JP2021169643A - 金属材料およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】摺動抵抗が小さく、プレス加工時にＳｎ摩耗粉が発生しにくく、かつ高温環境下で使用した場合であっても、接触抵抗の上昇が抑制される金属材料およびその製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の金属材料１０は、ＣｕまたはＣｕ合金を主成分として含有する導電性基材１の片面に、Ｃｕ含有量が２０〜７０ａｔ％のＣｕ−Ｓｎ合金相と、Ｓｎ相とにより形成されためっき層２を備え、めっき層２の縦断面において、Ｃｕ−Ｓｎ合金相の面積の割合が８０％以上であり、めっき層２の表面２１において、Ｓｎ相の面積の割合が２％〜２５％であり、かつＣｕ−Ｓｎ合金相の面積の割合が７５％〜９８％であることを特徴とするものである。【選択図】図１
Description
本発明は、金属材料およびその製造方法に関する。
電気接点材料には、従来から電気伝導性に優れた銅または銅合金が利用されてきたが、近年は接点特性の向上が進み、銅または銅合金をそのまま用いるケースは減少している。このような銅または銅合金からなる従来の電気接点材料に代わって、銅または銅合金上に各種表面処理した材料が製造・利用されている。現在では、特に、電気接点部に銅または銅合金上にＳｎまたはＳｎ合金がめっきされた部材が電気接点材料に広く用いられている。
このＳｎまたはＳｎ合金からなるめっき材料は、導電性基材の優れた導電性、機械的強度、およびめっき層の優れた電気接続性と耐食性とはんだ付け性を兼ね備えた高性能な導電体として知られており、電気・電子機器に用いられる各種の端子やコネクタなどに広く用いられている。このめっき材料は、通常、銅（Ｃｕ）などの導電性基材の合金成分がＳｎまたはＳｎ合金からなるめっき層に拡散するのを防止するため、基材上にバリア機能を有するニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）などが下地層としてめっきされる。
しかしながら、表面に存在するＳｎめっき層は軟らかく、またその動摩擦係数は高いため、摺動抵抗が大きくなるとともに、プレス加工時に傷がつきやすくＳｎ摩耗粉が発生しやすくなる。
これに対し、例えば特許文献１には、銅または銅合金からなる母材の表面上に、Ｎｉ層、Ｃｕ−Ｓｎ合金層およびＳｎ層をこの順に形成し、Ｓｎ層の最表面において、放射状のＳｎ凝固組織の個数と、圧延直角方向の表面粗さを所定の範囲に制御することで、Ｓｎ摩耗粉の発生を防止して長期の接触信頼性を維持する技術が開示されている。
しかしながら、特許文献１に開示される技術では、近年の高温耐久性の要求の高まりに対応するには不十分である。具体的に、特許文献１に開示される技術では、高温環境下で形成される拡散層の形状により、母材に含まれるＣｕがＮｉ層およびＣｕ−Ｓｎ合金層を介してＳｎ層に拡散し、Ｓｎ層中のＳｎ成分と反応してＣｕ−Ｓｎ合金相を形成する結果、Ｓｎ層中に含まれるＳｎ相の割合が減少する。また、Ｓｎ層中に含まれるＳｎ相が減少すると、最表層にまでＣｕが拡散して表面に露出するようになり、さらに、表面に露出したＣｕが酸化して、酸化銅を形成すると、接触抵抗が上昇するという問題がある。
本発明は、以上の実情に鑑みてなされたものであり、摺動抵抗が小さく、プレス加工時にＳｎ摩耗粉が発生しにくく、かつ高温環境下で使用した場合であっても、接触抵抗の上昇が抑制される金属材料およびその製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上述した目的を達成するため、鋭意検討を重ねた。その結果、ＣｕまたはＣｕ合金を主成分として含有する導電性基材の少なくとも片面に、Ｃｕ含有量が２０〜７０ａｔ％のＣｕ−Ｓｎ合金相と、Ｓｎ相とにより形成されためっき層を備え、めっき層の縦断面において、Ｃｕ−Ｓｎ合金相の面積の割合が８０％以上であり、めっき層の表面において、Ｓｎ相の面積の割合が２％〜２５％であり、かつＣｕ−Ｓｎ合金相の面積の割合が７５％〜９８％であることを特徴とする金属材料によれば、摺動抵抗が小さく、プレス加工時にＳｎ摩耗粉が発生しにくく、かつ高温環境下で使用した場合であっても、接触抵抗の上昇が抑制されることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の要旨構成は以下のとおりである。
（１）Ｃｕを主成分として含有する導電性基材の少なくとも片面側に、Ｃｕ含有量が２０〜７０ａｔ％のＣｕ−Ｓｎ合金相と、Ｓｎ相とにより形成されためっき層を備え、
前記めっき層の縦断面において、前記Ｃｕ−Ｓｎ合金相の面積の割合が８０％以上であり、
前記めっき層の表面において、前記Ｓｎ相の面積の割合が２％〜２５％であり、かつ前記Ｃｕ−Ｓｎ合金相の面積の割合が７５％〜９８％であることを特徴とする金属材料。
（２）前記めっき層の表面粗さＲｚが１．５μｍ以下であり、
前記めっき層の表面に存在する前記Ｓｎ相を除去して測定した前記Ｃｕ−Ｓｎ合金相の表面粗さＲｚが、前記めっき層の表面粗さＲｚより、０μｍ超０．５μｍ以下大きい、上記（１）に記載の金属材料。
（３）前記導電性基材と前記めっき層との間にＮｉを主成分として含有する中間層が形成されていることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の金属材料。
（４）上記（１）、（２）または（３）の金属材料を製造する方法であって、
Ｃｕを主成分として含有する導電性基材の少なくとも片面に、Ｓｎめっきを形成する工程と、
前記Ｓｎめっきを形成した前記導電性基材を、Ｓｎの融点以上かつ５００℃以下の第１温度まで加熱した後に、２４０〜３５０℃の温度範囲内の第２温度までを、酸素濃度１％以下の雰囲気下にて２００〜１０００℃／分の冷却速度で徐冷し、次いで、１８００〜３０００℃／分の冷却速度で急冷して、前記Ｓｎめっきを前記めっき層に改質するリフロー工程と
を含む、金属材料の製造方法。
（１）Ｃｕを主成分として含有する導電性基材の少なくとも片面側に、Ｃｕ含有量が２０〜７０ａｔ％のＣｕ−Ｓｎ合金相と、Ｓｎ相とにより形成されためっき層を備え、
前記めっき層の縦断面において、前記Ｃｕ−Ｓｎ合金相の面積の割合が８０％以上であり、
前記めっき層の表面において、前記Ｓｎ相の面積の割合が２％〜２５％であり、かつ前記Ｃｕ−Ｓｎ合金相の面積の割合が７５％〜９８％であることを特徴とする金属材料。
