JP2022068422A - Composite material, method of producing composite material, terminal, and method of producing terminal - Google Patents

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浩隆 小谷
Hirotaka Kotani
宏人 成枝
Hiroto Narueda
隆夫 冨谷
Takao Tomitani
龍大 土井
Tatsuhiro DOI
有紀也 加藤
Yukiya Kato
裕貴 ▲高▼橋
Hirotaka Takahashi
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Abstract

To provide a composite material excellent both in abrasion resistance and in bendability.SOLUTION: The composite material comprises a composite film constituted of a silver layer containing carbon particles and formed on a material, which composite film has Vickers hardness of not lower than 100, with the carbon particles being uniformly dispersed in the composite film.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、素材上に所定の複合被膜が形成されてなる複合材およびその製造方法等に関し、特に、スイッチやコネクタなどの摺動接点部品などの材料として使用される複合材およびその製造方法等に関する。 The present invention relates to a composite material in which a predetermined composite coating is formed on a material and a method for manufacturing the same, and in particular, a composite material used as a material for sliding contact parts such as switches and connectors, and a method for manufacturing the same. Regarding.

従来、スイッチやコネクタなどの摺動電気接点部品などの材料として、摺動過程における加熱による銅(Cu)や銅合金などの導体素材の酸化(腐食)を防止するために、導体素材に金めっきや錫めっきを施しためっき材が使用されている。 Conventionally, as a material for sliding electrical contact parts such as switches and connectors, the conductor material is gold-plated in order to prevent oxidation (corrosion) of the conductor material such as copper (Cu) and copper alloy due to heating during the sliding process. And tin-plated plating materials are used.

しかし、例えば自動車の電動化や自動運転化が進む中で、車載向けのスイッチやコネクタには今まで以上に高い耐摩耗性などの信頼性が求められている。錫めっきは摩耗しやすく酸化もすることから十分な信頼性が得られない。また金めっきは求められている特性にかなうものの、非常に高価であるという難点がある。 However, with the progress of electrification and automatic driving of automobiles, for example, switches and connectors for automobiles are required to have higher reliability such as wear resistance than ever before. Since tin plating is easily worn and oxidizes, sufficient reliability cannot be obtained. Gold plating meets the required characteristics, but has the disadvantage of being extremely expensive.

そこで酸化しにくく金より安価な銀めっきの適用が始まっている。
しかし一般に銀めっきは軟質で摺動により摩耗しやすい、また銀同士が凝着するため銀めっき材は摩擦係数が高いという問題がある。
Therefore, the application of silver plating, which is hard to oxidize and is cheaper than gold, has begun.
However, in general, silver plating has a problem that it is soft and easily worn by sliding, and silver plating has a high coefficient of friction because silver adheres to each other.

この問題を解消するため、耐熱性、耐摩耗性及び潤滑性に優れた黒鉛やカーボンブラックなどの炭素粒子を銀マトリクス中に分散させた複合被膜が電気めっきにより素材上に形成されてなる複合材が提案されている(例えば特許文献1及び2)。 In order to solve this problem, a composite material in which carbon particles such as graphite and carbon black, which have excellent heat resistance, wear resistance and lubricity, are dispersed in a silver matrix is formed on the material by electroplating. Have been proposed (eg, Patent Documents 1 and 2).

前記問題の他の解決方法として、素材上に特定の結晶配向の第1の銀めっき層を形成し、その銀めっき層の上にアンチモンを含む第2の銀めっき層を形成した銀めっき材も提案されている(特許文献3)。 As another solution to the above problem, a silver-plated material in which a first silver-plated layer having a specific crystal orientation is formed on the material and a second silver-plated layer containing antimony is formed on the silver-plated layer is also available. It has been proposed (Patent Document 3).

特開2007-16250号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-16250 特開平9-7445号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-7445 特開2013-189680号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-189680

摺動について考えると、例えば突起状物が板の上を摺動するとき、板の各部分は突起状物が接触しているときだけ摺動による力がかかっているが、突起状物の方は常に摺動による力がかかっている。このため、突起状物(例えばメス端子)として使用されるめっき材には、非常に高い耐摩耗性が求められ、特許文献1や2の複合材ではこの要求を満足できない。特許文献3の銀めっき材は、非常に硬く耐摩耗性に特に優れており、前記の要求を満足し得る。 Considering sliding, for example, when a protrusion slides on a plate, each part of the plate receives a force due to the sliding only when the protrusion is in contact, but the protrusion Is always under the force of sliding. Therefore, the plating material used as a protrusion (for example, a female terminal) is required to have extremely high wear resistance, and the composite material of Patent Documents 1 and 2 cannot satisfy this requirement. The silver-plated material of Patent Document 3 is very hard and has particularly excellent wear resistance, and can satisfy the above-mentioned requirements.

ここで、めっきのプロセスとしては、板状の素材にめっきを施してから各種の製品(例えば端子)の形状に曲げ加工する「先めっき」と、曲げ加工してからめっきを施す「後めっき」の二つが考えられる。製品の生産性の観点から、近年は先めっきが注目されている。 Here, as the plating process, "pre-plating", in which a plate-shaped material is plated and then bent into the shape of various products (for example, terminals), and "post-plating", in which the plate-shaped material is bent and then plated. There are two possibilities. From the viewpoint of product productivity, pre-plating has been attracting attention in recent years.

先めっきのプロセスを採用する場合、特許文献3の銀めっき材は前記の通り優れた耐摩耗性を示すものの、めっき層が非常に硬いため曲げ加工をしたときにめっき層に局所的に分断が発生してしまう。このような局所的な分断は、めっき層の分断された部分直下の素材の部分に強い応力を与え、素材に割れを発生させてしまう。素材に割れが発生すると、例えば自動車走行時の振動などで端子に応力がかかるとき、(素材の)割れの部分に応力が集中しやすくなり、その部分で端子が破断するリスクが大きく上がってしまう。このような事態が非常に起きにくい、曲げ加工性に優れた材料が求められる。 When the pre-plating process is adopted, the silver-plated material of Patent Document 3 exhibits excellent wear resistance as described above, but the plating layer is very hard, so that the plating layer is locally divided when bent. It will occur. Such local division applies strong stress to the portion of the material immediately below the divided portion of the plating layer, causing cracks in the material. When a crack occurs in the material, for example, when stress is applied to the terminal due to vibration during driving of a car, the stress tends to concentrate on the cracked part (of the material), and the risk of the terminal breaking at that part greatly increases. .. There is a demand for a material with excellent bending workability, in which such a situation is extremely unlikely to occur.

従って本発明は、耐摩耗性と曲げ加工性の両方に優れた複合材を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a composite material having excellent wear resistance and bending workability.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、炭素粒子を含む銀層からなる硬い複合被膜であって、その複合被膜において炭素粒子が均一に分散した複合被膜が素材上に形成された複合材が、耐摩耗性と曲げ加工性の両方に優れることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、以下のとおりである。
As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have made a hard composite film composed of a silver layer containing carbon particles, and the composite film in which carbon particles are uniformly dispersed in the composite film is formed on the material. We have found that the formed composite material is excellent in both wear resistance and bending workability, and have completed the present invention.
That is, the present invention is as follows.

[1]炭素粒子を含有する銀層からなる複合被膜が素材上に形成されてなる複合材であって、
前記複合被膜のビッカース硬度が100以上であり、
前記複合被膜表面を、28kHzで4分の条件で超音波洗浄した後、顕微鏡写真を撮り、
得られた撮影画像中に当該画像の面積の75%以上のサイズで、縦:横の長さの比が2:3の長方形の領域をとり、この領域を同じ大きさの正方形で縦に2個、横に3個の合計6個に分割し、
各正方形内において、正方形の左側の縦辺からの距離が正方形の横辺の長さの3分の1及び3分の2の二つの縦線を引き、正方形の上側の横辺からの距離が正方形の縦辺の長さの3分の1及び3分の2の二つの横線を引き、各縦線及び横線上に存在する炭素粒子の個数を求め、各正方形について各線上に存在する炭素粒子の個数の平均値を求めたとき、
6個の正方形それぞれについての平均値A1~A6のCV値が0.6以下であり、
前記各正方形において、前記縦線及び横線の合計4本の線のうち、線上に存在する炭素粒子の個数が0個である線が1本以下である、
複合材。
[1] A composite material in which a composite film composed of a silver layer containing carbon particles is formed on the material.
The Vickers hardness of the composite film is 100 or more, and the composite film has a Vickers hardness of 100 or more.
The surface of the composite coating was ultrasonically cleaned at 28 kHz for 4 minutes, and then a micrograph was taken.
In the obtained captured image, a rectangular area having a size of 75% or more of the area of the image and a vertical: horizontal length ratio of 2: 3 is taken, and this area is vertically 2 with a square of the same size. Divide into a total of 6 pieces, 3 pieces on the side and 3 pieces on the side.
Within each square, the distance from the left vertical side of the square draws two vertical lines, one-third and two-thirds of the length of the horizontal side of the square, and the distance from the upper horizontal side of the square is Draw two horizontal lines, one-third and two-thirds of the length of the vertical side of the square, determine the number of carbon particles existing on each vertical line and horizontal line, and calculate the number of carbon particles existing on each line for each square. When calculating the average value of the number of
The CV values of the average values A1 to A6 for each of the six squares are 0.6 or less.
In each of the squares, out of a total of four lines of the vertical line and the horizontal line, one or less is a line in which the number of carbon particles existing on the line is 0.
Composite material.

[2]前記複合被膜のビッカース硬度が120~250である、[1]に記載の複合材。 [2] The composite material according to [1], wherein the composite film has a Vickers hardness of 120 to 250.

[3]前記平均値A1~A6のCV値が0.01~0.5である、[1]又は[2]に記載の複合材。 [3] The composite material according to [1] or [2], wherein the CV values of the average values A1 to A6 are 0.01 to 0.5.

[4]前記平均値A1~A6の平均値Bが1.5~12である、[1]~[3]のいずれかに記載の複合材。 [4] The composite material according to any one of [1] to [3], wherein the average value B of the average values A1 to A6 is 1.5 to 12.

[5]前記複合被膜表面に前記超音波洗浄した後の複合被膜表面に占める炭素粒子の面積の割合が、4~50%である、[1]~[4]のいずれかに記載の複合材。 [5] The composite material according to any one of [1] to [4], wherein the ratio of the area of carbon particles to the surface of the composite film after ultrasonic cleaning on the surface of the composite film is 4 to 50%. ..

