JP2011122194A - 電機・電子機器用Ｐｄ合金 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来のＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕ合金よりも高い硬さの合金が求められる傾向にあり、その対策が要求されている。
【解決手段】Ａｇ２５〜５０ｗｔ％、Ｐｄ２５〜５０ｗｔ％、Ｃｕ１５〜４０ｗｔ％からなるＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕ合金に、Ｉｎ０．１〜５ｗｔ％を添加し、圧延加工後および析出硬化後の硬さを向上させたことを特徴とする。
【選択図】 なし
【解決手段】Ａｇ２５〜５０ｗｔ％、Ｐｄ２５〜５０ｗｔ％、Ｃｕ１５〜４０ｗｔ％からなるＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕ合金に、Ｉｎ０．１〜５ｗｔ％を添加し、圧延加工後および析出硬化後の硬さを向上させたことを特徴とする。
【選択図】 なし
Description
本発明は、電機・電子機器に使用されるＰｄ合金に関する。
電機・電子機器に使用される金属材料は、低い接触抵抗や耐食性に優れている等の特性が求められるため、Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ合金が広く用いられている。近時においては、既存のＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕ合金よりもさらに高い硬さの合金が求められる傾向にあり、その対策が要求されている。
また、半導体集積回路等の検査用プローブピン等のように、低い接触抵抗や耐食性の他に、硬さ（耐摩耗性）等が要求される場合があり、そのような場合には、塑性加工を施した状態で高い硬さを示すＰｔ合金やＩｒ合金等が好んで使用され、また、析出硬化するＡｕ合金やＰｔ合金が好んで使用されるようになった（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
また、半導体集積回路等の検査用プローブピン等のように、低い接触抵抗や耐食性の他に、硬さ（耐摩耗性）等が要求される場合があり、そのような場合には、塑性加工を施した状態で高い硬さを示すＰｔ合金やＩｒ合金等が好んで使用され、また、析出硬化するＡｕ合金やＰｔ合金が好んで使用されるようになった（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
しかしながら、耐摩耗性を向上させる目的で、塑性加工を施した状態で高い硬さを示すＰｔ合金やＩｒ合金等を望む場合、一般的な加工自体が困難な場合が多い。特に、細線や薄板等の加工は不可能な場合があり、また、加工自体は可能であっても製造工程が多く複雑になってしまう場合が多い。さらに、これらの合金は、材料コストがＰｄ合金に比べ高価となる。
また、析出硬化するＡｕ合金やＰｄ合金等は、加工自体は容易であっても、析出硬化によって所望の硬さまで硬化しないものがある。
そこで、低い接触抵抗で耐食性に優れていて、高い硬さでかつ加工性に優れ、比較的に安価な材料が求められている。
本発明は、このような問題を解決することを課題とする。
また、析出硬化するＡｕ合金やＰｄ合金等は、加工自体は容易であっても、析出硬化によって所望の硬さまで硬化しないものがある。
そこで、低い接触抵抗で耐食性に優れていて、高い硬さでかつ加工性に優れ、比較的に安価な材料が求められている。
本発明は、このような問題を解決することを課題とする。
そこで本発明は、Ａｇ２５〜５０ｗｔ％、Ｐｄ２５〜５０ｗｔ％、Ｃｕ１５〜４０ｗｔ％からなるＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕ合金に、Ｉｎ０．１〜５ｗｔ％を添加することにより、圧延加工後および析出硬化後の硬さを向上させ、合金の機械特性の向上すなわち耐摩耗性を向上させた電機・電子機器用の材料としたことを特徴とする。