（２）前記めっき層の表面粗さＲｚが１．５μｍ以下であり、
前記めっき層の表面に存在する前記Ｓｎ相を除去して測定した前記Ｃｕ−Ｓｎ合金相の表面粗さＲｚが、前記めっき層の表面粗さＲｚより、０μｍ超０．５μｍ以下大きい、上記（１）に記載の金属材料。
（３）前記導電性基材と前記めっき層との間にＮｉを主成分として含有する中間層が形成されていることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の金属材料。
（４）上記（１）、（２）または（３）の金属材料を製造する方法であって、
Ｃｕを主成分として含有する導電性基材の少なくとも片面に、Ｓｎめっきを形成する工程と、
前記Ｓｎめっきを形成した前記導電性基材を、Ｓｎの融点以上かつ５００℃以下の第１温度まで加熱した後に、２４０〜３５０℃の温度範囲内の第２温度までを、酸素濃度１％以下の雰囲気下にて２００〜１０００℃／分の冷却速度で徐冷し、次いで、１８００〜３０００℃／分の冷却速度で急冷して、前記Ｓｎめっきを前記めっき層に改質するリフロー工程と
を含む、金属材料の製造方法。
本発明によれば、摺動抵抗が小さく、プレス加工時にＳｎ摩耗粉が発生しにくく、かつ高温環境下で使用した場合であっても、接触抵抗の上昇が抑制される金属材料およびその製造方法を提供することができる。
以下、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されない。
１．金属材料
本発明の金属材料は、Ｃｕを主成分として含有する導電性基材の少なくとも片面側に、Ｃｕ含有量が２０〜７０ａｔ％のＣｕ−Ｓｎ合金相と、Ｓｎ相とにより形成されためっき層を備え、めっき層の縦断面において、Ｃｕ−Ｓｎ合金相の面積の割合が８０％以上であり、めっき層の表面において、Ｓｎ相の面積の割合が２％〜２５％であり、かつＣｕ−Ｓｎ合金相の面積の割合が７５％〜９８％であることを特徴とするものである。
本発明の金属材料は、Ｃｕを主成分として含有する導電性基材の少なくとも片面側に、Ｃｕ含有量が２０〜７０ａｔ％のＣｕ−Ｓｎ合金相と、Ｓｎ相とにより形成されためっき層を備え、めっき層の縦断面において、Ｃｕ−Ｓｎ合金相の面積の割合が８０％以上であり、めっき層の表面において、Ｓｎ相の面積の割合が２％〜２５％であり、かつＣｕ−Ｓｎ合金相の面積の割合が７５％〜９８％であることを特徴とするものである。
図１は、一の実施形態の金属材料の縦断面を模式的に示したものである。図１に示す金属材料１０は、Ｃｕを主成分として含有する導電性基材１の片面に、Ｃｕ含有量が２０〜７０ａｔ％のＣｕ−Ｓｎ合金相と、Ｓｎ相とにより形成されためっき層２を備え、めっき層２の縦断面において、Ｃｕ−Ｓｎ合金相の面積の割合が８０％以上であり、めっき層２の表面２１において、Ｓｎ相の面積の割合が２％〜２５％であり、かつＣｕ−Ｓｎ合金相の面積の割合が７５％〜９８％である。また、図示の金属材料１０は、導電性基材１とめっき層２の間に、Ｎｉを主成分として含有する中間層３を有する構成の場合を示している。
以下、本発明の金属材料の各部について詳細に説明する。
（導電性基材）
導電性基材１は、Ｃｕを主成分として含有するものである。ここで、「Ｃｕを主成分として含有する」とは、Ｃｕを５０ａｔ％（原子％）以上含有することをいうが、Ｃｕを７０ａｔ％以上含有することが好ましく、９０ａｔ％以上含有することがより好ましく、９５％ａｔ以上含有することがさらに好ましく、９９％以上含有することが特に好ましい。
導電性基材１は、Ｃｕを主成分として含有するものである。ここで、「Ｃｕを主成分として含有する」とは、Ｃｕを５０ａｔ％（原子％）以上含有することをいうが、Ｃｕを７０ａｔ％以上含有することが好ましく、９０ａｔ％以上含有することがより好ましく、９５％ａｔ以上含有することがさらに好ましく、９９％以上含有することが特に好ましい。
導電性基材１は、銅または銅合金であってよい。銅合金としては、特に限定されないが、例えばＣｕ−Ｚｎ系合金、Ｃｕ−Ｚｎ−Ｎｉ系合金、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ系合金、Ｃｕ−Ｓｎ系合金、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ系合金、Ｃｕ−Ｃｒ−Ｍｇ系合金、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ−Ｚｎ−Ｓｎ−Ｍｇ系合金などが挙げられる。
導電性基材１の厚さとしては、特に限定されないが、０．０２〜０．１５ｍｍであることが好ましい。
導電性基材１の形状としては、特に限定されず、用途に応じて適宜選択することができ、例えば条材、板材、棒材、線材などであってよい。
（めっき層）
めっき層２は、導電性基材１の少なくとも片面側に最表層として形成されるものであり、Ｃｕ含有量が２０〜７０ａｔ％のＣｕ−Ｓｎ合金相と、Ｓｎ相とにより形成されるものである。
めっき層２は、導電性基材１の少なくとも片面側に最表層として形成されるものであり、Ｃｕ含有量が２０〜７０ａｔ％のＣｕ−Ｓｎ合金相と、Ｓｎ相とにより形成されるものである。
そして、このめっき層２の縦断面において、Ｃｕ−Ｓｎ合金相の面積の割合が８０％以上である。このように、Ｃｕ−Ｓｎ合金相の面積の割合が８０％以上であることにより、Ｓｎ摩耗粉の発生を効果的に抑制することができる。また、Ｃｕ−Ｓｎ合金相の面積の割合が８０％以上であることにより、導電性基材１中のＣｕが、上層であるめっき層の表面への拡散を抑制することもできる。一方で、Ｃｕ−Ｓｎ合金相の面積割合が８０％未満の場合、Ｃｕ−Ｓｎ相の粒子間および粒子の上部に存在するＳｎ残存量が多く、Ｓｎ摩耗粉の発生を抑制することができない。なお、めっき層２の縦断面におけるＣｕ−Ｓｎ合金相の面積の割合は、ＦＩＢ等の機器等を用いるか、または樹脂埋め研磨により断面出しをし、露出された縦断面をＳＥＭ観察の反射電子像（倍率：５０００倍）にて観察し、算出する。具体的には、原子量の大きなＳｎの含有量の違いにより生じるコントラストの違い（反射電子は原子番号依存性が二次電子に比べて強く、平均原子番号の大きな部分ほど明るく観察される）から判別する。
めっき層２の縦断面におけるＣｕ−Ｓｎ合金相の面積の割合としては、８０％以上であれば特に限定されないが、Ｓｎ摩耗粉の発生の抑制効果をより高める観点から、８５％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。