[6]前記6個の正方形について、各正方形における前記各線上に存在する炭素粒子の個数についてのCV値(CV1~CV6)を求めたとき、CV1~CV6の平均値が0.5以下である、[1]~[5]のいずれかに記載の複合材。 [6] For the six squares, when the CV values (CV1 to CV6) for the number of carbon particles existing on each line in each square are obtained, the average value of CV1 to CV6 is 0.5 or less. , [1] to any one of [5].

[7]前記複合被膜表面を、拡大倍率1000倍で、縦80~100μm×横120~140μmの視野でSEM写真を撮り、得られたSEM像中に縦78μm×横117μmの長方形の領域をとり、この領域を39μm×39μmの正方形に六分割する、[1]~[6]のいずれかに記載の複合材。 [7] An SEM photograph of the surface of the composite coating was taken with a field of view of 80 to 100 μm in length × 120 to 140 μm in width at a magnification of 1000 times, and a rectangular area of 78 μm in length × 117 μm in width was taken in the obtained SEM image. , The composite material according to any one of [1] to [6], which divides this region into six sections of 39 μm × 39 μm.

[8]前記複合被膜の厚さが0.5~40μmである、[1]~[7]のいずれかに記載の複合材。 [8] The composite material according to any one of [1] to [7], wherein the composite coating has a thickness of 0.5 to 40 μm.

[9]前記炭素粒子が、鱗片形状の黒鉛粒子である、[1]~[8]のいずれかに記載の複合材。 [9] The composite material according to any one of [1] to [8], wherein the carbon particles are scale-shaped graphite particles.

[10]前記複合被膜中のアンチモンの含有量が0.5質量%未満である、[1]~[9]のいずれかに記載の複合材。 [10] The composite material according to any one of [1] to [9], wherein the content of antimony in the composite coating is less than 0.5% by mass.

[11]前記素材が銅又は銅合金で構成されている、[1]~[10]のいずれかに記載の複合材。 [11] The composite material according to any one of [1] to [10], wherein the material is made of copper or a copper alloy.

[12]前記複合材の形状が平板状である、[1]~[11]のいずれかに記載の複合材。 [12] The composite material according to any one of [1] to [11], wherein the composite material has a flat plate shape.

[13][1]~[12]のいずれかに記載の複合材がその構成材料として用いられた、端子。 [13] A terminal in which the composite material according to any one of [1] to [12] is used as a constituent material thereof.

[14][12]に記載の複合材を端子形状に曲げ加工する工程を有する、端子の製造方法。 [14] A method for manufacturing a terminal, comprising a step of bending the composite material according to [12] into a terminal shape.

[15]炭素粒子を含む銀めっき液中で電気めっきを行うことにより、炭素粒子を含有する銀層からなる複合被膜を素材上に形成する、複合材の製造方法であって、
前記銀めっき液中の炭素粒子の含有量が15g/L以上であり、
形成される前記複合被膜のビッカース硬度が100以上となるように複合被膜を形成する、複合材の製造方法。
[15] A method for producing a composite material, which forms a composite film composed of a silver layer containing carbon particles on a material by performing electroplating in a silver plating solution containing carbon particles.
The content of carbon particles in the silver plating solution is 15 g / L or more, and the content is 15 g / L or more.
A method for producing a composite material, wherein the composite film is formed so that the Vickers hardness of the composite film to be formed is 100 or more.

[16]前記銀めっき液が下記一般式(I)で表される化合物Xを含有する、[15]に記載の複合材の製造方法:

Figure 2022068422000002
(式(I)において、mは1~5の整数であり、Raは、カルボキシル基であり、Rbは、アルデヒド基、カルボキシル基、アミノ基、水酸基又はスルホン酸基であり、Rcは、水素又は任意の置換基であり、mが2以上の場合、複数存在するRbは互いに同一であっても異なっていてもよく、mが3以下の場合、複数存在するRcは互いに同一であっても異なっていてもよく、Ra及びRbはそれぞれ独立に、-O-及び-CH-からなる群より選ばれる少なくとも一種で構成される2価の基を介してベンゼン環と結合していてもよい。)。 [16] The method for producing a composite material according to [15], wherein the silver plating solution contains the compound X represented by the following general formula (I).
Figure 2022068422000002
(In the formula (I), m is an integer of 1 to 5, Ra is a carboxyl group, Rb is an aldehyde group, a carboxyl group, an amino group, a hydroxyl group or a sulfonic acid group, and Rc is hydrogen or a sulfonic acid group. It is an arbitrary substituent, and when m is 2 or more, a plurality of Rbs existing may be the same or different from each other, and when m is 3 or less, a plurality of Rc existing may be the same or different from each other. Ra and Rb may be independently bonded to the benzene ring via a divalent group composed of at least one selected from the group consisting of —O— and —CH2- . ).

[17]前記炭素粒子が、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置により測定した体積基準の累積50%粒子径(D50)が0.5~15μmの黒鉛粒子である、[15]又は[16]に記載の複合材の製造方法。 [17] The carbon particles are graphite particles having a cumulative 50% particle diameter (D50) of 0.5 to 15 μm on a volume basis measured by a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device [15] or [16]. The method for producing a composite material according to.

本発明によれば、耐摩耗性と曲げ加工性の両方に優れた複合材、及びその製造方法等が提供される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a composite material having excellent wear resistance and bending workability, a method for producing the same, and the like are provided.

図1は、実施例1で得られた複合材の複合被膜表面の炭素粒子個数のカウントに使用した画像である。FIG. 1 is an image used for counting the number of carbon particles on the surface of the composite coating of the composite material obtained in Example 1. 図2は、割れの発生について説明する模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the occurrence of cracks. 図3は、実施例1で得られた複合材を曲げ加工試験において曲げた試験片について、曲げ加工部頂点の断面をレーザー顕微鏡によって200倍の倍率で観察した画像である。FIG. 3 is an image of a test piece obtained by bending the composite material obtained in Example 1 in a bending test, in which the cross section of the apex of the bending portion is observed with a laser microscope at a magnification of 200 times. 図4は、比較例1で得られた複合材を曲げ加工試験において曲げた試験片について、曲げ加工部頂点の断面をレーザー顕微鏡によって200倍の倍率で観察した画像である。FIG. 4 is an image of a test piece obtained by bending the composite material obtained in Comparative Example 1 in a bending test, in which the cross section of the apex of the bending portion is observed with a laser microscope at a magnification of 200 times.

以下、本発明の実施の形態について説明する。
[複合材]
本発明の複合材は、炭素粒子を含有する銀層からなる複合被膜が素材上に形成されてなり、ビッカース硬度が100以上であり、炭素粒子の複合被膜内における分散状態について、特定の条件が満たされる。以下、このような複合材の各種構成について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[Composite material]
The composite material of the present invention has a composite film composed of a silver layer containing carbon particles formed on the material, has a Vickers hardness of 100 or more, and has specific conditions regarding the dispersed state of the carbon particles in the composite film. It is filled. Hereinafter, various configurations of such a composite material will be described.

<<素材>>
その上に複合被膜を形成する素材の構成材料としては、銀めっき可能であり、スイッチやコネクタなどの摺動接点部品などの材料に求められる導電性を有するものが好適であり、更にコストの観点から、構成材料としてCu(銅)及びCu合金が好適である。前記Cu合金としては、導電性と耐摩耗性の両立などの観点から、Cuと、Si(ケイ素),Fe(鉄),Mg(マグネシウム),P(リン),Ni(ニッケル),Sn(スズ),Co(コバルト),Zn(亜鉛),Be(ベリリウム),Pb(鉛),Te(テルル),Ag(銀),Zr(ジルコニウム),Cr(クロム),Al(アルミニウム)及びTi(チタン)からなる群より選ばれる少なくとも一種と、不可避不純物とで構成される合金が好ましい。Cu合金におけるCuの量は、好ましくは85質量%以上であり、より好ましくは92質量%以上である(Cuの量は好ましくは99.95質量%以下である)。
<< Material >>
As the constituent material of the material for forming the composite film on it, a material that can be silver-plated and has the conductivity required for materials such as sliding contact parts such as switches and connectors is preferable, and further from the viewpoint of cost. Therefore, Cu (copper) and Cu alloy are suitable as constituent materials. The Cu alloy includes Cu, Si (silicon), Fe (iron), Mg (magnesium), P (phosphorus), Ni (nickel), and Sn (tin) from the viewpoint of achieving both conductivity and wear resistance. ), Co (cobalt), Zn (zinc), Be (berylium), Pb (lead), Te (tellu), Ag (silver), Zr (zirconium), Cr (chromium), Al (aluminum) and Ti (titanium). ), And an alloy composed of at least one selected from the group consisting of unavoidable impurities is preferable. The amount of Cu in the Cu alloy is preferably 85% by mass or more, more preferably 92% by mass or more (the amount of Cu is preferably 99.95% by mass or less).

素材は後述する通り好ましくは(複合被膜が形成された複合材として)端子の用途に用いられるが、素材自体がそういった用途の形状をしている場合もあるし、素材は平らな形状(平板形状など)で、複合材となった後に用途の形状に成形される場合もある。後者は[発明が解決しようとする課題]の項で述べた先めっきの製造プロセスであり、最終製品の生産性の観点から好適である。 The material is preferably used for terminal applications (as a composite material on which a composite film is formed) as described below, but the material itself may have a shape for that purpose, and the material may have a flat shape (flat plate shape). Etc.), it may be molded into the desired shape after being made into a composite material. The latter is the pre-plating manufacturing process described in the section [Problems to be Solved by the Invention], and is suitable from the viewpoint of the productivity of the final product.

<<複合被膜>>
素材上に形成された複合被膜は、炭素粒子を含有する銀層で構成される。この銀層においては、銀からなるマトリクス中に炭素粒子が分散している。なお複合材の製造にあたって素材上に複合被膜を形成する前に銀ストライクめっきを行っている場合は、素材(又は後述する下地層)と複合被膜の間にこのストライクめっきによる中間層が存在するが、非常に薄くて複合被膜と区別できない場合も多い。また複合被膜は素材の表層全体の上に形成されていてもよいし、表層の一部上に形成されていてもよい。
<< Composite film >>
The composite film formed on the material is composed of a silver layer containing carbon particles. In this silver layer, carbon particles are dispersed in a matrix made of silver. When silver strike plating is performed before forming a composite film on the material in the production of the composite material, an intermediate layer by this strike plating exists between the material (or the base layer described later) and the composite film. , Very thin and often indistinguishable from composite coatings. Further, the composite film may be formed on the entire surface layer of the material, or may be formed on a part of the surface layer.