なお、Ｉｎの添加量を０．１〜５ｗｔ％とする理由は、硬さを向上させるためであり、０．１ｗｔ％未満では硬さの向上の効果が得られず、また、５ｗｔ％を超えると加工性を劣化させるためである。
また、Ａｇの比率を２５〜５０ｗｔ％とした理由は、Ａｇは比抵抗を下げる役割があり、２５ｗｔ％未満だとその効果が少なく、５０ｗｔ％を超えると硬さが低下するためである。
ＰｄとＣｕは析出硬化に必要な成分であり、共に硬さの値を向上させるものである。
Ｐｄの比率を２５〜５０ｗｔ％とした理由は、Ｐｄが２５ｗｔ％未満だとその効果が少なく、５０ｗｔ％を超えると比抵抗が上がってしまい、電機・電子機器用途に向かないものとなる。
Ｃｕの比率を１５〜４０ｗｔ％とした理由は、Ｃｕが１５ｗｔ％未満だとその効果が少なく、４０ｗｔ％を超えると耐食性が低下してしまい、電機・電子機器用途に向かないものとなる。
さらに、上記Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ−Ｉｎの４元合金に、用途に応じて特性を改善する添加元素として、Ａｕ、Ｐｔ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、ＺｎもしくはＢの少なくとも１種を０．０１〜３ｗｔ％を添加することができる。この添加理由は、硬さをさらに向上させるためである。また、Ａｕは耐酸化性、Ｐｔは耐化学薬品性についても有用であり、Ｒｅ、ＲｈおよびＮｉは結晶粒を微細化させる効果材としても作用する。これらの添加元素の配合量は、０．０１ｗｔ％未満では硬さの向上の効果が得られず、また、３ｗｔ％を超えると加工性が劣化する。
なお、Ｉｎの添加量を０．１〜５ｗｔ％とする理由は、硬さを向上させるためであり、０．１ｗｔ％未満では硬さの向上の効果が得られず、また、５ｗｔ％を超えると加工性を劣化させるためである。
また、Ａｇの比率を２５〜５０ｗｔ％とした理由は、Ａｇは比抵抗を下げる役割があり、２５ｗｔ％未満だとその効果が少なく、５０ｗｔ％を超えると硬さが低下するためである。
ＰｄとＣｕは析出硬化に必要な成分であり、共に硬さの値を向上させるものである。
Ｐｄの比率を２５〜５０ｗｔ％とした理由は、Ｐｄが２５ｗｔ％未満だとその効果が少なく、５０ｗｔ％を超えると比抵抗が上がってしまい、電機・電子機器用途に向かないものとなる。
Ｃｕの比率を１５〜４０ｗｔ％とした理由は、Ｃｕが１５ｗｔ％未満だとその効果が少なく、４０ｗｔ％を超えると耐食性が低下してしまい、電機・電子機器用途に向かないものとなる。
さらに、上記Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ−Ｉｎの４元合金に、用途に応じて特性を改善する添加元素として、Ａｕ、Ｐｔ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、ＺｎもしくはＢの少なくとも１種を０．０１〜３ｗｔ％を添加することができる。この添加理由は、硬さをさらに向上させるためである。また、Ａｕは耐酸化性、Ｐｔは耐化学薬品性についても有用であり、Ｒｅ、ＲｈおよびＮｉは結晶粒を微細化させる効果材としても作用する。これらの添加元素の配合量は、０．０１ｗｔ％未満では硬さの向上の効果が得られず、また、３ｗｔ％を超えると加工性が劣化する。
このようにした本発明は、電機・電子機器の使用に適する低い接触抵抗でかつ耐食性に優れ、しかも高い硬さでかつ加工性に優れた材料とすることができる。
本発明の実施例を表１に示す。
各実施例では、Ｐｄ４元合金をガス溶解し、インゴット（高さ１０×幅２０×長さ３０）を作製した。その後、還元雰囲気中（Ｈ２とＮ２の混合雰囲気中）で溶体化処理（８００°Ｃ×１ｈｒ）を施したインゴットを高さ２×幅１０×長さ２０に切断し、断面減少率が約７５％になるように圧延したものを試験片とし、析出硬化の条件はＨ２とＮ２の混合雰囲気中にて３００〜５００°Ｃ×１ｈｒで行った。
また、試験片の硬さ測定は、試料の表面を研磨して平滑にした後、ビッカース硬さ試験機でＨＶ０．２にて測定した。表１に、各実施例の組成一覧と圧延加工後および析出硬化後の硬さを示す。