また、めっき層２の表面２１において、Ｓｎ相の面積の割合が２％〜２５％であり、かつＣｕ−Ｓｎ合金相の面積の割合が７５％〜９８％である。このように、めっき層２の表面２１におけるＣｕ−Ｓｎ合金相の面積の割合を、Ｓｎ相の面積の割合に比べて大きくすることで、硬度が高いＣｕ−Ｓｎ合金相が主として摺動の相手材と接触することになり、硬度が低くＳｎ摩耗粉を生じるＳｎ相が摺動の相手材と接触しにくくなり、Ｓｎ摩耗粉の発生を効果的に抑制することができる。なお、めっき層２の表面２１におけるＳｎ相の面積の割合、Ｃｕ−Ｓｎ合金層の面積の割合は、表面をＳＥＭ観察の反射電子像（倍率：２０００倍）にて観察し、算出する。具体的には、原子量の大きなＳｎの含有量の違いにより生じるコントラストの違い（反射電子は原子番号依存性が二次電子に比べて強く、平均原子番号の大きな部分ほど明るく観察される。）から判別する。
Ｓｎ摩耗粉の発生をより効果的に抑制する観点から、めっき層２の表面２１におけるＳｎ相の面積の割合としては、２％〜２０％であり、かつＣｕ−Ｓｎ合金相の面積の割合が８０％〜９８％であることが好ましい。
めっき層２の厚さとしては、特に限定されないが、０．３〜２．０μｍであることが好ましい。めっき層２の厚さが０．３μｍ以上であることにより、Ｃｕ−Ｓｎ合金が層として存在できる。めっき層２の厚さが２．０μｍ以下であることにより、Ｓｎ層が厚くなりすぎることを防止できる。
めっき層２の表面粗さＲｚとしては、特に限定されないが、１．５μｍ以下であることが好ましい。めっき層２の表面粗さＲｚが１．５μｍ以下であることにより、かかる金属材料の摺動性（耐摩耗性）を高めることができる。
めっき層２の表面に存在するＳｎ相を除去して測定したＣｕ−Ｓｎ合金相の表面粗さＲｚが、めっき層２の表面粗さＲｚより、０μｍ超０．５μｍ以下大きいことが好ましい。Ｃｕ−Ｓｎ合金相の表面粗さＲｚが、めっき層２の表面粗さＲｚより、０μｍ超０．５μｍ以下大きいことにより、かかる金属材料の摺動性（耐摩耗性）を高めることができる。なお、めっき層２の表面に存在するＳｎ相を除去して測定したＣｕ−Ｓｎ合金相の表面粗さＲｚの測定は、めっき層の表面に存在するＳｎ相を、１０質量％の硫酸と５質量％の過酸化水素と１質量％の２−プロパノールを含む水溶液を３０℃に調節し、１分間浸漬させてＳｎ相を除去した後に、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２０１３に準拠した触針式の表面粗さ計を用いて行った。また、Ｃｕ−Ｓｎ合金相の表面粗さＲｚは、圧延平行および直角方向についてそれぞれ複数回（例えばｎ＝３）測定し、これらの測定値の平均値とした。
（中間層）
必須の構成要素ではないが、金属材料１０においては、上述した導電性基材１とめっき層２の間に、Ｎｉを主成分として含有する中間層３を有していてもよい。ここで、「Ｎｉを主成分として含有する」とは、Ｎｉを５０ａｔ％以上含有することをいうが、Ｎｉを７０ａｔ％以上含有することが好ましく、９０ａｔ％以上含有することがより好ましく、９５ａｔ％以上含有することがさらに好ましく、９９ａｔ％以上含有することが特に好ましい。
必須の構成要素ではないが、金属材料１０においては、上述した導電性基材１とめっき層２の間に、Ｎｉを主成分として含有する中間層３を有していてもよい。ここで、「Ｎｉを主成分として含有する」とは、Ｎｉを５０ａｔ％以上含有することをいうが、Ｎｉを７０ａｔ％以上含有することが好ましく、９０ａｔ％以上含有することがより好ましく、９５ａｔ％以上含有することがさらに好ましく、９９ａｔ％以上含有することが特に好ましい。
導電性基材１とめっき層２が直接接触していると、高温環境で使用した場合、導電性基材１に含まれるＣｕがめっき層２中のＣｕ−Ｓｎ合金相中を介して、または直接Ｓｎ相中に拡散し、めっき層２の表面に現れて酸化銅を形成する結果として、接触抵抗が上昇することがある。もっとも、上述したとおり、この金属材料においては、Ｃｕ−Ｓｎ合金相の面積の割合が８０％以上であることにより、ＣｕがＳｎ相へ直接拡散することが十分に抑制されているが、より確実かつ強固に高温環境での接触抵抗の上昇を抑制する場合には、中間層３を設けてＣｕの拡散を防止し、高温環境で使用した場合であっても、接触抵抗の上昇を抑えることが好ましい。
中間層３は、ＮｉまたはＮｉ合金であってよい。Ｎｉ合金としては、特に限定されないが、例えばＮｉ−Ｐ系、Ｎｉ−Ｆｅ系、Ｎｉ−Ｂ系などが挙げられる。
中間層３の厚さとしては、特に限定されないが、例えば０．１〜３．０μｍであることが好ましく、０．２〜１．０μｍであることがより好ましい。
なお、中間層３には、ニッケル系材料で構成されたＮｉ含有層の代わりに、コバルトまたはコバルト合金層からなるコバルト（Ｃｏ）含有層を用いても、Ｎｉ含有層と同様の効果が得られる。
２．金属材料の製造方法
本発明の金属材料の製造方法は、上述した金属材料を製造する方法である。具体的に、この金属材料の製造方法は、ＣｕまたはＣｕ合金を主成分として含有する導電性基材の少なくとも片面に、Ｓｎめっきを形成する工程と、Ｓｎめっきを形成した導電性基材を、Ｓｎの融点以上かつ５００℃以下の第１温度まで加熱した後に、２４０〜３５０℃の温度範囲内の第２温度までを、酸素濃度１％以下の雰囲気下にて２００〜１０００℃／分の冷却速度で徐冷し、次いで、１８００〜３０００℃／分の冷却速度で急冷して、Ｓｎめっきをめっき層に改質するリフロー工程とを含む。
本発明の金属材料の製造方法は、上述した金属材料を製造する方法である。具体的に、この金属材料の製造方法は、ＣｕまたはＣｕ合金を主成分として含有する導電性基材の少なくとも片面に、Ｓｎめっきを形成する工程と、Ｓｎめっきを形成した導電性基材を、Ｓｎの融点以上かつ５００℃以下の第１温度まで加熱した後に、２４０〜３５０℃の温度範囲内の第２温度までを、酸素濃度１％以下の雰囲気下にて２００〜１０００℃／分の冷却速度で徐冷し、次いで、１８００〜３０００℃／分の冷却速度で急冷して、Ｓｎめっきをめっき層に改質するリフロー工程とを含む。
より具体的に金属材料の製造方法について説明する。まず、銅または銅合金からなる導電性基材上に、任意で、ＮｉまたはＮｉ合金からなる下地層を積層形成する。下地層を形成しない場合には基材上に、下地層を形成する場合には下地層上に、最表層として、Ｓｎめっきを形成する。
このようにしてＳｎめっきを形成した導電性基材を、例えば熱風発生炉などを用いて、Ｓｎの融点以上かつ５００℃以下の第１温度まで加熱する。
