JP2002042547A - 表面接触抵抗及びはんだ接合性に優れたステンレス鋼製電気接点部材 - Google Patents
表面接触抵抗及びはんだ接合性に優れたステンレス鋼製電気接点部材Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ｃｕリッチ相の分散析出，不動態皮膜又は最
表層のＣｕ濃化により接触抵抗が低くはんだ付け性が良
好なステンレス構成電気接点部材を得る。 【構成】 １．０質量％以上のＣｕを含み、Ｃｕを主体
とする第２相が０．２体積％以上の割合でマトリックス
に分散析出しているステンレス鋼を基材とし、第２相の
析出部を除く基材表面に不動態皮膜が形成されている。
Ｃｕリッチ相の析出に代え、ステンレス鋼の最表層又は
不動態皮膜に含まれるＣｕを、Ｃｒ，Ｓｉ及びＭｎとの
関係でＣｕ／（Ｓｉ＋Ｍｎ）≧０．５及びＣｕ／（Ｃｒ
＋Ｓｉ）≧０．１を満足するように濃度規制してもよ
い。また、Ｃｕを主体とする第２相の析出をＣｕの濃度
規制と組み合わせると、更に接触抵抗が低下し、優れた
はんだ接合性も呈される。
表層のＣｕ濃化により接触抵抗が低くはんだ付け性が良
好なステンレス構成電気接点部材を得る。 【構成】 １．０質量％以上のＣｕを含み、Ｃｕを主体
とする第２相が０．２体積％以上の割合でマトリックス
に分散析出しているステンレス鋼を基材とし、第２相の
析出部を除く基材表面に不動態皮膜が形成されている。
Ｃｕリッチ相の析出に代え、ステンレス鋼の最表層又は
不動態皮膜に含まれるＣｕを、Ｃｒ，Ｓｉ及びＭｎとの
関係でＣｕ／（Ｓｉ＋Ｍｎ）≧０．５及びＣｕ／（Ｃｒ
＋Ｓｉ）≧０．１を満足するように濃度規制してもよ
い。また、Ｃｕを主体とする第２相の析出をＣｕの濃度
規制と組み合わせると、更に接触抵抗が低下し、優れた
はんだ接合性も呈される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気部品，電子部品，
電池等に組み込まれ、表面の接触電気抵抗が低く、はん
だ接合性に優れたステンレス鋼製電気接点部材に関す
る。
電池等に組み込まれ、表面の接触電気抵抗が低く、はん
だ接合性に優れたステンレス鋼製電気接点部材に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】電気部品，電子部品，電池等に組み込ま
れる電気接点部材は、長期間使用されることから耐食性
が要求され、また電気信号を効率よく伝達するために表
面の電気抵抗が小さいことも要求される。更に、電気回
路を延長するためにリード線やプリント基板に接合され
ることが多い用途であるため、はんだ接合性に優れてい
ることも要求特性の一つである。代表的な耐食材料であ
るＳＵＳ４３０，ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼は、表
面に形成されている不動態皮膜によって優れた耐食性を
呈する。不動態皮膜は、Ｃｒを主体とし、その他にＳ
ｉ，Ｍｎ等を含む酸化物・水酸化物の皮膜である。この
不動態皮膜は、比電気抵抗が高く接触抵抗に劣り、はん
だ接合性にも劣ることから、電気接点部材としては好ま
しくない。そのため、ステンレス鋼を電気接点部材に使
用するため、普通鋼の場合と同様にＮｉめっきを施して
いる（特開昭６３−１４５７９４号公報）。
れる電気接点部材は、長期間使用されることから耐食性
が要求され、また電気信号を効率よく伝達するために表
面の電気抵抗が小さいことも要求される。更に、電気回
路を延長するためにリード線やプリント基板に接合され
ることが多い用途であるため、はんだ接合性に優れてい
ることも要求特性の一つである。代表的な耐食材料であ
るＳＵＳ４３０，ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼は、表
面に形成されている不動態皮膜によって優れた耐食性を
呈する。不動態皮膜は、Ｃｒを主体とし、その他にＳ
