsbeispiel 1 relativ hoch. Im Vergleichsbeispiel 2 war die Kratzfestigkeit schlecht.

Claims

Verbundplattierungsmaterial, umfassend: ein Basismaterial, und eine Verbundplattierungsschicht auf dem Basismaterial, wobei die Verbundplattierungsschicht ein Verbundmaterial umfasst, das Kohlenstoffteilchen und Sb in einer Ag-Schicht umfasst, wobei der Kohlenstoffgehalt 6,0 Massen-% oder mehr beträgt und der Sb-Gehalt 0,5 Massen-% oder mehr beträgt.
Verbundplattierungsmaterial nach Anspruch 1, wobei der Prozentsatz, der durch die Kohlenstoffteilchen auf der Oberfläche der Verbundplattierungsschicht eingenommen wird, 15 bis 80 % bezogen auf den Flächenanteil beträgt.
Verbundplattierungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Vickers-Oberflächenhärte HV des Verbundplattierungsmaterials 150 oder mehr beträgt.
Verbundplattierungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der arithmetische Oberflächenmittenrauwert Ra der Verbundplattierungsschicht 0,3 µm oder mehr beträgt.
Verbundplattierungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Kristallitgröße der Verbundplattierungsschicht 40 nm oder weniger beträgt.
Verbundplattierungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Kohlenstoffgehalt und der Sb-Gehalt in der Verbundplattierungsschicht 30 Massen-% oder weniger bzw. 5 Massen-% oder weniger betragen.
Verbundplattierungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Basismaterial Kupfer oder eine Kupferlegierung ist.
Verbundplattierungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei zwischen dem Basismaterial und der Verbundplattierungsschicht eine Basisplattierungsschicht bereitgestellt ist.
Verbundplattierungsmaterial nach Anspruch 8, wobei die Basisplattierungsschicht mindestens eine Schicht umfasst, die aus einer Ni-Plattierungsschicht und einer Cu-Plattierungsschicht ausgewählt ist.
Verfahren zur Herstellung eines Verbundplattierungsmaterials, umfassend: Durchführen eines Galvanisierens unter Verwendung einer Verbundplattierungslösung, in der Kohlenstoffteilchen einer Ag-Plattierungslösung, die Sb enthält, zugesetzt sind, wodurch eine Verbundplattierungsschicht auf einem Basismaterial gebildet wird, wobei die Verbundplattierungsschicht ein Verbundmaterial umfasst, das Kohlenstoffteilchen und Sb in einer Ag-Schicht umfasst, wobei der Kohlenstoffgehalt 6,0 Massen-% oder mehr beträgt und der Sb-Gehalt 0,5 Massen-% oder mehr beträgt.
Verfahren zur Herstellung eines Verbundplattierungsmaterials nach Anspruch 10, wobei der Prozentsatz, der durch die Kohlenstoffteilchen auf einer Oberfläche der Verbundplattierungsschicht eingenommen wird, 15 bis 80 % bezogen auf einen Flächenanteil beträgt.
Verfahren zur Herstellung eines Verbundplattierungsmaterials nach Anspruch 10 oder 11, wobei eine Rührdrehzahl für die Verbundplattierungslösung bei der Bildung der Verbundplattierungsschicht 400 U/min oder weniger beträgt.
Verfahren zur Herstellung eines Verbundplattierungsmaterials nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Stromdichte des Galvanisierens 4 A/dm² oder mehr beträgt.
Verfahren zur Herstellung eines Verbundplattierungsmaterials nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Kohlenstoffteilchen Kohlenstoffteilchen sind, die einer Oxidationsbehandlung unterzogen worden sind.
Verfahren zur Herstellung eines Verbundplattierungsmaterials nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei auf dem Basismaterial vor dem Bilden der Verbundplattierungsschicht eine Basisplattierungsschicht ausgebildet wird.
Verfahren zur Herstellung eines Verbundplattierungsmaterials nach Anspruch 15, wobei die Basisplattierungsschicht mindestens eine Schicht umfasst, die aus einer Ni-Plattierungsschicht und einer Cu-Plattierungsschicht ausgewählt ist.