<炭素粒子>
前記炭素粒子は、実質的に炭素のみからなる粒子であり、複合材の耐摩耗性及び耐熱性を高める。このような機能の発揮の観点から、炭素粒子は黒鉛粒子であることが好ましい。
<Carbon particles>
The carbon particles are particles substantially composed of only carbon, and enhance the wear resistance and heat resistance of the composite material. From the viewpoint of exhibiting such a function, the carbon particles are preferably graphite particles.

また炭素粒子の平均一次粒子径は、複合材の耐摩耗性の観点から、0.5~15μmであることが好ましく、1~12μmであることがより好ましく、2.5~10μmであることが更に好ましい。なお平均一次粒子径とは、粒子の長径の平均値であり、長径とは、複合材の複合被膜中の炭素粒子を適切な観察倍率で観察した画像(平面)における、粒子内にひくことのできる最も長さの長い線分の長さとする(当該線分は、粒子外に存在する部分を有さない)。また長径は、50個以上の粒子について求めるものとする。なお、前記画像において、炭素粒子は2個以上付着し合ったものが1個に見えているなどの場合もあり、炭素粒子1個を正確に判別することは困難である。そこで、銀マトリクスに縁どられた一つの塊を炭素粒子1個とする。 The average primary particle diameter of the carbon particles is preferably 0.5 to 15 μm, more preferably 1 to 12 μm, and more preferably 2.5 to 10 μm from the viewpoint of wear resistance of the composite material. More preferred. The average primary particle diameter is the average value of the major axis of the particles, and the major axis is the amount of the carbon particles in the composite coating of the composite material drawn into the particles in the image (plane) observed at an appropriate observation magnification. The length of the longest possible line segment (the line segment has no part existing outside the particle). The major axis is determined for 50 or more particles. In the image, two or more carbon particles adhere to each other may appear as one, and it is difficult to accurately discriminate one carbon particle. Therefore, one lump framed by the silver matrix is regarded as one carbon particle.

炭素粒子の形状は、略球状、鱗片形状、不定形など特に限定されないが、複合被膜表面を平滑にすることで複合材の耐摩耗性を高められることから、鱗片形状であることが好ましい。 The shape of the carbon particles is not particularly limited, such as substantially spherical, scaly, and amorphous, but the scaly shape is preferable because the wear resistance of the composite material can be enhanced by smoothing the surface of the composite coating.

<ビッカース硬度>
本発明の複合材の実施の形態における複合被膜のビッカース硬度は、100以上である。このように複合被膜が硬いことで、複合材は耐摩耗性に優れる。耐摩耗性の観点から、複合被膜のビッカース硬度は好ましくは120~250であり、より好ましくは140~230である。
<Vickers hardness>
The Vickers hardness of the composite coating in the embodiment of the composite material of the present invention is 100 or more. Due to the hardness of the composite coating, the composite material has excellent wear resistance. From the viewpoint of wear resistance, the Vickers hardness of the composite film is preferably 120 to 250, more preferably 140 to 230.

<炭素粒子の分散状態>
本発明の複合材の実施の形態は、例えば後述する本発明の複合材の製造方法の実施の形態により得られ、複合被膜中において炭素粒子が均一に分散している。
<Dispersion state of carbon particles>
An embodiment of the composite material of the present invention is obtained by, for example, an embodiment of the method for producing a composite material of the present invention described later, and carbon particles are uniformly dispersed in the composite coating film.

本発明では炭素粒子の分散の均一さの程度を、以下のように求める。
まず、前記複合被膜表面を28kHzで4分の条件で超音波洗浄する(使用する液体は純水、温度は20℃)。これにより、複合被膜表面に単に付着しているだけの炭素粒子は除去される。これらは耐摩耗性や曲げ加工性において機能しないと考えられるので、まずこれらを除いてから複合被膜における炭素粒子の分散状態を評価する。
In the present invention, the degree of uniformity of dispersion of carbon particles is determined as follows.
First, the surface of the composite coating is ultrasonically cleaned at 28 kHz for 4 minutes (the liquid used is pure water and the temperature is 20 ° C.). As a result, carbon particles that are simply attached to the surface of the composite coating are removed. Since it is considered that these do not function in terms of wear resistance and bending workability, they are first removed, and then the dispersed state of carbon particles in the composite coating is evaluated.

超音波洗浄した後、炭素粒子の大きさに応じて適切な拡大倍率で顕微鏡写真を撮る。撮影する視野の大きさは、一辺の長さが炭素粒子の平均一次粒子径の12~50倍程度の矩形であることが、炭素粒子の分散状態の観察にあたって望ましい。得られた撮影画像中にその画像の面積の75%以上のサイズで、縦:横の長さの比が2:3の長方形の領域をとり、この領域を同じ大きさの正方形で縦に2個、横に3個の合計6個に分割する。一例を挙げると、炭素粒子の平均一次粒子径が0.5~15μm程度の場合には、拡大倍率1000倍で、縦80~100μm×横120~140μmの視野でSEM写真を撮り、得られたSEM像中に縦78μm×117μmの長方形の領域をとり、この領域を39μm×39μmの正方形に六分割すると、炭素粒子の分散状態が観察しやすい。 After ultrasonic cleaning, take a photomicrograph at an appropriate magnification according to the size of the carbon particles. It is desirable that the size of the field to be photographed is a rectangle having a side length of about 12 to 50 times the average primary particle diameter of the carbon particles when observing the dispersed state of the carbon particles. In the obtained captured image, a rectangular area having a size of 75% or more of the area of the image and a vertical: horizontal length ratio of 2: 3 is taken, and this area is vertically 2 with a square of the same size. Divide into a total of 6 pieces, 3 pieces on the side and 3 pieces on the side. As an example, when the average primary particle diameter of the carbon particles is about 0.5 to 15 μm, an SEM photograph was taken with a magnification of 1000 times and a field of 80 to 100 μm in length × 120 to 140 μm in width, and obtained. When a rectangular region of 78 μm × 117 μm in length is taken in the SEM image and this region is divided into six squares of 39 μm × 39 μm, it is easy to observe the dispersed state of carbon particles.

そしてこの六つの正方形の各々において、どの程度炭素粒子が存在するのか(数)を求める。具体的には、正方形の左側の縦辺からの距離が正方形の横辺の長さの3分の1及び3分の2の二つの縦線を引き、正方形の上側の横辺からの距離が正方形の縦辺の長さの3分の1及び3分の2の二つの横線を引き、各縦線及び横線上に存在する炭素粒子の個数を求め(参考までに、図1は、後述する実施例1で得られた複合材の複合被膜表面の炭素粒子の分散状態を評価すべく炭素粒子の個数を求めるのに使用した画像である)、各正方形について各線上に存在する炭素粒子の個数の平均値A1~A6を求める。各正方形における各線上の炭素粒子の個数及びその平均値A1~A6は、各正方形内に存在する炭素粒子の数(量)の指標となる。 Then, the amount (number) of carbon particles present in each of these six squares is calculated. Specifically, the distance from the left vertical side of the square draws two vertical lines, one-third and two-thirds of the length of the horizontal side of the square, and the distance from the upper horizontal side of the square is Draw two horizontal lines, one-third and two-thirds of the length of the vertical side of the square, and determine the number of carbon particles present on each vertical line and horizontal line (for reference, FIG. 1 will be described later). This is an image used to determine the number of carbon particles in order to evaluate the dispersed state of carbon particles on the surface of the composite coating of the composite material obtained in Example 1), and the number of carbon particles present on each line for each square. The average value of A1 to A6 is obtained. The number of carbon particles on each line in each square and their average values A1 to A6 are indicators of the number (amount) of carbon particles existing in each square.

ここで、複合被膜をSEM観察した場合、銀が存在する箇所は白めの色であり、炭素が存在する箇所は黒めの色である。このように白、黒の濃淡がある状態を白黒に2値化して区別を容易とする。そして、SEM像中における1個の黒いまとまりは、炭素粒子1個の場合もあれば、2個以上が重なったり付着し合ったものが1個に見えている場合もあり、実際に何個であるかを正確に判別することは困難である。そこで、正方形内の縦線及び横線上で黒のピクセルが続いている限りそのまとまりを炭素粒子1個とカウントする。1ピクセルの黒でも1個とカウントする。一つの線の太さのピクセル数は1ピクセルとする。また一つの線の長さは350~450ピクセル程度となるように1ピクセルのサイズを調整する。 Here, when the composite film is observed by SEM, the portion where silver is present is a white color, and the portion where carbon is present is a blackish color. In this way, the state where there are shades of white and black is binarized into black and white to facilitate distinction. And, one black group in the SEM image may be one carbon particle, or two or more overlapping or adhering ones may be seen as one, and how many are actually It is difficult to accurately determine the presence. Therefore, as long as the black pixels continue on the vertical and horizontal lines in the square, the group is counted as one carbon particle. Even one pixel of black is counted as one. The number of pixels of the thickness of one line is one pixel. Also, adjust the size of one pixel so that the length of one line is about 350 to 450 pixels.

以上のようにして各線上の炭素粒子の個数を求め、線一つあたりの平均値を上記六つの正方形について求め、その平均値A1~A6のCV値(CVA1-A6=(平均値A1~A6の標準偏差)/(平均値A1~A6の平均値B))を求める。このCVA1-A6が小さいほど炭素粒子が複合被膜中において均一に分散しており、本発明の複合材の実施の形態ではCVA1-A6は0.6以下である。 As described above, the number of carbon particles on each line is obtained, the average value per line is obtained for the above six squares, and the CV values of the average values A1 to A6 (CV A1-A6 = (mean value A1 to)). (Standard deviation of A6) / (mean value B of mean values A1 to A6)) is obtained. The smaller the CV A1-A6 , the more uniformly the carbon particles are dispersed in the composite film, and in the embodiment of the composite material of the present invention, the CV A1-A6 is 0.6 or less.

なお、六つの正方形中で、全ての線上の炭素粒子が0個の場合でも、CVA1-A6は小さくなるが、本発明では、各正方形において、前記縦線及び横線の合計4本の線のうち、線上に存在する炭素粒子の個数が0個である線が1本以下であり、炭素粒子が複合被膜中に相応の量存在したうえで、CVA1-A6が小さい。 Even if the number of carbon particles on all the lines is 0 in the 6 squares, the CV A1-A6 becomes small, but in the present invention, in each square, a total of 4 lines of the vertical line and the horizontal line are formed. Among them, the number of carbon particles existing on the wire is 0 or less, and the number of carbon particles is appropriate in the composite coating, and CV A1-A6 is small.