ｉ，Ｍｎ等を含む酸化物・水酸化物の皮膜である。この
不動態皮膜は、比電気抵抗が高く接触抵抗に劣り、はん
だ接合性にも劣ることから、電気接点部材としては好ま
しくない。そのため、ステンレス鋼を電気接点部材に使
用するため、普通鋼の場合と同様にＮｉめっきを施して
いる（特開昭６３−１４５７９４号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】Ｎｉめっきは、電気め
っき法，無電解めっき法などでステンレス鋼表面に施さ
れるが、何れもコストの高いめっき法である。また、め
っき工程を必要とすることから、工数の増加を招き、廃
液処理の負担も大きくなる。更には、形成されたＮｉめ
っき層のステンレス鋼表面に対する密着性が不足する
と、成形加工や取扱いの際に剥離し、Ｎｉめっき層の長
所が損なわれる。
っき法，無電解めっき法などでステンレス鋼表面に施さ
れるが、何れもコストの高いめっき法である。また、め
っき工程を必要とすることから、工数の増加を招き、廃
液処理の負担も大きくなる。更には、形成されたＮｉめ
っき層のステンレス鋼表面に対する密着性が不足する
と、成形加工や取扱いの際に剥離し、Ｎｉめっき層の長
所が損なわれる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような問
題を解消すべく案出されたものであり、不動態皮膜を含
めたステンレス鋼の表層を改質することにより、めっき
等の工程付加を必要とせず、ステンレス鋼板自体の接触
抵抗及びはんだ接合性を改善した電気接点部材を提供す
ることを目的とする。本発明のステンレス鋼製電気接点
部材は、その目的を達成するため、１．０質量％以上の
Ｃｕを含み、Ｃｕを主体とする第２相が０．２体積％以
上の割合でマトリックスに分散析出しているステンレス
鋼を基材とし、第２相の析出部を除く基材表面に不動態
皮膜が形成されていることを特徴とする。
題を解消すべく案出されたものであり、不動態皮膜を含
めたステンレス鋼の表層を改質することにより、めっき
等の工程付加を必要とせず、ステンレス鋼板自体の接触
抵抗及びはんだ接合性を改善した電気接点部材を提供す
ることを目的とする。本発明のステンレス鋼製電気接点
部材は、その目的を達成するため、１．０質量％以上の
Ｃｕを含み、Ｃｕを主体とする第２相が０．２体積％以
上の割合でマトリックスに分散析出しているステンレス
鋼を基材とし、第２相の析出部を除く基材表面に不動態
皮膜が形成されていることを特徴とする。
【０００５】ステンレス鋼の最表層又は不動態皮膜に含
まれるＣｕをＣｒ，Ｓｉ及びＭｎとの関係でＣｕ／（Ｓ
ｉ＋Ｍｎ）≧０．５及びＣｕ／（Ｃｒ＋Ｓｉ）≧０．１
を満足するように濃度規制すると、Ｃｕを主体とする第
２相（以下、Ｃｕリッチ相という）を析出させなくても
ステンレス鋼表面の接触抵抗が一層低下し、はんだ接合
性も向上した電気接点部材となる。また、Ｃｕリッチ相
の析出をＣｕの濃度規制と組み合わせると、更に接触抵
抗が低下し、優れたはんだ接合性を示す電気接点部材に
なる。
まれるＣｕをＣｒ，Ｓｉ及びＭｎとの関係でＣｕ／（Ｓ
ｉ＋Ｍｎ）≧０．５及びＣｕ／（Ｃｒ＋Ｓｉ）≧０．１
を満足するように濃度規制すると、Ｃｕを主体とする第
２相（以下、Ｃｕリッチ相という）を析出させなくても
ステンレス鋼表面の接触抵抗が一層低下し、はんだ接合
性も向上した電気接点部材となる。また、Ｃｕリッチ相
の析出をＣｕの濃度規制と組み合わせると、更に接触抵
抗が低下し、優れたはんだ接合性を示す電気接点部材に
なる。
【０００６】ステンレス鋼としては、１．０質量％以上
のＣｕを含む限り鋼種に別段の制約を受けるものではな
く、フェライト系，オーステナイト系，マルテンサイト
系，二相系等、各種ステンレス鋼が使用できる。ステン
レス鋼板表層におけるＣｕ濃化は、最終焼鈍として露点
−３０℃以下の雰囲気で光輝焼鈍することにより実現さ
れる。或いは、大気雰囲気で焼鈍した後、フッ酸−硝