次に、例えば熱風発生炉などを用いて、２４０〜３５０℃の温度範囲内の第２温度までを、酸素濃度１％以下の雰囲気下にて２００〜１０００℃／分の冷却速度で徐冷する。
その後、例えば、３０〜８０℃の水を放水するなどして、冷却速度１８００〜３０００℃／分の冷却速度で急冷して、Ｓｎめっきを上述しためっき層に改質する。
このような金属材料の製造方法において、急冷の前に、２００〜１０００℃／分範囲の冷却速度で２４０〜３５０℃の温度範囲内の第２温度まで徐冷することにより、急冷のみを行った場合に比べてめっき表面が溶融した状態のまま、基材側のＳｎめっきとＣｕめっきとの間の固液反応が進行することができ、Ｃｕ−Ｓｎ合金相の生成量が増えるとともに、自徐冷後の急冷工程により表面が平滑である上述した金属材料を得ることができる。
なお、Ｓｎめっきを形成するためのめっき法としては、特に限定されないが、例えば電気めっきや無電解めっきのような湿式めっき、蒸着やスパッタのような乾式めっき等を用いることができる。これらの中でも、湿式めっきを用いることが好ましく、電気めっきを用いることがより好ましい。この際、Ｓｎめっき層を形成する際のめっき条件（めっき液中の浴組成、浴温、電流密度、処理時間、下地層を形成する際の浴温および電流密度など）は、めっき方法や、めっき層の化学種、めっき層の厚さなどに応じて適宜調整すればよい。
次に、本発明の効果をさらに明確にするために、実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
以下に示す製造方法により、発明例１〜８および比較例１〜６の試料を作製した。
［発明例１］
Ｃ２６００（黄銅）を電解脱脂、酸洗浄を施した後、表面にＳｎめっきを施した。Ｓｎめっきの条件は、硫酸ＳｎをＳｎ源とし、Ｓｎ濃度８０ｇ／Ｌ、浴温２５℃、電流密度２Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｓｎめっきを施したＣ２６００（黄銅）を熱風発生炉内に置き、２５０℃になるように加熱した後、２４０℃まで酸素濃度０．５％の雰囲気下にて冷却速度２００℃／分で徐冷し、その後、６０℃の水を放射して冷却速度１９００℃／分で急冷した。
Ｃ２６００（黄銅）を電解脱脂、酸洗浄を施した後、表面にＳｎめっきを施した。Ｓｎめっきの条件は、硫酸ＳｎをＳｎ源とし、Ｓｎ濃度８０ｇ／Ｌ、浴温２５℃、電流密度２Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｓｎめっきを施したＣ２６００（黄銅）を熱風発生炉内に置き、２５０℃になるように加熱した後、２４０℃まで酸素濃度０．５％の雰囲気下にて冷却速度２００℃／分で徐冷し、その後、６０℃の水を放射して冷却速度１９００℃／分で急冷した。
［発明例２］
コルソン合金を電解脱脂、酸洗浄を施した後、表面にＳｎめっきを施した。Ｓｎめっきの条件は、硫酸ＳｎをＳｎ源とし、Ｓｎ濃度８０ｇ／Ｌ、浴温２５℃、電流密度２Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｓｎめっきを施したコルソン合金を熱風加熱炉内に置き、３００℃となるように加熱した後、２５０℃まで酸素濃度０．１％の雰囲気下にて冷却速度１０００℃／分で徐冷し、その後、６０℃の水を放射して冷却速度２２００℃／分で急冷した。
コルソン合金を電解脱脂、酸洗浄を施した後、表面にＳｎめっきを施した。Ｓｎめっきの条件は、硫酸ＳｎをＳｎ源とし、Ｓｎ濃度８０ｇ／Ｌ、浴温２５℃、電流密度２Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｓｎめっきを施したコルソン合金を熱風加熱炉内に置き、３００℃となるように加熱した後、２５０℃まで酸素濃度０．１％の雰囲気下にて冷却速度１０００℃／分で徐冷し、その後、６０℃の水を放射して冷却速度２２００℃／分で急冷した。
［発明例３］
Ｃ２６００（黄銅）を電解脱脂、酸洗浄を施した後、表面にＮｉめっきを施した。Ｎｉめっきの条件は、スルファミン酸ＮｉをＮｉ源とし、Ｎｉ濃度２５０ｇ／Ｌ、浴温６０℃、電流密度１０Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｎｉめっきの表面にＣｕめっきを施した。Ｃｕめっきの条件は、硫酸銅をＣｕ源とし、Ｃｕ濃度を２５０ｇ／Ｌ、浴温４０℃、電流密度は１０Ａ／ｄｍ２とした。Ｃｕめっきの表面にＳｎめっきを施した。Ｓｎめっきの条件は、硫酸ＳｎをＳｎ源とし、Ｓｎ濃度８０ｇ／Ｌ、浴温２５℃、電流密度２Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｓｎめっきを施したＣ２６００を熱風加熱炉内に置き、３００℃となるように加熱した後、２５０℃まで酸素濃度０．５％の雰囲気下にて冷却速度５００℃／分で徐冷し、その後、６０℃の水を放射して冷却速度２０００℃／分で急冷した。
Ｃ２６００（黄銅）を電解脱脂、酸洗浄を施した後、表面にＮｉめっきを施した。Ｎｉめっきの条件は、スルファミン酸ＮｉをＮｉ源とし、Ｎｉ濃度２５０ｇ／Ｌ、浴温６０℃、電流密度１０Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｎｉめっきの表面にＣｕめっきを施した。Ｃｕめっきの条件は、硫酸銅をＣｕ源とし、Ｃｕ濃度を２５０ｇ／Ｌ、浴温４０℃、電流密度は１０Ａ／ｄｍ２とした。Ｃｕめっきの表面にＳｎめっきを施した。Ｓｎめっきの条件は、硫酸ＳｎをＳｎ源とし、Ｓｎ濃度８０ｇ／Ｌ、浴温２５℃、電流密度２Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｓｎめっきを施したＣ２６００を熱風加熱炉内に置き、３００℃となるように加熱した後、２５０℃まで酸素濃度０．５％の雰囲気下にて冷却速度５００℃／分で徐冷し、その後、６０℃の水を放射して冷却速度２０００℃／分で急冷した。
［発明例４］
コルソン銅を電解脱脂、酸洗浄を施した後、表面にＮｉめっきを施した。Ｎｉめっきの条件は、スルファミン酸ＮｉをＮｉ源とし、Ｎｉ濃度２５０ｇ／Ｌ、浴温６０℃、電流密度１０Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｎｉめっきの表面にＣｕめっきを施した。Ｃｕめっきの条件は、硫酸銅をＣｕ源とし、Ｃｕ濃度を２５０ｇ／Ｌ、浴温４０℃、電流密度は１０Ａ／ｄｍ２とした。Ｃｕめっきの表面にＳｎめっきを施した。Ｓｎめっきの条件は、硫酸ＳｎをＳｎ源とし、Ｓｎ濃度８０ｇ／Ｌ、浴温２５℃、電流密度２Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｓｎめっきを施したコルソン銅を熱風加熱炉内に置き、３５０℃なるように加熱した後、２７５℃まで酸素濃度０．２％の雰囲気下にて冷却速度９００℃／分で徐冷し、その後、５０℃の水を放射して冷却速度２７００℃／分で急冷した