本発明の複合材の実施の形態を曲げ加工する時、複合材の複合被膜は硬いが、硬いと一般的に曲げによる応力が局所に集中しやすい。そして応力が集中したところに大きな複合被膜の分断ができる。その結果、素材の、複合被膜が分断した直下の部分にも応力が集中して、素材に割れが生じてしまう。応力のかかる箇所について、本発明の複合材の実施の形態における複合被膜では、炭素粒子と銀マトリクスの界面のところに応力がかかりやすい。そして前記複合被膜では炭素粒子が均一に分散しているので、前記の界面が複合被膜全体にわたって存在し、曲げによる応力が複合被膜全体に分散しやすい。その結果素材の応力がかかる部分も分散して素材の割れが非常に発生しにくい。これにより、本発明の複合材の実施の形態は優れた曲げ加工性を達成している。 When the embodiment of the composite material of the present invention is bent, the composite coating of the composite material is hard, but if it is hard, stress due to bending is generally likely to be locally concentrated. Then, a large composite film can be divided where the stress is concentrated. As a result, stress is concentrated on the portion of the material immediately below the divided composite film, causing cracks in the material. With respect to the stressed portion, in the composite coating according to the embodiment of the composite material of the present invention, stress is likely to be applied to the interface between the carbon particles and the silver matrix. Since the carbon particles are uniformly dispersed in the composite film, the interface exists over the entire composite film, and the stress due to bending is easily dispersed in the entire composite film. As a result, the stressed part of the material is also dispersed and cracking of the material is very unlikely to occur. As a result, the embodiment of the composite material of the present invention achieves excellent bending workability.

複合材の優れた曲げ加工性の観点から、CVA1-A6は好ましくは0.5以下であり、より好ましくは0.4以下であり、更に好ましくは0.3以下である。なおCVA1-A6を0にすることは現実的には困難であり、CVA1-A6は通常0.01以上であり、好ましくは0.03以上である。 From the viewpoint of excellent bending workability of the composite material, CV A1-A6 is preferably 0.5 or less, more preferably 0.4 or less, and further preferably 0.3 or less. It is practically difficult to set CV A1-A6 to 0, and CV A1-A6 is usually 0.01 or more, preferably 0.03 or more.

(平均値A1~A6について)
上述の通り、各正方形における各線上の炭素粒子の個数の平均値A1~A6は、各正方形内に存在する炭素粒子の数(量)の指標となる。本発明の効果(優れた耐摩耗性及び曲げ加工性)の発揮の観点からは、炭素粒子がある程度以上複合被膜中に存在することが好ましい。また炭素粒子の平均一次粒子径は、好ましくは上記した範囲のものであり、各線上に存在できる炭素粒子の数にはある程度の限度がある。これらの点から、平均値A1~A6の平均値Bは、1.2~25であることが好ましく、1.5~12であることがより好ましい。
(About average values A1 to A6)
As described above, the average value A1 to A6 of the number of carbon particles on each line in each square is an index of the number (amount) of carbon particles existing in each square. From the viewpoint of exhibiting the effects of the present invention (excellent wear resistance and bending workability), it is preferable that the carbon particles are present in the composite coating to some extent or more. The average primary particle diameter of the carbon particles is preferably in the above range, and the number of carbon particles that can exist on each line is limited to some extent. From these points, the average value B of the average values A1 to A6 is preferably 1.2 to 25, and more preferably 1.5 to 12.

(正方形ごとの各線上の炭素粒子の個数のCV値(CV1~CV6)の平均について)
上述の通り本発明の複合材の実施の形態では、炭素粒子が複合被膜中に相応の量存在したうえで、CVA1-A6が小さい。炭素粒子が均一に分散して曲げ加工性に優れる観点からは、CVA1-A6を求める際の各正方形それぞれにおける、各線上の炭素粒子の個数のCV値(CV1~CV6)も小さいことが好ましい。この点と、CV値を0とすることは現実的に困難であることから、CV1~CV6の平均値は1.2以下であることが好ましく、0.5以下であることがより好ましく、0.05~0.35であることが特に好ましい。
(About the average of the CV values (CV1 to CV6) of the number of carbon particles on each line for each square)
As described above, in the embodiment of the composite material of the present invention, carbon particles are present in a reasonable amount in the composite coating, and CV A1-A6 is small. From the viewpoint that carbon particles are uniformly dispersed and excellent in bending workability, it is preferable that the CV value (CV1 to CV6) of the number of carbon particles on each line in each square when obtaining CV A1-A6 is also small. .. In this respect and since it is practically difficult to set the CV value to 0, the average value of CV1 to CV6 is preferably 1.2 or less, more preferably 0.5 or less, and 0. It is particularly preferably 0.05 to 0.35.

<炭素の面積率>
本発明の複合材の実施の形態における複合被膜は上記の通り炭素粒子を含有している。この複合被膜の表面における炭素粒子が占める面積割合(面積率)は、複合材の耐摩耗性の指標になり、耐摩耗性と導電性のバランスの観点から、好ましくは1~80%であり、より好ましくは1.5~80%であり、更に好ましくは4~50%である。なおこの面積率の測定は、予め複合被膜に対して上述の超音波処理を行ったものについて実施する。面積率の測定方法の詳細については、実施例で説明する。
<Area ratio of carbon>
The composite coating in the embodiment of the composite material of the present invention contains carbon particles as described above. The area ratio (area ratio) occupied by the carbon particles on the surface of the composite film is an index of the wear resistance of the composite material, and is preferably 1 to 80% from the viewpoint of the balance between the wear resistance and the conductivity. It is more preferably 1.5 to 80%, still more preferably 4 to 50%. The area ratio is measured in the composite film obtained by subjecting the composite film to the above-mentioned ultrasonic treatment in advance. The details of the method for measuring the area ratio will be described in Examples.

<銀と炭素の含有量の合計>
本発明の複合材の実施の形態における複合被膜の元素組成については、典型的には実質的に銀と炭素とからなる。具体的には、複合被膜中のこれらの元素の含有量の合計は、好ましくは99質量%以上であり、より好ましくは99.5質量%以上である。下記に記載するアンチモンを含有する場合は、複合被膜中の銀と炭素とアンチモンの合計が、好ましくは99質量%以上であり、より好ましくは99.5質量%以上である。
<Total silver and carbon content>
The elemental composition of the composite coating in embodiments of the composite of the present invention typically comprises substantially silver and carbon. Specifically, the total content of these elements in the composite film is preferably 99% by mass or more, more preferably 99.5% by mass or more. When the antimony described below is contained, the total amount of silver, carbon and antimony in the composite film is preferably 99% by mass or more, more preferably 99.5% by mass or more.

<アンチモン>
本発明の複合材の実施の形態における複合被膜は、アンチモンを含んでいてもよい。アンチモンの含有により複合被膜のビッカース硬度を高めやすく、これは複合材の優れた耐摩耗性に寄与する。複合被膜がアンチモンを含む場合の複合被膜中のアンチモンの含有量は、複合材の耐摩耗性の観点から、好ましくは0.5~3質量%である。
<Antimony>
The composite coating in the embodiment of the composite material of the present invention may contain antimony. The inclusion of antimony makes it easy to increase the Vickers hardness of the composite film, which contributes to the excellent wear resistance of the composite material. When the composite film contains antimony, the content of antimony in the composite film is preferably 0.5 to 3% by mass from the viewpoint of wear resistance of the composite material.

なお、アンチモンは複合材の耐熱性に悪影響する場合があり、複合材を耐熱性が重視される用途に使用する場合には、複合被膜中のアンチモンの含有量は好ましくは0.5質量%未満であり、より好ましくは0.1質量%以下であり、更に好ましくは500ppm以下である。後述する一般式(I)で表される化合物Xを含有する銀めっき液を使用して複合材を製造すると、このようにアンチモンの含有量が低く、かつビッカース硬度が100以上の複合被膜が形成される。 In addition, antimony may adversely affect the heat resistance of the composite material, and when the composite material is used for applications in which heat resistance is important, the content of antimony in the composite coating is preferably less than 0.5% by mass. It is more preferably 0.1% by mass or less, still more preferably 500 ppm or less. When a composite material is produced using a silver plating solution containing the compound X represented by the general formula (I) described later, a composite film having a low antimony content and a Vickers hardness of 100 or more is formed. Will be done.

<複合被膜の厚さ>
複合被膜の厚さは特に制限されないが、耐摩耗性や導電性の点で、最低限の厚さがあることが好ましい。また厚さが大きすぎても複合被膜の効果は飽和し、原料コストが高まる。以上の観点から、複合被膜の厚さは0.5~40μmであることが好ましく、0.5~35μmであることがより好ましく、3~20μmであることが更に好ましい。複合被膜の厚さの測定方法の詳細については、実施例で説明する。
<Thickness of composite film>
The thickness of the composite coating is not particularly limited, but it is preferable that the composite coating has a minimum thickness in terms of wear resistance and conductivity. Moreover, even if the thickness is too large, the effect of the composite film is saturated and the raw material cost increases. From the above viewpoint, the thickness of the composite coating is preferably 0.5 to 40 μm, more preferably 0.5 to 35 μm, and even more preferably 3 to 20 μm. Details of the method for measuring the thickness of the composite coating will be described in Examples.