酸，硫酸−硝酸等の混酸で酸洗することによっても，ス
テンレス鋼表層にＣｕが濃化する。Ｃｕリッチ相が析出
したステンレス鋼板を基材に使用するとき、最終焼鈍ま
での鋼板製造過程でたとえば８００℃前後で１時間以上
の時効処理を施すことによって、ステンレス鋼板表面の
接触抵抗を下げるために必要なＣｕリッチ相の析出量が
得られる。
のＣｕを含む限り鋼種に別段の制約を受けるものではな
く、フェライト系，オーステナイト系，マルテンサイト
系，二相系等、各種ステンレス鋼が使用できる。ステン
レス鋼板表層におけるＣｕ濃化は、最終焼鈍として露点
−３０℃以下の雰囲気で光輝焼鈍することにより実現さ
れる。或いは、大気雰囲気で焼鈍した後、フッ酸−硝
酸，硫酸−硝酸等の混酸で酸洗することによっても，ス
テンレス鋼表層にＣｕが濃化する。Ｃｕリッチ相が析出
したステンレス鋼板を基材に使用するとき、最終焼鈍ま
での鋼板製造過程でたとえば８００℃前後で１時間以上
の時効処理を施すことによって、ステンレス鋼板表面の
接触抵抗を下げるために必要なＣｕリッチ相の析出量が
得られる。
【０００７】
【作用】不動態皮膜は、ステンレス鋼の耐食性を確保す
る上では有効であるものの、比電気抵抗が高く、はんだ
接合性に劣る酸化物，水酸化物等からなる。そこで、本
発明者等は、導電性及びはんだ接合性に優れた物質を不
動態皮膜に含ませ、或いはステンレス鋼表層に濃化させ
ることによって不動態皮膜を改質し、接触抵抗を下げる
と共にはんだ接合性を改善する方法を調査検討した。調
査検討の過程で、Ｃｕ含有ステンレス鋼が低い表面接触
抵抗を示し、はんだ接合性が良好であることを見出し
た。なかでも、１．０質量％以上のＣｕを含み、Ｃｕリ
ッチ相が０．２体積％以上の割合で分散析出しているス
テンレス鋼では、表面接触抵抗の低下が顕著で、はんだ
接合性も優れていた。基材に使用されるステンレス鋼の
Ｃｕ含有量は、表面接触抵抗の低下に有効な表面Ｃｕ濃
度及び／又はＣｕリッチ相を確保する上から１．０質量
％以上に規定される。Ｃｕ含有量が多くなるほどＣｕリ
ッチ相の分散析出量も多くなり、不動態皮膜又は表層の
Ｃｕ濃化が進行するが、過剰なＣｕ添加は熱間加工性を
低下させ、製造性を阻害する虞がある。この点、Ｃｕ含
有量の上限を５質量％に規定することが好ましい。
る上では有効であるものの、比電気抵抗が高く、はんだ
接合性に劣る酸化物，水酸化物等からなる。そこで、本
発明者等は、導電性及びはんだ接合性に優れた物質を不
動態皮膜に含ませ、或いはステンレス鋼表層に濃化させ
ることによって不動態皮膜を改質し、接触抵抗を下げる
と共にはんだ接合性を改善する方法を調査検討した。調
査検討の過程で、Ｃｕ含有ステンレス鋼が低い表面接触
抵抗を示し、はんだ接合性が良好であることを見出し
た。なかでも、１．０質量％以上のＣｕを含み、Ｃｕリ
ッチ相が０．２体積％以上の割合で分散析出しているス
テンレス鋼では、表面接触抵抗の低下が顕著で、はんだ
接合性も優れていた。基材に使用されるステンレス鋼の
Ｃｕ含有量は、表面接触抵抗の低下に有効な表面Ｃｕ濃
度及び／又はＣｕリッチ相を確保する上から１．０質量
％以上に規定される。Ｃｕ含有量が多くなるほどＣｕリ
ッチ相の分散析出量も多くなり、不動態皮膜又は表層の
Ｃｕ濃化が進行するが、過剰なＣｕ添加は熱間加工性を
低下させ、製造性を阻害する虞がある。この点、Ｃｕ含
有量の上限を５質量％に規定することが好ましい。
【０００８】Ｃｕ含有量及びＣｕリッチ相の分散析出が
はんだ付け性の向上に及ぼす影響は、次のように推察さ
れる。図１で模式的に示すように、基材１の表層にＣｕ
リッチ相２が分散析出していると、その上にＣｒ，Ｓ
ｉ，Ｍｎ等を含む不動態皮膜３が形成されない。そのた
め、不動態皮膜３に開いたピンホール４を介してＣｕリ
ッチ相２が雰囲気に露出する。露出したＣｕリッチ相２
は、導通路の一部となって接触抵抗を低下させると共
に、はんだ接合性を改善する。接触抵抗の低下及びはん