コルソン銅を電解脱脂、酸洗浄を施した後、表面にＮｉめっきを施した。Ｎｉめっきの条件は、スルファミン酸ＮｉをＮｉ源とし、Ｎｉ濃度２５０ｇ／Ｌ、浴温６０℃、電流密度１０Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｎｉめっきの表面にＣｕめっきを施した。Ｃｕめっきの条件は、硫酸銅をＣｕ源とし、Ｃｕ濃度を２５０ｇ／Ｌ、浴温４０℃、電流密度は１０Ａ／ｄｍ２とした。Ｃｕめっきの表面にＳｎめっきを施した。Ｓｎめっきの条件は、硫酸ＳｎをＳｎ源とし、Ｓｎ濃度８０ｇ／Ｌ、浴温２５℃、電流密度２Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｓｎめっきを施したコルソン銅を熱風加熱炉内に置き、３５０℃なるように加熱した後、２７５℃まで酸素濃度０．２％の雰囲気下にて冷却速度９００℃／分で徐冷し、その後、５０℃の水を放射して冷却速度２７００℃／分で急冷した
［発明例５］
コルソン銅を電解脱脂、酸洗浄を施した後、表面にＮｉめっきを施した。Ｎｉめっきの条件は、スルファミン酸ＮｉをＮｉ源とし、Ｎｉ濃度２５０ｇ／Ｌ、浴５５℃、電流密度１０Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｎｉめっきの表面にＣｕめっきを施した。Ｃｕめっきの条件は、硫酸銅をＣｕ源とし、Ｃｕ濃度を２５０ｇ／Ｌ、浴温４０℃、電流密度は７．５Ａ／ｄｍ２とした。Ｃｕめっきの表面にＳｎめっきを施した。Ｓｎめっきの条件は、硫酸ＳｎをＳｎ源とし、Ｓｎ濃度１００ｇ／Ｌ、浴温２０℃、電流密度３Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｓｎめっきを施したコルソン銅を熱風加熱炉内に置き、４００℃なるように加熱した後、３００℃まで酸素濃度０．９％の雰囲気下にて冷却速度１０００℃／分で徐冷し、その後、７０℃の水を放射して冷却速度２７００℃／分で急冷した
コルソン銅を電解脱脂、酸洗浄を施した後、表面にＮｉめっきを施した。Ｎｉめっきの条件は、スルファミン酸ＮｉをＮｉ源とし、Ｎｉ濃度２５０ｇ／Ｌ、浴５５℃、電流密度１０Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｎｉめっきの表面にＣｕめっきを施した。Ｃｕめっきの条件は、硫酸銅をＣｕ源とし、Ｃｕ濃度を２５０ｇ／Ｌ、浴温４０℃、電流密度は７．５Ａ／ｄｍ２とした。Ｃｕめっきの表面にＳｎめっきを施した。Ｓｎめっきの条件は、硫酸ＳｎをＳｎ源とし、Ｓｎ濃度１００ｇ／Ｌ、浴温２０℃、電流密度３Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｓｎめっきを施したコルソン銅を熱風加熱炉内に置き、４００℃なるように加熱した後、３００℃まで酸素濃度０．９％の雰囲気下にて冷却速度１０００℃／分で徐冷し、その後、７０℃の水を放射して冷却速度２７００℃／分で急冷した
［発明例６］
コルソン銅を電解脱脂、酸洗浄を施した後、表面にＮｉめっきを施した。Ｎｉめっきの条件は、スルファミン酸ＮｉをＮｉ源とし、Ｎｉ濃度３００ｇ／Ｌ、浴温５５℃、電流密度７．５Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｎｉめっきの表面にＣｕめっきを施した。Ｃｕめっきの条件は、硫酸銅をＣｕ源とし、Ｃｕ濃度を３００ｇ／Ｌ、浴温４０℃、電流密度は１０Ａ／ｄｍ２とした。Ｃｕめっきの表面にＳｎめっきを施した。Ｓｎめっきの条件は、硫酸ＳｎをＳｎ源とし、Ｓｎ濃度１００ｇ／Ｌ、浴温２０℃、電流密度３Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｓｎめっきを施したコルソン銅をバーナー炉内に置き、５００℃なるように加熱した後、３５０℃まで酸素濃度０．２％の雰囲気下にて冷却速度１０００℃／分で徐冷し、その後、５０℃の水を放射して冷却速度１８００℃／分で急冷した
コルソン銅を電解脱脂、酸洗浄を施した後、表面にＮｉめっきを施した。Ｎｉめっきの条件は、スルファミン酸ＮｉをＮｉ源とし、Ｎｉ濃度３００ｇ／Ｌ、浴温５５℃、電流密度７．５Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｎｉめっきの表面にＣｕめっきを施した。Ｃｕめっきの条件は、硫酸銅をＣｕ源とし、Ｃｕ濃度を３００ｇ／Ｌ、浴温４０℃、電流密度は１０Ａ／ｄｍ２とした。Ｃｕめっきの表面にＳｎめっきを施した。Ｓｎめっきの条件は、硫酸ＳｎをＳｎ源とし、Ｓｎ濃度１００ｇ／Ｌ、浴温２０℃、電流密度３Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｓｎめっきを施したコルソン銅をバーナー炉内に置き、５００℃なるように加熱した後、３５０℃まで酸素濃度０．２％の雰囲気下にて冷却速度１０００℃／分で徐冷し、その後、５０℃の水を放射して冷却速度１８００℃／分で急冷した
［発明例７］
黄銅を電解脱脂、酸洗浄を施した後、表面にＮｉめっきを施した。Ｎｉめっきの条件は、スルファミン酸ＮｉをＮｉ源とし、Ｎｉ濃度２５０ｇ／Ｌ、浴５５℃、電流密度１０Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｎｉめっきの表面にＣｕめっきを施した。Ｃｕめっきの条件は、硫酸銅をＣｕ源とし、Ｃｕ濃度を２５０ｇ／Ｌ、浴温４０℃、電流密度は７．５Ａ／ｄｍ２とした。Ｃｕめっきの表面にＳｎめっきを施した。Ｓｎめっきの条件は、硫酸ＳｎをＳｎ源とし、Ｓｎ濃度１００ｇ／Ｌ、浴温２０℃、電流密度３Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｓｎめっきを施した黄銅を熱風加熱炉内に置き、４００℃になるように加熱した後、３００℃まで酸素濃度０．１％の雰囲気下にて冷却速度１０００℃／分で徐冷し、その後、６０℃の水を放射して冷却速度３０００℃／分で急冷した