<<下地層>>
素材と複合被膜の間に、種々の目的で下地層が形成されていてもよい。下地層の構成金属としては、Cu、Ni、Sn及びAgが挙げられる。例えば素材中の銅が複合被膜表面に拡散して耐熱性が劣化することを防止する目的では、Niからなる下地層を形成することが好ましい。素材が黄銅などの亜鉛を含む銅合金で、素材中の亜鉛が複合被膜表面に拡散することを防止する目的では、Cuからなる下地層を形成することが好ましい。複合被膜の素材への密着性改善の目的では、Agからなる下地層を形成することが好ましい。下地層の厚さは特に限定されないが、その機能発揮とコストの観点から、0.1~8μmであることが好ましく、0.2~5μmであることがより好ましい。また、電気・電子部品の端子にはCu下地やNi下地を含むSnめっきまたはリフローSnめっきを施した(素材側からCu下地、Ni下地、Sn下地の積層構造)材料が使用されることが多く、本発明においてもこのような積層構造の下地層を形成してもよい。したがって本発明において、複合被膜の下地にCu,Ni,Sn、Agそれぞれからなる層やそれらを組み合わせた(積層構造の)層があってもよく、また例えば素材の電気接点部に本発明で規定する複合被膜を形成し(下地層は形成してもしなくてもよい)、電線加締め部にリフローSnめっき下地層を形成する(複合被膜は形成しない)など、場所によって異なる層を形成してもよい。
<< Underlayer >>
An underlayer may be formed between the material and the composite coating for various purposes. Examples of the constituent metals of the base layer include Cu, Ni, Sn and Ag. For example, for the purpose of preventing copper in the material from diffusing onto the surface of the composite film and deteriorating the heat resistance, it is preferable to form a base layer made of Ni. The material is a copper alloy containing zinc such as brass, and it is preferable to form a base layer made of Cu for the purpose of preventing zinc in the material from diffusing on the surface of the composite film. For the purpose of improving the adhesion of the composite film to the material, it is preferable to form a base layer made of Ag. The thickness of the base layer is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 8 μm, more preferably 0.2 to 5 μm, from the viewpoint of exerting its function and cost. In addition, the terminals of electrical and electronic parts are often made of Sn-plated or reflow Sn-plated materials including Cu base and Ni base (laminated structure of Cu base, Ni base, and Sn base from the material side). Also in the present invention, an underlayer having such a laminated structure may be formed. Therefore, in the present invention, there may be a layer composed of Cu, Ni, Sn, and Ag, or a layer (in a laminated structure) in which they are combined, as the base of the composite coating, and for example, the electric contact portion of the material is defined in the present invention. A different layer is formed depending on the location, such as forming a composite coating (the base layer may or may not be formed) and forming a reflow Sn plating base layer on the wire crimping portion (the composite coating is not formed). It is also good.

[端子]
本発明の複合材の実施の形態は耐摩耗性及び曲げ加工性に優れるので、端子、特にスイッチやコネクタなどの、その使用において摺動がなされる電気接点部品における端子の構成材料として好適である。
[Terminal]
Since the embodiment of the composite material of the present invention is excellent in wear resistance and bending workability, it is suitable as a constituent material of terminals in electrical contact parts such as switches and connectors that are slidable in their use. ..

特に、前記複合材の優れた曲げ加工性から、平板形状の長尺の本発明の複合材の実施の形態を予め製造し、これをプレスで打ち抜き、端子形状に成型加工(曲げ加工)して端子を製造することが、端子の生産性の観点から好ましい。 In particular, due to the excellent bending workability of the composite material, an embodiment of the long flat composite material of the present invention is manufactured in advance, punched out with a press, and molded (bending) into a terminal shape. It is preferable to manufacture the terminals from the viewpoint of terminal productivity.

[複合材の製造方法]
以上説明した本発明の複合材は、例えば本発明の複合材の製造方法により製造することができる。以下、当該製造方法の実施の形態を説明する。
[Manufacturing method of composite material]
The composite material of the present invention described above can be manufactured, for example, by the method for manufacturing the composite material of the present invention. Hereinafter, embodiments of the manufacturing method will be described.

前記製造方法は、炭素粒子を含む銀めっき液中で電気めっきを行うことにより、炭素粒子を含有する銀層からなる複合被膜を素材上に形成する、複合材の製造方法であり、前記銀めっき液中の炭素粒子の含有量が15g/L以上であり、形成される前記複合被膜のビッカース硬度が100以上となるように複合被膜を形成する。以下、この製造方法の実施の形態の各構成について説明する。 The manufacturing method is a method for manufacturing a composite material, which forms a composite film composed of a silver layer containing carbon particles on a material by performing electroplating in a silver plating solution containing carbon particles. The composite film is formed so that the content of carbon particles in the liquid is 15 g / L or more and the Vickers hardness of the composite film to be formed is 100 or more. Hereinafter, each configuration of the embodiment of this manufacturing method will be described.

<<素材>>
前記素材は、本発明の複合材の実施の形態について説明した素材と同じである。すなわち、素材の構成材料としてはCu(銅)及びCu合金が好適である。前記Cu合金としては、導電性と耐摩耗性の両立などの観点から、Cuと、Si(ケイ素),Fe(鉄),Mg(マグネシウム),P(リン),Ni(ニッケル),Sn(スズ),Co(コバルト),Zn(亜鉛),Be(ベリリウム),Pb(鉛),Te(テルル),Ag(銀),Zr(ジルコニウム),Cr(クロム),Al(アルミニウム)及びTi(チタン)からなる群より選ばれる少なくとも一種と、不可避不純物とで構成される合金が好ましい。Cu合金におけるCuの量は、好ましくは85質量%以上であり、より好ましくは92質量%以上である(Cuの量は好ましくは99.95質量%以下である)。
<< Material >>
The material is the same as the material described for embodiments of the composite material of the present invention. That is, Cu (copper) and Cu alloy are suitable as the constituent materials of the material. The Cu alloy includes Cu, Si (silicon), Fe (iron), Mg (magnesium), P (phosphorus), Ni (nickel), and Sn (tin) from the viewpoint of achieving both conductivity and wear resistance. ), Co (cobalt), Zn (zinc), Be (berylium), Pb (lead), Te (tellu), Ag (silver), Zr (zirconium), Cr (chromium), Al (aluminum) and Ti (titanium). ), And an alloy composed of at least one selected from the group consisting of unavoidable impurities is preferable. The amount of Cu in the Cu alloy is preferably 85% by mass or more, more preferably 92% by mass or more (the amount of Cu is preferably 99.95% by mass or less).

<<電気めっき>>
本発明の複合材の製造方法の実施の形態では、特定の銀めっき液中で、以上説明した素材に対して電気めっきを行うことで、素材上に、銀層中に炭素粒子を含有する複合被膜を形成する。
<< Electroplating >>
In the embodiment of the method for producing a composite material of the present invention, a composite material containing carbon particles in a silver layer is formed by electroplating the material described above in a specific silver plating solution. Form a film.

<銀めっき液>
前記銀めっき液は、銀イオン及び炭素粒子を含有し、炭素粒子の含有量が15g/L以上である。
<Silver plating solution>
The silver plating solution contains silver ions and carbon particles, and the content of carbon particles is 15 g / L or more.

(炭素粒子)
前記炭素粒子は、本発明の複合材の実施の形態において説明したのと同様である。銀めっき液が炭素粒子を含んでいると、電気めっきにより素材上へ複合被膜(AgCめっき膜)が形成される際に、銀マトリクス中に炭素粒子が巻き込まれる。これにより複合材の耐摩耗性が高まる。このような機能の発揮の観点から、炭素粒子は黒鉛粒子であることが好ましい。また炭素粒子の形状は、略球状、鱗片形状、不定形など特に限定されないが、複合被膜表面を平滑にすることで複合材の耐摩耗性を高められることから、鱗片形状であることが好ましい。
(Carbon particles)
The carbon particles are the same as described in the embodiments of the composite material of the present invention. When the silver plating solution contains carbon particles, the carbon particles are involved in the silver matrix when a composite film (AgC plating film) is formed on the material by electroplating. This enhances the wear resistance of the composite material. From the viewpoint of exhibiting such a function, the carbon particles are preferably graphite particles. The shape of the carbon particles is not particularly limited, such as substantially spherical, scaly, and amorphous, but the scaly shape is preferable because the wear resistance of the composite material can be enhanced by smoothing the surface of the composite coating.

また、炭素粒子の、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置により測定した体積基準の累積50%粒径(D50)は、AgCめっき膜への巻き込みやすさの観点から0.5~15μmであることが好ましく、1~12μmであることがより好ましく、2.5~10μmであることが更に好ましい。 Further, the cumulative 50% particle size (D50) of the carbon particles measured by the laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device should be 0.5 to 15 μm from the viewpoint of ease of entrainment in the AgC plating film. It is preferably 1 to 12 μm, more preferably 2.5 to 10 μm, and even more preferably 2.5 to 10 μm.

炭素粒子を15g/L以上の含有量で含む銀めっき液を使用して、かつビッカース硬度100以上となるように複合被膜を形成することで、炭素粒子が均一に分散した(上述したCVA1-A6が0.6以下の)複合被膜が形成される。炭素粒子が均一に分散した複合被膜を形成する観点や、得られる複合材の耐摩耗性の観点、更に複合被膜中に導入できる炭素粒子の量には限度があることから、銀めっき液中の炭素粒子の含有量は18~100g/Lであることが好ましく、30~90g/Lであることがより好ましい。 By using a silver plating solution containing carbon particles in a content of 15 g / L or more and forming a composite film so as to have a Vickers hardness of 100 or more, the carbon particles were uniformly dispersed (CV A1- described above). A composite film ( A6 of 0.6 or less) is formed. Since there is a limit to the amount of carbon particles that can be introduced into the composite film from the viewpoint of forming a composite film in which carbon particles are uniformly dispersed, the wear resistance of the obtained composite material, and the amount of carbon particles that can be introduced into the composite film, there is a limit to the amount of carbon particles in the silver plating solution. The content of the carbon particles is preferably 18 to 100 g / L, more preferably 30 to 90 g / L.