だ接合性の向上は、後述の実施例からも明らかなように
基材１に析出しているＣｕリッチ相２の割合が０．２体
積％以上になったとき顕著となる。
はんだ付け性の向上に及ぼす影響は、次のように推察さ
れる。図１で模式的に示すように、基材１の表層にＣｕ
リッチ相２が分散析出していると、その上にＣｒ，Ｓ
ｉ，Ｍｎ等を含む不動態皮膜３が形成されない。そのた
め、不動態皮膜３に開いたピンホール４を介してＣｕリ
ッチ相２が雰囲気に露出する。露出したＣｕリッチ相２
は、導通路の一部となって接触抵抗を低下させると共
に、はんだ接合性を改善する。接触抵抗の低下及びはん
だ接合性の向上は、後述の実施例からも明らかなように
基材１に析出しているＣｕリッチ相２の割合が０．２体
積％以上になったとき顕著となる。
【０００９】ステンレス鋼基材１の表面にＣｕリッチ相
２が露出していない場合でも、Ｓｉ，Ｍｎ濃度に対する
Ｃｕ濃度の濃度比Ｃｕ／（Ｓｉ＋Ｍｎ）が０．５以上と
なるように最表層又は不動態皮膜３にＣｕを濃化させる
と表面接触抵抗が低下する。低い表面接触抵抗は、濃化
したＣｕが金属Ｃｕや比電気抵抗の低い酸化物として最
表層又は不動態皮膜に分散していることに原因があるも
のと推察される。また、最表層又は不動態皮膜３中のＣ
ｒ，Ｓｉ濃度に対するＣｕ濃度の濃度比Ｃｕ／（Ｃｒ＋
Ｓｉ）が１．０以上になると、Ｃｕリッチ相２の析出有
無に拘わらず、はんだ接合性が改善されることが判っ
た。はんだ接合性の改善は、Ｃｒ，Ｓｉを多量に含む不
動態皮膜に比較して、はんだ接合性に優れたＣｕ及びＣ
ｕの酸化物が多くなることに原因がある。
２が露出していない場合でも、Ｓｉ，Ｍｎ濃度に対する
Ｃｕ濃度の濃度比Ｃｕ／（Ｓｉ＋Ｍｎ）が０．５以上と
なるように最表層又は不動態皮膜３にＣｕを濃化させる
と表面接触抵抗が低下する。低い表面接触抵抗は、濃化
したＣｕが金属Ｃｕや比電気抵抗の低い酸化物として最
表層又は不動態皮膜に分散していることに原因があるも
のと推察される。また、最表層又は不動態皮膜３中のＣ
ｒ，Ｓｉ濃度に対するＣｕ濃度の濃度比Ｃｕ／（Ｃｒ＋
Ｓｉ）が１．０以上になると、Ｃｕリッチ相２の析出有
無に拘わらず、はんだ接合性が改善されることが判っ
た。はんだ接合性の改善は、Ｃｒ，Ｓｉを多量に含む不
動態皮膜に比較して、はんだ接合性に優れたＣｕ及びＣ
ｕの酸化物が多くなることに原因がある。
【００１０】更に、Ｃｕリッチ相２の析出に加えて不動
態皮膜３又は最表層にＣｕが濃化していると、一層低い
接触抵抗が示され、はんだ接合性も更に改善される。Ｃ
ｕリッチ相２の分散析出及び不動態皮膜３又は最表層の
Ｃｕ濃化によるはんだ付け性の改善効果は、通常のＰｂ
−Ｓｎ系はんだは勿論、Ｐｂフリーのはんだに対しても
有効である。Ｐｂフリーのはんだは、環境問題等を考慮
すると将来的に主流となる材料であり、腐食性フラック
スの使用やプレめっき等の前処理を必要とせずにはんだ
付け可能なことは本発明ステンレス鋼製電気接点部材の
長所である。電気接点部材では接触抵抗が低いほど好ま
しく、実用上で要求される接触抵抗は３Ω以下（好まし
くは１Ω以下）である。はんだ接合性に関しては、はん
だ端部の濡れ角が小さいほど好ましく、実用上要求され
る濡れ角は９０度以下（好ましくは４５度以下）であ
り、剥離強度も高いほどはんだ接合性に優れている。こ
の点、本発明に従ってＣｕリッチ相２を析出させ、或い
は不動態皮膜３又は表層にＣｕを濃化させたステンレス
鋼は、このような電気接点部材としての要求特性を十分
に満足する。
態皮膜３又は最表層にＣｕが濃化していると、一層低い
接触抵抗が示され、はんだ接合性も更に改善される。Ｃ
ｕリッチ相２の分散析出及び不動態皮膜３又は最表層の
Ｃｕ濃化によるはんだ付け性の改善効果は、通常のＰｂ
−Ｓｎ系はんだは勿論、Ｐｂフリーのはんだに対しても
有効である。Ｐｂフリーのはんだは、環境問題等を考慮
すると将来的に主流となる材料であり、腐食性フラック
スの使用やプレめっき等の前処理を必要とせずにはんだ