黄銅を電解脱脂、酸洗浄を施した後、表面にＮｉめっきを施した。Ｎｉめっきの条件は、スルファミン酸ＮｉをＮｉ源とし、Ｎｉ濃度２５０ｇ／Ｌ、浴５５℃、電流密度１０Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｎｉめっきの表面にＣｕめっきを施した。Ｃｕめっきの条件は、硫酸銅をＣｕ源とし、Ｃｕ濃度を２５０ｇ／Ｌ、浴温４０℃、電流密度は７．５Ａ／ｄｍ２とした。Ｃｕめっきの表面にＳｎめっきを施した。Ｓｎめっきの条件は、硫酸ＳｎをＳｎ源とし、Ｓｎ濃度１００ｇ／Ｌ、浴温２０℃、電流密度３Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｓｎめっきを施した黄銅を熱風加熱炉内に置き、４００℃になるように加熱した後、３００℃まで酸素濃度０．１％の雰囲気下にて冷却速度１０００℃／分で徐冷し、その後、６０℃の水を放射して冷却速度３０００℃／分で急冷した
［発明例８］
コルソン銅を電解脱脂、酸洗浄を施した後、表面にＮｉめっきを施した。Ｎｉめっきの条件は、スルファミン酸ＮｉをＮｉ源とし、Ｎｉ濃度３００ｇ／Ｌ、浴温５５℃、電流密度７．５Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｎｉめっきの表面にＣｕめっきを施した。Ｃｕめっきの条件は、硫酸銅をＣｕ源とし、Ｃｕ濃度を３００ｇ／Ｌ、浴温４０℃、電流密度は１０Ａ／ｄｍ２とした。Ｃｕめっきの表面にＳｎめっきを施した。Ｓｎめっきの条件は、硫酸ＳｎをＳｎ源とし、Ｓｎ濃度１００ｇ／Ｌ、浴温２０℃、電流密度３Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｓｎめっきを施したコルソン銅を熱風加熱炉内に置き、５００℃なるように加熱した後、３００℃まで酸素濃度０．１％の雰囲気下にて冷却速度１０００℃／分で徐冷し、その後、５０℃の水を放射して冷却速度１８００℃／分で急冷した
コルソン銅を電解脱脂、酸洗浄を施した後、表面にＮｉめっきを施した。Ｎｉめっきの条件は、スルファミン酸ＮｉをＮｉ源とし、Ｎｉ濃度３００ｇ／Ｌ、浴温５５℃、電流密度７．５Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｎｉめっきの表面にＣｕめっきを施した。Ｃｕめっきの条件は、硫酸銅をＣｕ源とし、Ｃｕ濃度を３００ｇ／Ｌ、浴温４０℃、電流密度は１０Ａ／ｄｍ２とした。Ｃｕめっきの表面にＳｎめっきを施した。Ｓｎめっきの条件は、硫酸ＳｎをＳｎ源とし、Ｓｎ濃度１００ｇ／Ｌ、浴温２０℃、電流密度３Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｓｎめっきを施したコルソン銅を熱風加熱炉内に置き、５００℃なるように加熱した後、３００℃まで酸素濃度０．１％の雰囲気下にて冷却速度１０００℃／分で徐冷し、その後、５０℃の水を放射して冷却速度１８００℃／分で急冷した
［比較例１］
Ｃ２６００（黄銅）を電解脱脂、酸洗浄を施した後、表面にＳｎめっきを施した。Ｓｎめっきの条件は、硫酸ＳｎをＳｎ源とし、Ｓｎ濃度８０ｇ／Ｌ、浴温２５℃、電流密度２Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｓｎめっきを施したＣ２６００を熱風加熱炉内に置き、３００℃となるように加熱した後に９０℃の水を放射して冷却速度９００℃／分で冷却した。
Ｃ２６００（黄銅）を電解脱脂、酸洗浄を施した後、表面にＳｎめっきを施した。Ｓｎめっきの条件は、硫酸ＳｎをＳｎ源とし、Ｓｎ濃度８０ｇ／Ｌ、浴温２５℃、電流密度２Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｓｎめっきを施したＣ２６００を熱風加熱炉内に置き、３００℃となるように加熱した後に９０℃の水を放射して冷却速度９００℃／分で冷却した。
［比較例２］
コルソン合金を電解脱脂、酸洗浄を施した後、表面にＳｎめっきを施した。Ｓｎめっきの条件は、硫酸ＳｎをＳｎ源とし、Ｓｎ濃度８０ｇ／Ｌ、浴温２５℃、電流密度２Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｓｎめっきを施したコルソン合金を熱風加熱炉内に置き、３００℃となるように加熱した後に９０℃の水を放射して冷却速度９００℃／分で冷却した。
コルソン合金を電解脱脂、酸洗浄を施した後、表面にＳｎめっきを施した。Ｓｎめっきの条件は、硫酸ＳｎをＳｎ源とし、Ｓｎ濃度８０ｇ／Ｌ、浴温２５℃、電流密度２Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｓｎめっきを施したコルソン合金を熱風加熱炉内に置き、３００℃となるように加熱した後に９０℃の水を放射して冷却速度９００℃／分で冷却した。
［比較例３］
Ｃ２６００（黄銅）を電解脱脂、酸洗浄を施した後、表面にＳｎめっきを施した。Ｓｎめっきの条件は、硫酸ＳｎをＳｎ源とし、Ｓｎ濃度８０ｇ／Ｌ、浴温２５℃、電流密度２Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｓｎめっきを施したＣ２６００（黄銅）を熱風発生炉内に置き、３５０℃になるように加熱した後３００℃まで酸素濃度２％の雰囲気下にて冷却速度２００℃／分で徐冷し、その後、６０℃の水を放射して冷却速度１９００℃／分で急冷した。
Ｃ２６００（黄銅）を電解脱脂、酸洗浄を施した後、表面にＳｎめっきを施した。Ｓｎめっきの条件は、硫酸ＳｎをＳｎ源とし、Ｓｎ濃度８０ｇ／Ｌ、浴温２５℃、電流密度２Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｓｎめっきを施したＣ２６００（黄銅）を熱風発生炉内に置き、３５０℃になるように加熱した後３００℃まで酸素濃度２％の雰囲気下にて冷却速度２００℃／分で徐冷し、その後、６０℃の水を放射して冷却速度１９００℃／分で急冷した。
［比較例４］
コルソン銅を電解脱脂、酸洗浄を施した後、表面にＮｉめっきを施した。Ｎｉめっきの条件は、スルファミン酸ＮｉをＮｉ源とし、Ｎｉ濃度２５０ｇ／Ｌ、浴５５℃、電流密度１０Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｎｉめっきの表面にＣｕめっきを施した。Ｃｕめっきの条件は、硫酸銅をＣｕ源とし、Ｃｕ濃度を２５０ｇ／Ｌ、浴温４０℃、電流密度は７．５Ａ／ｄｍ２とした。Ｃｕめっきの表面にＳｎめっきを施した。Ｓｎめっきの条件は、硫酸ＳｎをＳｎ源とし、Ｓｎ濃度１００ｇ／Ｌ、浴温２０℃、電流密度３Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｓｎめっきを施したコルソン銅をバーナー炉内に置き、３５０℃なるように加熱した後、２００℃まで酸素濃度０．９％の雰囲気下にて冷却速度１０００℃／分で徐冷し、その後、５０℃の水を放射して冷却速度１８００℃／分で急冷した。