また、この炭素粒子を酸化処理することにより、炭素粒子の表面に吸着している親油性有機物を除去することが好ましい。このような親油性有機物として、アルカンやアルケンなどの脂肪族炭化水素や、アルキルベンゼンなどの芳香族炭化水素が含まれる。炭素粒子の酸化処理として、湿式酸化処理の他、Oガスなどによる乾式酸化処理を使用することができるが、量産性の観点から湿式酸化処理を使用するのが好ましく、湿式酸化処理によって表面積が大きい炭素粒子を均一に処理することができる。湿式酸化処理の方法としては、炭素粒子を水中に懸濁させた後に適量の酸化剤を添加する方法などを使用することができる。酸化剤としては、硝酸、過酸化水素、過マンガン酸カリウム、過硫酸カリウム、過塩素酸ナトリウムなどの酸化剤を使用することができる。炭素粒子に付着している親油性有機物は、添加された酸化剤により酸化されて水に溶けやすい形態になり、炭素粒子の表面から適宜除去されると考えられる。また、この湿式酸化処理を行った後、ろ過を行い、さらに炭素粒子を水洗することにより、炭素粒子の表面から親油性有機物を除去する効果をさらに高めることができる。炭素粒子の酸化処理により、炭素粒子の表面から脂肪族炭化水素や芳香族炭化水素などの親油性有機物を除去することができ、300℃加熱ガスによる分析によれば、酸化処理後の炭素粒子を300℃で加熱して発生したガス中には、アルカンやアルケンなどの親油性脂肪族炭化水素や、アルキルベンゼンなどの親油性芳香族炭化水素が殆ど含まれていない。酸化処理後の炭素粒子中に脂肪族炭化水素や芳香族炭化水素が若干含まれていても、炭素粒子を本発明で使用する銀めっき液中に均一に分散させることができるが、炭素粒子中に分子量160以上の炭化水素が含まれず且つ炭素粒子中の分子量160未満の炭化水素の300℃加熱発生ガス強度(パージ・アンド・トラップ・ガスクロマトグラフ質量分析強度)が5,000,000以下になるのが好ましい。なお、酸化処理の前後で、炭素粒子のD50は実質的には変化しない。 Further, it is preferable to remove the lipophilic organic matter adsorbed on the surface of the carbon particles by oxidizing the carbon particles. Such lipophilic organic substances include aliphatic hydrocarbons such as alkanes and alkenes, and aromatic hydrocarbons such as alkylbenzenes. As the oxidation treatment of carbon particles, in addition to the wet oxidation treatment, a dry oxidation treatment using O 2 gas or the like can be used, but from the viewpoint of mass productivity, it is preferable to use the wet oxidation treatment, and the surface area is increased by the wet oxidation treatment. Large carbon particles can be treated uniformly. As a method of the wet oxidation treatment, a method of suspending carbon particles in water and then adding an appropriate amount of an oxidizing agent can be used. As the oxidizing agent, an oxidizing agent such as nitric acid, hydrogen peroxide, potassium permanganate, potassium persulfate, and sodium perchlorate can be used. It is considered that the lipophilic organic matter adhering to the carbon particles is oxidized by the added oxidizing agent to become easily soluble in water, and is appropriately removed from the surface of the carbon particles. Further, by performing this wet oxidation treatment, filtering, and further washing the carbon particles with water, the effect of removing lipophilic organic substances from the surface of the carbon particles can be further enhanced. By the oxidation treatment of carbon particles, lipophilic organic substances such as aliphatic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons can be removed from the surface of the carbon particles, and according to the analysis with a heating gas at 300 ° C., the carbon particles after the oxidation treatment can be obtained. The gas generated by heating at 300 ° C. contains almost no lipophilic aliphatic hydrocarbons such as alkanes and alkanes and lipophilic aromatic hydrocarbons such as alkylbenzene. Even if some aliphatic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons are contained in the carbon particles after the oxidation treatment, the carbon particles can be uniformly dispersed in the silver plating solution used in the present invention, but in the carbon particles. Does not contain hydrocarbons having a molecular weight of 160 or more and has a hydrocarbon having a molecular weight of less than 160 in carbon particles. Is preferable. The D50 of the carbon particles does not substantially change before and after the oxidation treatment.

(銀イオン)
銀めっき液は銀イオンを含む。この銀めっき液中の銀の濃度は、複合被膜の形成速度の観点や、複合被膜の外観ムラ抑制の観点から5~150g/Lであることが好ましく、10~120g/Lであることがより好ましく、20~100g/Lであることが更に好ましい。
(Silver ion)
The silver plating solution contains silver ions. The concentration of silver in this silver plating solution is preferably 5 to 150 g / L, more preferably 10 to 120 g / L, from the viewpoint of the formation speed of the composite film and the suppression of uneven appearance of the composite film. It is preferably 20 to 100 g / L, and more preferably 20 to 100 g / L.

(化合物X)
ビッカース硬度100以上の複合被膜を形成するにあたって、下記一般式(I)で表される化合物Xを含む銀めっき液が有効である。

Figure 2022068422000003
(Compound X)
In forming a composite film having a Vickers hardness of 100 or more, a silver plating solution containing the compound X represented by the following general formula (I) is effective.
Figure 2022068422000003

式(I)において、mは1~5の整数であり、Raは、カルボキシル基であり、Rbは、アルデヒド基、カルボキシル基、アミノ基、水酸基又はスルホン酸基であり、Rcは、水素又は任意の置換基であり、Ra及びRbはそれぞれ独立に、-O-及び-CH-からなる群より選ばれる少なくとも一種で構成される2価の基を介してベンゼン環と結合していてもよい。前記2価の基の例としては、-CH-CH-O-、-CH-CH-CH-O-、(-CH-CH-O-)が挙げられる(nは2以上の整数である)。 In formula (I), m is an integer of 1 to 5, Ra is a carboxyl group, Rb is an aldehyde group, a carboxyl group, an amino group, a hydroxyl group or a sulfonic acid group, and Rc is hydrogen or an arbitrary group. Ra and Rb may be independently bonded to the benzene ring via a divalent group composed of at least one selected from the group consisting of -O- and -CH 2- . .. Examples of the divalent group include -CH 2 -CH 2 -O-, -CH 2 -CH 2-CH 2-O-, and (-CH 2 - CH 2 -O-) n (n). Is an integer greater than or equal to 2).

化合物Xは、析出した銀の表面に吸着して銀の結晶が成長することを抑えることで、電気めっきにより形成される複合被膜における銀の結晶子サイズを小さくし、硬い複合被膜を形成するものと考えられる。 Compound X reduces the size of silver crystals in the composite film formed by electroplating by adsorbing it on the surface of the precipitated silver and suppressing the growth of silver crystals, thereby forming a hard composite film. it is conceivable that.

また上記一般式(I)において、mが2以上の場合、複数存在するRbは互いに同一であっても異なっていてもよく、mが3以下の場合、複数存在するRcは互いに同一であっても異なっていてもよい。Rcについて、前記「任意の置換基」としては、炭素数1~10のアルキル基、アルキルアリール基、アセチル基、ニトロ基、ハロゲン基、炭素数1~10のアルコキシル基が挙げられる。 Further, in the above general formula (I), when m is 2 or more, a plurality of Rbs existing may be the same or different from each other, and when m is 3 or less, a plurality of Rc existing may be the same as each other. May be different. Regarding Rc, examples of the "arbitrary substituent" include an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkylaryl group, an acetyl group, a nitro group, a halogen group, and an alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms.

銀めっき液中の化合物Xの濃度は、複合被膜の外観ムラ抑制や、形成される複合被膜の硬さ(ビッカース硬度)を適切に制御する観点から3~250ml/Lであることが好ましく、4~200ml/Lであることがより好ましい。 The concentration of compound X in the silver plating solution is preferably 3 to 250 ml / L from the viewpoint of suppressing uneven appearance of the composite film and appropriately controlling the hardness (Vickers hardness) of the formed composite film. More preferably, it is ~ 200 ml / L.

銀めっき液が化合物Xを含有する場合、銀めっき液は下記で説明するアンチモンを含有しなくとも(具体的にはアンチモンの含有量が0.5g/L未満、好ましくは0.1g/L以下、より好ましくは0.05g/L以下)、ビッカース硬度100以上の複合被膜を形成することができる。このようにして製造された複合材は、耐熱性が重視される用途に好適である。 When the silver plating solution contains the compound X, the silver plating solution does not contain the antimony described below (specifically, the antimony content is less than 0.5 g / L, preferably 0.1 g / L or less). , More preferably 0.05 g / L or less), and a composite film having a Vickers hardness of 100 or more can be formed. The composite material thus produced is suitable for applications in which heat resistance is important.

(アンチモン)
ビッカース硬度100以上の複合被膜を形成するにあたって、アンチモンを含む銀めっき液も有効である。銀めっき液がアンチモンを含有することで、複合被膜のマトリクス(炭素粒子以外の部分)として銀-アンチモン合金が形成され、この合金はビッカース硬度が高い。
(Antimony)
A silver plating solution containing antimony is also effective in forming a composite film having a Vickers hardness of 100 or more. When the silver plating solution contains antimony, a silver-antimony alloy is formed as a matrix (a portion other than carbon particles) of the composite film, and this alloy has a high Vickers hardness.

銀めっき液中のアンチモンの濃度は、複合被膜の硬さを適切に制御する観点から、0.5~5g/Lであることが好ましい。 The concentration of antimony in the silver plating solution is preferably 0.5 to 5 g / L from the viewpoint of appropriately controlling the hardness of the composite film.

(錯化剤)
本発明で使用する銀めっき液は、好ましくは錯化剤を含有する。錯化剤は銀めっき液中の銀イオンを錯体化して、そのイオンとしての安定性を高める。この作用により、銀のめっき液を構成する溶媒への溶解度が高まる。
(Coordinating agent)
The silver plating solution used in the present invention preferably contains a complexing agent. The complexing agent complexes the silver ions in the silver plating solution and enhances the stability as the ions. Due to this action, the solubility in the solvent constituting the silver plating solution is increased.

錯化剤は、前記の機能を有するものを広く使用することができるが、形成される錯体の安定性の観点からスルホン酸基を有する化合物が好ましい。スルホン酸基を有する化合物としては、炭素数1~12のアルキルスルホン酸、炭素数1~12のアルカノールスルホン酸及びヒドロキシアリールスルホン酸が挙げられる。これらの化合物の具体例としては、メタンスルホン酸、2-プロパノールスルホン酸及びフェノールスルホン酸が挙げられる。 As the complexing agent, those having the above-mentioned functions can be widely used, but a compound having a sulfonic acid group is preferable from the viewpoint of the stability of the complex to be formed. Examples of the compound having a sulfonic acid group include an alkyl sulfonic acid having 1 to 12 carbon atoms, an alkanol sulfonic acid having 1 to 12 carbon atoms and a hydroxyaryl sulfonic acid. Specific examples of these compounds include methanesulfonic acid, 2-propanolsulfonic acid and phenolsulfonic acid.

銀めっき液中の錯化剤の量は、銀イオンの安定化の観点から、30~200g/Lであることが好ましく、50~120g/Lであることがより好ましい。 The amount of the complexing agent in the silver plating solution is preferably 30 to 200 g / L, more preferably 50 to 120 g / L from the viewpoint of stabilizing silver ions.