付け可能なことは本発明ステンレス鋼製電気接点部材の
長所である。電気接点部材では接触抵抗が低いほど好ま
しく、実用上で要求される接触抵抗は３Ω以下（好まし
くは１Ω以下）である。はんだ接合性に関しては、はん
だ端部の濡れ角が小さいほど好ましく、実用上要求され
る濡れ角は９０度以下（好ましくは４５度以下）であ
り、剥離強度も高いほどはんだ接合性に優れている。こ
の点、本発明に従ってＣｕリッチ相２を析出させ、或い
は不動態皮膜３又は表層にＣｕを濃化させたステンレス
鋼は、このような電気接点部材としての要求特性を十分
に満足する。
【００１１】Ｃｕリッチ相２を分散析出させる熱処理
は、ステンレス鋼のＣｕ含有量によっても異なるが、一
般的には８００℃前後で１〜２４時間の時効処理を施す
条件が採用される。この熱処理により、微細なＣｕリッ
チ相２が分散析出する。光輝焼鈍に代えて、大気焼鈍及
び酸洗によっても不動態皮膜３又は最表層にＣｕを濃化
させることができる。ステンレス鋼板を大気焼鈍する
と、Ｃｒ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｓｉ，Ｃｕ等の酸化物を含むス
ケールが鋼板表面に形成されるが、酸洗によってスケー
ルが除去された後で不動態皮膜３が形成される。このと
き、焼鈍後のステンレス鋼板を電解酸洗すると、スケー
ル剥離後の鋼板表面に存在するＣｕ又はＣｕリッチ相２
が電解反応で基材よりも優先的に溶出する。そのため、
電解酸洗されたステンレス鋼板表面には、Ｃｕ濃度の低
い不動態皮膜３が形成される。これに対し、フッ酸−硝
酸，硫酸−硝酸等の混酸を用いた酸洗では，Ｃｕ又はＣ
ｕリッチ相２の優先的な溶出がなく，酸洗後に生成する
不動態皮膜３にＣｕ濃度の低下が生じない。酸洗に使用
する混酸は、酸の種類や濃度に特段の制約が加わるもの
ではないが，一般的に濃度１０体積％程度の硫酸，フッ
酸と硝酸との混酸が好ましい。
は、ステンレス鋼のＣｕ含有量によっても異なるが、一
般的には８００℃前後で１〜２４時間の時効処理を施す
条件が採用される。この熱処理により、微細なＣｕリッ
チ相２が分散析出する。光輝焼鈍に代えて、大気焼鈍及
び酸洗によっても不動態皮膜３又は最表層にＣｕを濃化
させることができる。ステンレス鋼板を大気焼鈍する
と、Ｃｒ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｓｉ，Ｃｕ等の酸化物を含むス
ケールが鋼板表面に形成されるが、酸洗によってスケー
ルが除去された後で不動態皮膜３が形成される。このと
き、焼鈍後のステンレス鋼板を電解酸洗すると、スケー
ル剥離後の鋼板表面に存在するＣｕ又はＣｕリッチ相２
が電解反応で基材よりも優先的に溶出する。そのため、
電解酸洗されたステンレス鋼板表面には、Ｃｕ濃度の低
い不動態皮膜３が形成される。これに対し、フッ酸−硝
酸，硫酸−硝酸等の混酸を用いた酸洗では，Ｃｕ又はＣ
ｕリッチ相２の優先的な溶出がなく，酸洗後に生成する
不動態皮膜３にＣｕ濃度の低下が生じない。酸洗に使用
する混酸は、酸の種類や濃度に特段の制約が加わるもの
ではないが，一般的に濃度１０体積％程度の硫酸，フッ
酸と硝酸との混酸が好ましい。
【００１２】
【実施例】表１に示した組成のステンレス鋼冷延焼鈍板
を用意した。一部の冷延焼鈍板については、最終焼鈍を
施す前までの工程で８００℃×２４時間のＣｕリッチ相
析出処理を施した。
を用意した。一部の冷延焼鈍板については、最終焼鈍を
施す前までの工程で８００℃×２４時間のＣｕリッチ相
析出処理を施した。
【００１３】
【００１４】各ステンレス鋼板から切り出された試験片
を電解研磨した後、金属組織を透過型電子顕微鏡で観察
し、マトリックスに分散析出しているＣｕリッチ相の析
出量を求めた。また、試験片をグロー発光分析にかけ、
Ｃｕ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｍｎについて母材濃度（質量％）か