コルソン銅を電解脱脂、酸洗浄を施した後、表面にＮｉめっきを施した。Ｎｉめっきの条件は、スルファミン酸ＮｉをＮｉ源とし、Ｎｉ濃度２５０ｇ／Ｌ、浴５５℃、電流密度１０Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｎｉめっきの表面にＣｕめっきを施した。Ｃｕめっきの条件は、硫酸銅をＣｕ源とし、Ｃｕ濃度を２５０ｇ／Ｌ、浴温４０℃、電流密度は７．５Ａ／ｄｍ２とした。Ｃｕめっきの表面にＳｎめっきを施した。Ｓｎめっきの条件は、硫酸ＳｎをＳｎ源とし、Ｓｎ濃度１００ｇ／Ｌ、浴温２０℃、電流密度３Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｓｎめっきを施したコルソン銅をバーナー炉内に置き、３５０℃なるように加熱した後、２００℃まで酸素濃度０．９％の雰囲気下にて冷却速度１０００℃／分で徐冷し、その後、５０℃の水を放射して冷却速度１８００℃／分で急冷した。
［比較例５］
コルソン銅を電解脱脂、酸洗浄を施した後、表面にＮｉめっきを施した。Ｎｉめっきの条件は、スルファミン酸ＮｉをＮｉ源とし、Ｎｉ濃度２５０ｇ／Ｌ、浴５５℃、電流密度１０Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｎｉめっきの表面にＣｕめっきを施した。Ｃｕめっきの条件は、硫酸銅をＣｕ源とし、Ｃｕ濃度を２５０ｇ／Ｌ、浴温４０℃、電流密度は７．５Ａ／ｄｍ２とした。Ｃｕめっきの表面にＳｎめっきを施した。Ｓｎめっきの条件は、硫酸ＳｎをＳｎ源とし、Ｓｎ濃度１００ｇ／Ｌ、浴温２０℃、電流密度３Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｓｎめっきを施したコルソン銅を熱風加熱炉内に置き、２３０℃になるように加熱した後、６０℃の水を放射して１０００℃／分で冷却した。
コルソン銅を電解脱脂、酸洗浄を施した後、表面にＮｉめっきを施した。Ｎｉめっきの条件は、スルファミン酸ＮｉをＮｉ源とし、Ｎｉ濃度２５０ｇ／Ｌ、浴５５℃、電流密度１０Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｎｉめっきの表面にＣｕめっきを施した。Ｃｕめっきの条件は、硫酸銅をＣｕ源とし、Ｃｕ濃度を２５０ｇ／Ｌ、浴温４０℃、電流密度は７．５Ａ／ｄｍ２とした。Ｃｕめっきの表面にＳｎめっきを施した。Ｓｎめっきの条件は、硫酸ＳｎをＳｎ源とし、Ｓｎ濃度１００ｇ／Ｌ、浴温２０℃、電流密度３Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｓｎめっきを施したコルソン銅を熱風加熱炉内に置き、２３０℃になるように加熱した後、６０℃の水を放射して１０００℃／分で冷却した。
［比較例６］
コルソン銅を電解脱脂、酸洗浄を施した後、表面にＮｉめっきを施した。Ｎｉめっきの条件は、スルファミン酸ＮｉをＮｉ源とし、Ｎｉ濃度２５０ｇ／Ｌ、浴５５℃、電流密度１０Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｎｉめっきの表面にＳｎめっきを施した。Ｓｎめっきの条件は、硫酸ＳｎをＳｎ源とし、Ｓｎ濃度１００ｇ／Ｌ、浴温２０℃、電流密度３Ａ／ｄｍ２とした。
コルソン銅を電解脱脂、酸洗浄を施した後、表面にＮｉめっきを施した。Ｎｉめっきの条件は、スルファミン酸ＮｉをＮｉ源とし、Ｎｉ濃度２５０ｇ／Ｌ、浴５５℃、電流密度１０Ａ／ｄｍ２とした。次いで、Ｎｉめっきの表面にＳｎめっきを施した。Ｓｎめっきの条件は、硫酸ＳｎをＳｎ源とし、Ｓｎ濃度１００ｇ／Ｌ、浴温２０℃、電流密度３Ａ／ｄｍ２とした。
以上のようにして作製した試料について、その構造および特性について評価し、その製造条件とともに表１に示した。
（めっき層の表面粗さＲｚの測定）
ＪＩＳ Ｂ０６０１：２０１３に準拠した触針式の表面粗さ形を用いて、めっき層の圧延平行および直角方向についての表面粗さをそれぞれ測定した。また、めっき層の表面粗さＲｚは、圧延平行および直角方向についてそれぞれ３回測定し、これらの測定値の平均値とした。
ＪＩＳ Ｂ０６０１：２０１３に準拠した触針式の表面粗さ形を用いて、めっき層の圧延平行および直角方向についての表面粗さをそれぞれ測定した。また、めっき層の表面粗さＲｚは、圧延平行および直角方向についてそれぞれ３回測定し、これらの測定値の平均値とした。
（Ｃｕ−Ｓｎ合金相の表面粗さＲｚの測定）
めっき層の表面に存在するＳｎ相を、１０質量％の硫酸と５質量％の過酸化水素と１質量％の２−プロパノールを含む水溶液を３０℃に調節し、１分間浸漬させてＳｎ相を除去した。次いで、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２０１３に準拠した触針式の表面粗さ形を用いて、めっき層の圧延平行および直角方向についての表面粗さをそれぞれ測定した。また、Ｃｕ−Ｓｎ合金相の表面粗さＲｚは、圧延平行および直角方向についてそれぞれ３回測定し、これらの測定値の平均値とした。
めっき層の表面に存在するＳｎ相を、１０質量％の硫酸と５質量％の過酸化水素と１質量％の２−プロパノールを含む水溶液を３０℃に調節し、１分間浸漬させてＳｎ相を除去した。次いで、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２０１３に準拠した触針式の表面粗さ形を用いて、めっき層の圧延平行および直角方向についての表面粗さをそれぞれ測定した。また、Ｃｕ−Ｓｎ合金相の表面粗さＲｚは、圧延平行および直角方向についてそれぞれ３回測定し、これらの測定値の平均値とした。
（動摩擦係数の測定）
表面性測定機（新東科学株式会社製、ＴＹＰＥ：１４）を用い、各試料の表層を形成した表面を、Ａｇ表面被覆張り出し加工材（表層に膜厚３μｍのＡｇ層を有する無酸素銅Ｃ１０２０、張り出し加工部の曲率半径が５ｍｍ）に対し、移動速度１００ｍｍ／ｍｉｎ、摺動距離５ｍｍ、接触荷重を５Ｎで、導電材を１５回往復摺動させ、１５回目の摺動時の数値を動摩擦係数として測定し、以下の基準で評価した。
○：０．３未満
△：０．３以上０．６未満
×：０．６以上