各実施例では、Ｐｄ４元合金をガス溶解し、インゴット（高さ１０×幅２０×長さ３０）を作製した。その後、還元雰囲気中（Ｈ２とＮ２の混合雰囲気中）で溶体化処理（８００°Ｃ×１ｈｒ）を施したインゴットを高さ２×幅１０×長さ２０に切断し、断面減少率が約７５％になるように圧延したものを試験片とし、析出硬化の条件はＨ２とＮ２の混合雰囲気中にて３００〜５００°Ｃ×１ｈｒで行った。
また、試験片の硬さ測定は、試料の表面を研磨して平滑にした後、ビッカース硬さ試験機でＨＶ０．２にて測定した。表１に、各実施例の組成一覧と圧延加工後および析出硬化後の硬さを示す。
表１に示す結果より、例えば、比較例１の２５Ａｇ−５０Ｐｄ−２５Ｃｕ合金に比べて、実施例７のＩｎを０．１ｗｔ％、Ａｕを３．０ｗｔ％、Ｎｉを１．０ｗｔ％およびＺｎを０．３ｗｔ％添加した合金は、圧延加工材、およびＨ２とＮ２の混合雰囲気中で３８０°Ｃ×１ｈｒで行った析出硬化材として、共に硬さの向上を確認することができた。
また、比較例２の３０Ａｇ−３０Ｐｄ−４０Ｃｕ合金に比べて、実施例１８のＩｎを１．０ｗｔ％、Ｓｉ０．０１ｗｔ％およびＳｎを０．５ｗｔ％添加した合金は、圧延加工材、およびＨ２とＮ２の混合雰囲気中で３４０°Ｃ×１ｈｒで行った析出硬化材として、共に硬さの向上が確認できた。
また、比較例３の３０Ａｇ−４０Ｐｄ−３０Ｃｕ合金に比べて、実施例１のＩｎを３．０ｗｔ％添加した合金は、圧延加工材、およびＨ２とＮ２の混合雰囲気中で３６０°Ｃ×１ｈｒで行った析出硬化材として、共に硬さの向上が確認できた。
さらに、比較例４〜６の各Ｐｄ合金に対して、同程度のＰｄ合金にＩｎを０．１〜５ｗｔ％添加した合金、又は、同程度のＰｄ合金にＩｎを０．１〜５ｗｔ％添加し、さらにＡｕ、Ｐｔ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、ＺｎもしくはＢの少なくとも１種を０．０１〜３ｗｔ％を添加した各合金においては、圧延加工材および析出加工材として、共に硬さの向上を確認することができた。
また、比較例２の３０Ａｇ−３０Ｐｄ−４０Ｃｕ合金に比べて、実施例１８のＩｎを１．０ｗｔ％、Ｓｉ０．０１ｗｔ％およびＳｎを０．５ｗｔ％添加した合金は、圧延加工材、およびＨ２とＮ２の混合雰囲気中で３４０°Ｃ×１ｈｒで行った析出硬化材として、共に硬さの向上が確認できた。
また、比較例３の３０Ａｇ−４０Ｐｄ−３０Ｃｕ合金に比べて、実施例１のＩｎを３．０ｗｔ％添加した合金は、圧延加工材、およびＨ２とＮ２の混合雰囲気中で３６０°Ｃ×１ｈｒで行った析出硬化材として、共に硬さの向上が確認できた。
さらに、比較例４〜６の各Ｐｄ合金に対して、同程度のＰｄ合金にＩｎを０．１〜５ｗｔ％添加した合金、又は、同程度のＰｄ合金にＩｎを０．１〜５ｗｔ％添加し、さらにＡｕ、Ｐｔ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、ＺｎもしくはＢの少なくとも１種を０．０１〜３ｗｔ％を添加した各合金においては、圧延加工材および析出加工材として、共に硬さの向上を確認することができた。
Claims (2)
- Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕの３元素を基本成分として有する電機・電子機器用Ｐｄ合金において、
Ａｇ２５〜５０ｗｔ％、Ｐｄ２５〜５０ｗｔ％、Ｃｕ１５〜４０ｗｔ％からなるＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕ合金に、Ｉｎ０．１〜５ｗｔ％を添加し、圧延加工後および析出硬化後の硬さを向上させたことを特徴とする電機・電子機器用Ｐｄ合金。 - 請求項１のＡｇ−Ｐｄ−Ｃｕ−Ｉｎの４元合金に、Ａｕ、Ｐｔ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、ＺｎもしくはＢの少なくとも１種を０．０１〜３ｗｔ％を添加したことを特徴とする電機・電子機器用Ｐｄ合金。
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