ら表面濃度（質量％）を求め、Ｃｕ／（Ｓｉ＋Ｍｎ），
Ｃｕ／（Ｃｒ＋Ｓｉ）として不動態皮膜のＣｕ濃度比を
算出した。接触抵抗試験では、純金製の対極及び測定端
子を試験片表面に接触させ、測定端子に１００ｇの荷重
を付加した後で接触抵抗を測定した。測定値をステンレ
ス鋼表面の接触抵抗とした。
を電解研磨した後、金属組織を透過型電子顕微鏡で観察
し、マトリックスに分散析出しているＣｕリッチ相の析
出量を求めた。また、試験片をグロー発光分析にかけ、
Ｃｕ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｍｎについて母材濃度（質量％）か
ら表面濃度（質量％）を求め、Ｃｕ／（Ｓｉ＋Ｍｎ），
Ｃｕ／（Ｃｒ＋Ｓｉ）として不動態皮膜のＣｕ濃度比を
算出した。接触抵抗試験では、純金製の対極及び測定端
子を試験片表面に接触させ、測定端子に１００ｇの荷重
を付加した後で接触抵抗を測定した。測定値をステンレ
ス鋼表面の接触抵抗とした。
【００１５】次いで、各ステンレス鋼板から試験片を切
り出し、はんだ濡れ性試験及びはんだ剥離試験に供し
た。はんだ濡れ性試験では、表２に示すＰｂはんだ及び
Ｐｂフリーはんだそれぞれ１ｇを試験片の上で一旦溶か
し、はんだが凝固した後で試験片とはんだとの接触角を
測定した。そして、接触角が９０度以上を×，９０〜４
５度を△，４５度以下を○として濡れ性を評価した。は
んだ剥離試験では、試験片５の上にはんだ濡れ性のない
ベークライトリング６を配置して、ベークライトリング
６から開放されている直径１２ｍｍの円形表面に４ｇの
Ｐｂはんだ７を半田鏝８で接合し、Ｐｂはんだ７の中に
径２ｍｍのＳＵＳ３０４ステンレス鋼線９を埋め込んだ
引張試験片１０を用意した（図２ａ）。引張試験片１０
を治具１１で拘束し、試験片５からＰｂはんだ７が剥離
するまでステンレス鋼線９に引張り力Ｆを加え（図２
ｂ）、剥離したときの引張り力ＦをＰｂはんだ７の剥離
強度として求めた。
り出し、はんだ濡れ性試験及びはんだ剥離試験に供し
た。はんだ濡れ性試験では、表２に示すＰｂはんだ及び
Ｐｂフリーはんだそれぞれ１ｇを試験片の上で一旦溶か
し、はんだが凝固した後で試験片とはんだとの接触角を
測定した。そして、接触角が９０度以上を×，９０〜４
５度を△，４５度以下を○として濡れ性を評価した。は
んだ剥離試験では、試験片５の上にはんだ濡れ性のない
ベークライトリング６を配置して、ベークライトリング
６から開放されている直径１２ｍｍの円形表面に４ｇの
Ｐｂはんだ７を半田鏝８で接合し、Ｐｂはんだ７の中に
径２ｍｍのＳＵＳ３０４ステンレス鋼線９を埋め込んだ
引張試験片１０を用意した（図２ａ）。引張試験片１０
を治具１１で拘束し、試験片５からＰｂはんだ７が剥離
するまでステンレス鋼線９に引張り力Ｆを加え（図２
ｂ）、剥離したときの引張り力ＦをＰｂはんだ７の剥離
強度として求めた。
【００１６】
【００１７】調査結果を示す表３にみられるように、Ｃ
ｕ含有量が１．０質量％未満の試験番号１〜３（比較
例）や、１．０質量％以上のＣｕを含んでいてもＣｕ／
（Ｓｉ＋Ｍｎ）≧０．５及びＣｕ／（Ｃｒ＋Ｓｉ）≧
０．１を満足しない試験番号４，５（比較例）では、は
んだ濡れ性が悪く、剥離強度も低い値を示した。これに
対し、Ｃｕ含有量１．０質量％以上で０．２体積％以上
のＣｕリッチ相が分散析出している試験番号６，８〜１
１（本発明例）やＣｕリッチ相が０．２体積％未満であ
っても表層のＣｕ濃度がＣｕ／（Ｓｉ＋Ｍｎ）≧及びＣ
ｕ／（Ｃｒ＋Ｓｉ）≧０．１を満足する試験番号７，１
２（本発明例）では、接触抵抗が低く、はんだ濡れ性が
良く、剥離強度も高い値を示した。なかでも、Ｃｕリッ
チ相が０．２体積％以上で且つ表層のＣｕ濃度が０．１
質量％以上の試験番号１３（本発明例）では、接触抵抗
が更に低下し、はんだ濡れ性及び剥離強度が更に改善さ
れていた。この対比から明らかなように、Ｃｕリッチ相
を分散析出させてステンレス鋼基材の表面に臨ませるこ