(他の添加剤)
他の添加剤として、例えば本発明に使用する銀めっき液は、光沢剤、硬化剤、電導度塩を含有してもよい。前記硬化剤としては、硫化炭素化合物(例えば二硫化炭素)、無機硫黄化合物(例えばチオ硫酸ナトリウム)、有機化合物(スルホン酸塩)、セレン化合物、テルル化合物、周期律表4Bまたは5B族金属等が挙げられる。前記電導度塩としては水酸化カリウム等が挙げられる。
(Other additives)
As other additives, for example, the silver plating solution used in the present invention may contain a brightener, a curing agent, and a conductive salt. Examples of the curing agent include carbon sulfide compounds (for example, carbon disulfide), inorganic sulfur compounds (for example, sodium thiosulfate), organic compounds (sulfonates), selenium compounds, tellurium compounds, periodic table 4B or group 5B metals and the like. Can be mentioned. Examples of the conductivity salt include potassium hydroxide and the like.

(溶媒)
銀めっき液を構成する溶媒は、主に水である。水は、(錯体化した)銀イオンの溶解性、めっき液が含むその他の成分の溶解性や、環境への負荷が小さいことから好ましい。また、溶媒として、水とアルコールの混合溶媒を使用してもよい。
(solvent)
The solvent constituting the silver plating solution is mainly water. Water is preferable because of the solubility of (complexed) silver ions, the solubility of other components contained in the plating solution, and the small burden on the environment. Moreover, you may use a mixed solvent of water and alcohol as a solvent.

(シアン化合物)
シアン化合物はめっき液の添加剤として広く使用されているが、これは水質汚濁防止法(排水基準)やPRTR(環境汚染物質排出・移動登録)制度の対象物質であり、廃水処理コストが大きい。本発明で使用する銀めっき液が上記化合物Xを含有する場合は、銀めっき液がシアン化合物を実質的に含まなくとも(具体的には、銀めっき液中のシアン化合物の含有量が1mg/L以下)、本発明の複合材を製造することができる。この銀めっき液は、廃水処理コストが小さいという利点を有する。なお、シアン化合物とはシアノ基(-CN)を含む化合物であり、シアン化合物はJISK0102:2019に従って定量できる。
(Cyanide)
Cyanide is widely used as an additive in plating solutions, but it is a target substance under the Water Pollution Control Law (Wastewater Standards) and PRTR (Pollutant Release and Transfer Register) system, and wastewater treatment costs are high. When the silver plating solution used in the present invention contains the above-mentioned compound X, the content of the cyanide compound in the silver plating solution is 1 mg / mg even if the silver plating solution does not substantially contain the cyanide compound (specifically, the content of the cyanide compound in the silver plating solution is 1 mg / L or less), the composite material of the present invention can be produced. This silver plating solution has an advantage that the wastewater treatment cost is low. The cyanide is a compound containing a cyano group (-CN), and the cyanide can be quantified according to JISK0102: 2019.

<電気めっき条件>
次に、以上説明した銀めっき液を用いた電気めっきの諸条件について説明する。例えば以下に説明する電気めっきにより、素材上に金属銀(又は銀-アンチモン合金)が析出するとともに、その際銀マトリクス中に炭素粒子が巻き込まれ、複合被膜が形成される。
<Electroplating conditions>
Next, various conditions of electroplating using the silver plating solution described above will be described. For example, by electroplating described below, metallic silver (or silver-antimony alloy) is deposited on the material, and at that time, carbon particles are involved in the silver matrix to form a composite film.

(カソード及びアノード)
電気めっきする対象である素材がカソードである。溶解して銀イオンを提供する、例えば銀電極板がアノードである。
(Cathode and anode)
The material to be electroplated is the cathode. For example, a silver electrode plate that dissolves and provides silver ions is an anode.

(電流密度)
銀めっき液(めっき浴)にカソード及びアノードを浸漬し、電流を流して銀めっきする。ここでの電流密度は、複合被膜の形成速度の観点及び複合被膜の外観のムラ抑制の観点から、0.5~10A/dmが好ましく、1~8A/dmがより好ましく、1.5~6A/dmが更に好ましい。
(Current density)
Immerse the cathode and anode in a silver plating solution (plating bath) and apply an electric current to perform silver plating. The current density here is preferably 0.5 to 10 A / dm 2 , more preferably 1 to 8 A / dm 2 , and 1.5 to 1.5 A / dm 2 from the viewpoint of the formation speed of the composite film and the suppression of unevenness in the appearance of the composite film. ~ 6A / dm 2 is more preferable.

(温度・撹拌・めっき時間・めっき対象部位)
電気めっきを行う際のめっき浴(銀めっき液)の温度(めっき温度)は、めっきの生産効率および銀めっき液の過度な蒸発を防ぐ観点から15~50℃であることが好ましく、20~45℃であることがより好ましい。この際のめっき浴の撹拌は、均一なめっきの実施の観点から、200~550rpmであることが好ましく、350~500rpmであることがより好ましい。銀めっきの時間(電流をかける時間)は、目的とする複合被膜の厚さに応じて適宜調整することができるが、代表的には25~1800秒の範囲である。まためっきする対象部位は、製造される複合材の用途に応じて、素材の表層全体でもよいし、素材の表層の一部でもよい。
(Temperature, stirring, plating time, plating target part)
The temperature (plating temperature) of the plating bath (silver plating solution) during electroplating is preferably 15 to 50 ° C., preferably 20 to 45 ° C., from the viewpoint of plating production efficiency and prevention of excessive evaporation of the silver plating solution. More preferably, it is ° C. The stirring of the plating bath at this time is preferably 200 to 550 rpm, more preferably 350 to 500 rpm, from the viewpoint of performing uniform plating. The silver plating time (time for applying an electric current) can be appropriately adjusted according to the thickness of the target composite coating, but is typically in the range of 25 to 1800 seconds. Further, the target portion to be plated may be the entire surface layer of the material or a part of the surface layer of the material, depending on the use of the composite material to be manufactured.

(銀ストライクめっき)
素材上に複合被膜を形成する前に、銀ストライクめっきにより非常に薄い中間層を形成して、素材と複合被膜との密着性を高めることが好ましい。なお、下記に説明する下地層を素材上に形成する場合は、下地層上に銀ストライクめっきを行う。銀ストライクめっきの実施方法としては、本発明の効果を損なわない限り、従来公知の方法を特に制限なく採用することができる。銀ストライクめっきに使用するめっき液は、廃水処理コストの点からシアン化合物を実質的に含まないことが好ましい。
(Silver strike plating)
Before forming the composite film on the material, it is preferable to form a very thin intermediate layer by silver strike plating to improve the adhesion between the material and the composite film. When the base layer described below is formed on the material, silver strike plating is performed on the base layer. As a method for carrying out silver strike plating, a conventionally known method can be adopted without particular limitation as long as the effect of the present invention is not impaired. The plating solution used for silver strike plating preferably contains substantially no cyanide from the viewpoint of wastewater treatment cost.

<<下地層の形成>>
本発明の複合材の製造方法の実施の形態では、素材に対して下地層を形成して、その下地層に対して上記で説明した複合被膜形成のための電気めっきを施してもよい。下地層は、素材の銅がめっき表面に拡散して酸化し、複合材の耐熱性が劣化することを防止する目的や、複合被膜の密着性改善の目的で形成される。下地層の構成金属としては、Cu、Ni、Sn及びAgが挙げられる。なお下地層は、Cu,Ni,Sn、Agそれぞれからなる層やそれらを組み合わせた(積層構造の)層であってもよく、下地層の形成は、製造される複合材の用途に応じて、素材の表層全体でもよいし、その一部でもよい。
<< Formation of base layer >>
In the embodiment of the method for producing a composite material of the present invention, a base layer may be formed on the material, and the base layer may be electroplated for forming the composite film described above. The underlayer is formed for the purpose of preventing the copper of the material from diffusing and oxidizing on the plating surface and deteriorating the heat resistance of the composite material, and for the purpose of improving the adhesion of the composite film. Examples of the constituent metals of the base layer include Cu, Ni, Sn and Ag. The base layer may be a layer composed of Cu, Ni, Sn, or Ag, or a layer in which they are combined (in a laminated structure), and the base layer may be formed depending on the use of the composite material to be manufactured. It may be the entire surface layer of the material or a part thereof.

下地層の形成方法は特に限定されず、前記の構成金属のイオンを含むめっき液を用いて、公知の方法により電気めっきすることで、形成することができる。なお前記めっき液は、廃水処理コストの点からシアン化合物を実質的に含まないことが好ましい。 The method for forming the base layer is not particularly limited, and the base layer can be formed by electroplating by a known method using a plating solution containing ions of the constituent metals. It is preferable that the plating solution does not substantially contain a cyanide compound from the viewpoint of wastewater treatment cost.

以下、本発明による複合材およびその製造方法の実施例について詳細に説明する。 Hereinafter, examples of the composite material and the method for producing the composite material according to the present invention will be described in detail.

<炭素粒子の準備>
炭素粒子として平均粒径5μmの鱗片形状黒鉛粒子(日本黒鉛工業株式会社製のPAG-3000)80gを1.4Lの純水中に添加し、この混合液を攪拌しながら50℃に昇温させた。なお前記平均粒径は、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置(マイクロトラック・ベル株式会社製のMT3300(LOW-WET MT3000II Mode))を用いて測定した、体積基準の累積値が50%の粒径である。次に、この混合液に酸化剤として0.1モル/Lの過硫酸カリウム水溶液0.6Lを徐々に滴下した後、2時間攪拌することで酸化処理を行い、その後、ろ紙によりろ別を行い、得られた固形物に対して水洗を行った。
<Preparation of carbon particles>
As carbon particles, 80 g of scale-shaped graphite particles (PAG-3000 manufactured by Nippon Graphite Industry Co., Ltd.) having an average particle size of 5 μm is added to 1.4 L of pure water, and the temperature of this mixed solution is raised to 50 ° C. while stirring. rice field. The average particle size is measured using a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device (MT3300 (LOW-WET MT3000II Mode) manufactured by Microtrac Bell Co., Ltd.), and the cumulative value based on the volume is 50%. The diameter. Next, 0.6 L of 0.1 mol / L potassium persulfate aqueous solution as an oxidizing agent was gradually added dropwise to this mixed solution, followed by stirring for 2 hours for oxidation treatment, and then filtering with filter paper. , The obtained solid matter was washed with water.