表面性測定機（新東科学株式会社製、ＴＹＰＥ：１４）を用い、各試料の表層を形成した表面を、Ａｇ表面被覆張り出し加工材（表層に膜厚３μｍのＡｇ層を有する無酸素銅Ｃ１０２０、張り出し加工部の曲率半径が５ｍｍ）に対し、移動速度１００ｍｍ／ｍｉｎ、摺動距離５ｍｍ、接触荷重を５Ｎで、導電材を１５回往復摺動させ、１５回目の摺動時の数値を動摩擦係数として測定し、以下の基準で評価した。
○：０．３未満
△：０．３以上０．６未満
×：０．６以上
（摩耗耐久性試験）
動摩擦係数測定後の接点部分をＳＥＭの２００倍にて観察し、Ｓｎ摩耗粉の発生の有無を評価した。
動摩擦係数測定後の接点部分をＳＥＭの２００倍にて観察し、Ｓｎ摩耗粉の発生の有無を評価した。
（耐熱性試験：接触抵抗値の測定）
大気雰囲気下において１５０℃で１０００時間加熱した。加熱後、導電材（各試料）と、Ａｇ表面被覆張り出し加工材（表層に膜厚３μｍのＡｇ層を有する無酸素銅Ｃ１０２０、張り出し加工部の曲率半径が５ｍｍ）との間の接触抵抗を、四端子法により測定して求めた。ＤＣ電流源として株式会社ＴＦＦ ケースレーインスツルメンツ社製 ６２２０型ＤＣ電流ソースを用い、電気抵抗の測定には電流測定器（同社製 ２１８２Ａ型ナノボルトメータ）を用いた。任意の５箇所における接触抵抗値を測定し、各々平均値（ｎ＝５）を算出し、以下の基準で評価した。
◎：１０ｍΩ未満
〇：１０ｍΩ以上２０ｍΩ未満
△：２０ｍΩ以上
大気雰囲気下において１５０℃で１０００時間加熱した。加熱後、導電材（各試料）と、Ａｇ表面被覆張り出し加工材（表層に膜厚３μｍのＡｇ層を有する無酸素銅Ｃ１０２０、張り出し加工部の曲率半径が５ｍｍ）との間の接触抵抗を、四端子法により測定して求めた。ＤＣ電流源として株式会社ＴＦＦ ケースレーインスツルメンツ社製 ６２２０型ＤＣ電流ソースを用い、電気抵抗の測定には電流測定器（同社製 ２１８２Ａ型ナノボルトメータ）を用いた。任意の５箇所における接触抵抗値を測定し、各々平均値（ｎ＝５）を算出し、以下の基準で評価した。
◎：１０ｍΩ未満
〇：１０ｍΩ以上２０ｍΩ未満
△：２０ｍΩ以上
Ｃｕを主成分として含有する導電性基材の少なくとも片面側に、Ｃｕ含有量が２０〜７０ａｔ％のＣｕ−Ｓｎ合金相と、Ｓｎ相とにより形成されためっき層を備え、めっき層の縦断面において、Ｃｕ−Ｓｎ合金相の面積の割合が８０％以上であり、めっき層の表面において、Ｓｎ相の面積の割合が２％〜２５％であり、かつＣｕ−Ｓｎ合金相の面積の割合が７５％〜９８％である実施例１の試料は、摺動抵抗が小さく、プレス加工時にＳｎ摩耗粉が発生しにくく、かつ高温環境で使用した場合であっても、接触抵抗の上昇が抑制される。
めっき層の縦断面におけるＣｕ−Ｓｎ合金相の面積の割合が７０％であり、めっき層の表面において、Ｓｎ相の面積の割合が３０％であり、かつＣｕ−Ｓｎ合金相の面積の割合が７０％である比較例１〜３の試料では、摺動抵抗は小さいが、プレス加工時にＳｎ摩耗粉が発生しやすく、かつ高温環境で使用した場合に、接触抵抗が上昇する。
めっき層の縦断面におけるＣｕ−Ｓｎ合金相の面積の割合が３０％であり、めっき層の表面において、Ｓｎ相の面積の割合が１００％であり、かつＣｕ−Ｓｎ合金相の面積の割合が０％である比較例４、５の試料では、高温環境で使用した場合に、接触抵抗の上昇は抑制されるが、摺動抵抗が大きく、プレス加工時にＳｎ摩耗粉が発生しやすい。
めっき層の縦断面においてＣｕ−Ｓｎ合金相を有さず（面積の割合が０％であり）、めっき層の表面において、Ｓｎ相の面積の割合が１００％であり、かつＣｕ−Ｓｎ合金相の面積の割合が０％である比較例６の試料では、高温環境で使用した場合に、接触抵抗の上昇は抑制されるが、摺動抵抗が大きく、プレス加工時にＳｎ摩耗粉が発生しやすい。
１０ 金属材料
１ 導電性基材
２ めっき層
２１ 表面
３ 中間層
１ 導電性基材
２ めっき層
２１ 表面
３ 中間層
Claims (4)
- Ｃｕを主成分として含有する導電性基材の少なくとも片面側に、Ｃｕ含有量が２０〜７０ａｔ％のＣｕ−Ｓｎ合金相と、Ｓｎ相とにより形成されためっき層を備え、
前記めっき層の縦断面において、前記Ｃｕ−Ｓｎ合金相の面積の割合が８０％以上であり、
前記めっき層の表面において、前記Ｓｎ相の面積の割合が２％〜２５％であり、かつ前記Ｃｕ−Ｓｎ合金相の面積の割合が７５％〜９８％であることを特徴とする金属材料。 - 前記めっき層の表面粗さＲｚが１．５μｍ以下であり、
前記めっき層の表面に存在する前記Ｓｎ相を除去して測定した前記Ｃｕ−Ｓｎ合金相の表面粗さＲｚが、前記めっき層の表面粗さＲｚより、０μｍ超０．５μｍ以下大きい、請求項１に記載の金属材料。 - 前記導電性基材と前記めっき層との間にＮｉを主成分として含有する中間層が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の金属材料。
- 請求項１、２または３の金属材料を製造する方法であって、
Ｃｕを主成分として含有する導電性基材の少なくとも片面に、Ｓｎめっきを形成する工程と、
前記Ｓｎめっきを形成した前記導電性基材を、Ｓｎの融点以上かつ５００℃以下の第１温度まで加熱した後に、２４０〜３５０℃の温度範囲内の第２温度までを、酸素濃度１％以下の雰囲気下にて２００〜１０００℃／分の冷却速度で徐冷し、次いで、１８００〜３０００℃／分の冷却速度で急冷して、前記Ｓｎめっきを前記めっき層に改質するリフロー工程と
を含む、金属材料の製造方法。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007247060A (ja) * | 2006-02-20 | 2007-09-27 | Furukawa Electric Co Ltd:The | めっき材料および前記めっき材料が用いられた電気電子部品 |
| JP2015180770A (ja) * | 2014-03-04 | 2015-10-15 | Ｄｏｗａメタルテック株式会社 | Ｓｎめっき材およびその製造方法 |
| JP2017048422A (ja) * | 2015-09-01 | 2017-03-09 | Ｄｏｗａメタルテック株式会社 | Ｓｎめっき材およびその製造方法 |
| JP2019112666A (ja) * | 2017-12-22 | 2019-07-11 | 古河電気工業株式会社 | 導電材 |
-
2020
- 2020-04-15 JP JP2020072645A patent/JP2021169643A/ja active Pending
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