と及び不動態皮膜又は最表層にＣｕを濃化させることに
よって、電気抵抗部材としての要求特性が満足されるこ
とが判る。
ｕ含有量が１．０質量％未満の試験番号１〜３（比較
例）や、１．０質量％以上のＣｕを含んでいてもＣｕ／
（Ｓｉ＋Ｍｎ）≧０．５及びＣｕ／（Ｃｒ＋Ｓｉ）≧
０．１を満足しない試験番号４，５（比較例）では、は
んだ濡れ性が悪く、剥離強度も低い値を示した。これに
対し、Ｃｕ含有量１．０質量％以上で０．２体積％以上
のＣｕリッチ相が分散析出している試験番号６，８〜１
１（本発明例）やＣｕリッチ相が０．２体積％未満であ
っても表層のＣｕ濃度がＣｕ／（Ｓｉ＋Ｍｎ）≧及びＣ
ｕ／（Ｃｒ＋Ｓｉ）≧０．１を満足する試験番号７，１
２（本発明例）では、接触抵抗が低く、はんだ濡れ性が
良く、剥離強度も高い値を示した。なかでも、Ｃｕリッ
チ相が０．２体積％以上で且つ表層のＣｕ濃度が０．１
質量％以上の試験番号１３（本発明例）では、接触抵抗
が更に低下し、はんだ濡れ性及び剥離強度が更に改善さ
れていた。この対比から明らかなように、Ｃｕリッチ相
を分散析出させてステンレス鋼基材の表面に臨ませるこ
と及び不動態皮膜又は最表層にＣｕを濃化させることに
よって、電気抵抗部材としての要求特性が満足されるこ
とが判る。
【００１８】
【００１９】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のステン
レス鋼製電気接点部材は、Ｃｕ含有量が１．０質量％以
上のステンレス鋼を基材とし、マトリックスに分散析出
したＣｕリッチ相を基材表面に露出させ、或いは不動態
皮膜又は最表層にＣｕを濃化させることにより、ステン
レス鋼の接触抵抗を下げ且つはんだ接合性を向上させて
いる。そのため、ステンレス鋼本来の優れた耐食性を活
用し、耐久性の良好な電気接点として広範な分野で使用
される。
レス鋼製電気接点部材は、Ｃｕ含有量が１．０質量％以
上のステンレス鋼を基材とし、マトリックスに分散析出
したＣｕリッチ相を基材表面に露出させ、或いは不動態
皮膜又は最表層にＣｕを濃化させることにより、ステン
レス鋼の接触抵抗を下げ且つはんだ接合性を向上させて
いる。そのため、ステンレス鋼本来の優れた耐食性を活
用し、耐久性の良好な電気接点として広範な分野で使用
される。
【図１】 Ｃｕリッチ相が分散析出したステンレス鋼板
の表面を示す模式図
の表面を示す模式図
【図２】 はんだ剥離試験に使用する引張試験片の作製
（ａ）及び引張試験（ｂ）を説明する図
（ａ）及び引張試験（ｂ）を説明する図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 景岡 一幸 山口県新南陽市野村南町4976番地 日新製 鋼株式会社ステンレス事業本部内 Ｆターム(参考） 5G050 AA12 AA13 AA14 AA29 AA60 BA04 BA12 5G301 AA07 AA08 AA09 AA13 AA19 AB11 AB12 AD04 5H022 CC11 EE03
Claims (3)
- 【請求項１】 １．０質量％以上のＣｕを含み、Ｃｕを
主体とする第２相が０．２体積％以上の割合でマトリッ
クスに分散析出しているステンレス鋼を基材とし、第２
相の析出部を除く基材表面に不動態皮膜が形成されてい
る表面接触抵抗及びはんだ接合性に優れたステンレス鋼
製電気接点部材。 - 【請求項２】 １．０質量％以上のＣｕを含むステンレ
ス鋼を基材とし、Ｃｒ濃度，Ｓｉ濃度及びＭｎ濃度に対
するＣｕ濃度の濃度比がＣｕ／（Ｓｉ＋Ｍｎ）≧０．５
及びＣｕ／（Ｃｒ＋Ｓｉ）≧０．１を満足する不動態皮
膜又は最表層が基材表面に形成されている請求項１記載
のステンレス鋼製電気接点部材。 - 【請求項３】 １．０質量％以上のＣｕを含み、Ｃｕを
主体とする第２相が０．２体積％以上の割合でマトリッ
クスに分散析出しているステンレス鋼を基材とし、Ｃｒ
濃度，Ｓｉ濃度及びＭｎ濃度に対するＣｕ濃度の濃度比
がＣｕ／（Ｓｉ＋Ｍｎ）≧０．５及びＣｕ／（Ｃｒ＋Ｓ
ｉ）≧０．１を満足する不動態皮膜又は最表層が基材表
面に形成されている請求項１記載のステンレス鋼製電気
接点部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000223371A JP2002042547A (ja) | 2000-07-25 | 2000-07-25 | 表面接触抵抗及びはんだ接合性に優れたステンレス鋼製電気接点部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000223371A JP2002042547A (ja) | 2000-07-25 | 2000-07-25 | 表面接触抵抗及びはんだ接合性に優れたステンレス鋼製電気接点部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002042547A true JP2002042547A (ja) | 2002-02-08 |
Family
ID=18717475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000223371A Pending JP2002042547A (ja) | 2000-07-25 | 2000-07-25 | 表面接触抵抗及びはんだ接合性に優れたステンレス鋼製電気接点部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002042547A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006054110A (ja) * | 2004-08-12 | 2006-02-23 | Nisshin Steel Co Ltd | ステンレス鋼製接点材料 |
| JP2006249476A (ja) * | 2005-03-09 | 2006-09-21 | Nisshin Steel Co Ltd | 表面電気抵抗の低い有機質被覆ステンレス鋼板 |
| US8920887B2 (en) | 2011-01-28 | 2014-12-30 | Suncall Corporation | Method of bonding conductive material to stainless steel, and HDD magnetic head suspension |
-
2000
- 2000-07-25 JP JP2000223371A patent/JP2002042547A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006054110A (ja) * | 2004-08-12 | 2006-02-23 | Nisshin Steel Co Ltd | ステンレス鋼製接点材料 |
| JP4522785B2 (ja) * | 2004-08-12 | 2010-08-11 | 日新製鋼株式会社 | ステンレス鋼製接点材料 |
| JP2006249476A (ja) * | 2005-03-09 | 2006-09-21 | Nisshin Steel Co Ltd | 表面電気抵抗の低い有機質被覆ステンレス鋼板 |
| JP4485387B2 (ja) * | 2005-03-09 | 2010-06-23 | 日新製鋼株式会社 | 表面電気抵抗の低い有機質被覆ステンレス鋼板 |
| US8920887B2 (en) | 2011-01-28 | 2014-12-30 | Suncall Corporation | Method of bonding conductive material to stainless steel, and HDD magnetic head suspension |
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