この酸化処理の前後の炭素粒子について、パージ・アンド・トラップ・ガスクロマトグラフ質量分析装置(加熱脱着装置として日本分析工業株式会社製のJHS-100およびガスクロマトグラフ質量分析計として株式会社島津製作所製のGCMS QP-5050Aを組み合わせた装置)を使用して、300℃加熱発生ガスの分析を行ったところ、上記の酸化処理により、炭素粒子に付着していた(ノナン、デカン、3-メチル-2-ヘプテンなどの)親油性脂肪族炭化水素や、(キシレンなどの)親油性芳香族炭化水素が除去されていることがわかった。 For carbon particles before and after this oxidation treatment, a purge-and-trap gas chromatograph mass spectrometer (JHS-100 manufactured by Nippon Analytical Industry Co., Ltd. as a heat desorption device and GCMS manufactured by Shimadzu Corporation as a gas chromatograph mass spectrometer). When the gas generated by heating at 300 ° C. was analyzed using a device combined with QP-5050A, it was attached to the carbon particles by the above oxidation treatment (nonan, decane, 3-methyl-2-heptene). It was found that lipophilic aliphatic hydrocarbons (such as xylene) and lipophilic aromatic hydrocarbons (such as xylene) were removed.

[実施例1]
<銀ストライクめっき>
縦5.0cm、横5.0cm、厚さ0.2mmのCu-Ni-Sn-P合金からなる板材(1.0質量%のNiと0.9質量%のSnと0.05質量%のPを含み、残部がCuおよび不可避不純物である銅合金の板材)(DOWAメタルテック株式会社製のNB-109EH)を用意した。この板材を素材として、当該素材をカソード、(チタンのメッシュ素材を酸化イリジウムコーティングした)酸化イリジウムメッシュ電極板をアノードとして使用して、錯化剤としてメタンスルホン酸を含む25℃のスルホン酸系銀ストライクめっき液(大和化成株式会社製のダインシルバーGPE-ST、シアン化合物を実質的に含まない。銀濃度3g/L、メタンスルホン酸濃度42g/L、アンチモン濃度0.05g/L以下)中において、電流密度5A/dmで60秒間電気めっき(銀ストライクめっき)を行った。なお銀ストライクめっきは素材の表層全体に対して行った。
[Example 1]
<Silver strike plating>
Plate material made of Cu—Ni—Sn—P alloy with a length of 5.0 cm, a width of 5.0 cm, and a thickness of 0.2 mm (1.0% by mass of Ni, 0.9% by mass of Sn, and 0.05% by mass). A copper alloy plate containing P, the balance of which is Cu and an unavoidable impurity) (NB-109EH manufactured by DOWA Metaltech Co., Ltd.) was prepared. Using this plate as a material, the material as a cathode, and an iridium oxide mesh electrode plate (a titanium mesh material coated with iridium oxide) as an anode, sulfonic acid-based silver at 25 ° C. containing methanesulfonic acid as a complexing agent. In a strike plating solution (Dyne Silver GPE-ST manufactured by Daiwa Kasei Co., Ltd., substantially free of cyanide, silver concentration 3 g / L, methanesulfonic acid concentration 42 g / L, antimony concentration 0.05 g / L or less) , Electroplating (silver strike plating) was performed for 60 seconds at a current density of 5 A / dm 2 . The silver strike plating was performed on the entire surface layer of the material.

<AgCめっき>
錯化剤としてメタンスルホン酸を含む、銀濃度30g/L、メタンスルホン酸濃度60g/Lのスルホン酸系銀めっき液(大和化成株式会社製のダインシルバーGPE-HB(一般式(I)に該当する化合物を含み、溶媒は主に水であり、アンチモンの含有量は0.05g/L以下である))に、上記の酸化処理を行った炭素粒子(黒鉛粒子)を添加して、濃度50g/Lの炭素粒子と濃度30g/Lの銀と濃度60g/Lのメタンスルホン酸を含む炭素粒子含有スルホン酸系銀めっき液を用意した。この銀めっき液は、実質的にシアン化合物を含まない。
<AgC plating>
A sulfonic acid-based silver plating solution containing methanesulfonic acid as a complexing agent and having a silver concentration of 30 g / L and a methanesulfonic acid concentration of 60 g / L (Dyne Silver GPE-HB manufactured by Daiwa Kasei Co., Ltd. (corresponding to the general formula (I)). The solvent is mainly water, and the antimony content is 0.05 g / L or less)), and the carbon particles (graphite particles) subjected to the above oxidation treatment are added to a concentration of 50 g. A carbon particle-containing sulfonic acid-based silver plating solution containing carbon particles of / L, silver having a concentration of 30 g / L, and methanesulfonic acid having a concentration of 60 g / L was prepared. This silver plating solution is substantially free of cyanide compounds.

次に、上記の銀ストライクめっきした素材をカソード、銀電極板をアノードとして使用して、上記の炭素粒子含有スルホン酸系銀めっき液中において、スターラにより400rpmで撹拌しながら、温度25℃、電流密度3A/dmで500秒間電気めっきを行い、銀層中に炭素粒子を含有する複合被膜(AgCめっき被膜)が素材上に形成されてなる複合材を得た。なお複合被膜は素材の表層全体上に形成した。 Next, using the above-mentioned silver strike-plated material as a cathode and the silver electrode plate as an anode, the temperature is 25 ° C. and the current is in the above-mentioned carbon particle-containing sulfonic acid-based silver plating solution while stirring at 400 rpm with a stirrer. Electroplating was performed at a density of 3 A / dm 2 for 500 seconds to obtain a composite material in which a composite film (AgC plating film) containing carbon particles in the silver layer was formed on the material. The composite film was formed on the entire surface layer of the material.

以上の複合材の製造条件等を、後述する実施例2~9及び比較例1~4の製造条件等とともに、後記表2にまとめた。 The production conditions and the like of the above composite materials are summarized in Table 2 below together with the production conditions and the like of Examples 2 to 9 and Comparative Examples 1 to 4 described later.

この実施例1で得られた複合材について、以下の評価を行った。
<複合被膜の厚さ>
複合材の複合被膜(5.0cm×5.0cmの面における中央部分の直径0.2mmの円形の範囲)の厚さを蛍光X線膜厚計(株式会社日立ハイテクサイエンス製のFT110A)で測定したところ、10μmであった。なお蛍光X線膜厚計では(炭素粒子の)C原子の検出は困難でAg原子を検出して厚さを求めているが、本発明ではこれにより求まる厚さを複合被膜の厚さと近似する。
The composite material obtained in Example 1 was evaluated as follows.
<Thickness of composite film>
Measure the thickness of the composite coating of the composite material (a circular range with a diameter of 0.2 mm at the center of a 5.0 cm x 5.0 cm surface) with a fluorescent X-ray film thickness meter (FT110A manufactured by Hitachi High-Tech Science Corporation). As a result, it was 10 μm. It is difficult to detect C atoms (of carbon particles) with a fluorescent X-ray film thickness meter, and Ag atoms are detected to determine the thickness. However, in the present invention, the thickness obtained by this is approximated to the thickness of the composite film. ..

<複合被膜表面のビッカース硬度Hv>
複合被膜表面のビッカース硬度Hvは、微小硬度計(株式会社ミツトヨ製のHM221)を使用して、荷重0.01Nを複合材の平らな部分に15秒間加えて、JIS Z2244に従って測定し、3回の測定の平均値を採用した。結果、ビッカース硬度Hvは180だった。
<Vickers hardness Hv on the surface of the composite film>
The Vickers hardness Hv on the surface of the composite film was measured 3 times according to JIS Z2244 by applying a load of 0.01 N to the flat part of the composite material for 15 seconds using a micro-hardness meter (HM221 manufactured by Mitutoyo Co., Ltd.). The average value of the measurement of was adopted. As a result, the Vickers hardness Hv was 180.

<超音波洗浄処理後の複合被膜表面の炭素面積率>
得られた複合材の複合被膜表面に対して、超音波洗浄器(AS ONE製のVS-100III、出力100W、槽内寸法:縦140mm×横240mm×深さ100mm、使用液体は純水、水温は20℃)を使用して、28kHzで4分の超音波洗浄処理を実施した。
<Carbon area ratio on the surface of the composite film after ultrasonic cleaning treatment>
For the surface of the composite coating of the obtained composite material, an ultrasonic cleaner (VS-100III manufactured by AS ONE, output 100 W, internal dimensions: length 140 mm x width 240 mm x depth 100 mm, liquid used is pure water, water temperature 20 ° C.) was used to perform ultrasonic cleaning treatment at 28 kHz for 4 minutes.

超音波洗浄処理後の複合被膜表面の炭素面積率は、以下のようにして測定した。
卓上顕微鏡(株式会社日立ハイテク製のTM4000 Plus)を使用して加速電圧5kVで1000倍に拡大して複合被膜の表面を観察した反射電子組成(COMPO)像(1視野)をGIMP 2.10.10(画像解析ソフト)にて2値化し、複合被膜表面において炭素が占める面積率を算出した。具体的には、全ピクセルのうち最も高い輝度を255、最も低い輝度を0とすると、輝度が127以下のピクセルが黒、輝度が127を超えるピクセルが白になるように階調を2値化し、銀の部分(白い部分)と炭素粒子の部分(黒い部分)に分離して、画像全体のピクセル数Pに対する炭素粒子の部分のピクセル数Qの比Q/Pを、表面の炭素面積率(%)として算出した。その結果、超音波洗浄処理後の炭素面積率は30%だった。
The carbon area ratio on the surface of the composite coating after the ultrasonic cleaning treatment was measured as follows.
GIMP 2.10. GIMP 2.10. GIMP 2.10. The area ratio of carbon on the surface of the composite coating was calculated by binarizing with 10 (image analysis software). Specifically, assuming that the highest brightness of all the pixels is 255 and the lowest brightness is 0, the gradation is binarized so that the pixels with a brightness of 127 or less are black and the pixels with a brightness of more than 127 are white. , The ratio Q / P of the number of pixels Q of the carbon particle part to the number of pixels P of the entire image is divided into the silver part (white part) and the carbon particle part (black part), and the carbon area ratio of the surface ( %). As a result, the carbon area ratio after the ultrasonic cleaning treatment was 30%.

<複合被膜表面の超音波洗浄処理後の炭素粒子の分散状態>
複合材における複合被膜の炭素粒子の分散状態は、以下のようにして評価した。
卓上顕微鏡(株式会社日立ハイテク製のTM4000 Plus)を使用して加速電圧5kVで1000倍に拡大して縦90μm×横130μmの視野で超音波洗浄処理後の複合材の複合被膜の表面を観察した反射電子組成(COMPO)像(1視野)をGIMP 2.10.10(画像解析ソフト)にて2値化した。具体的には、全ピクセルのうち最も高い輝度を255、最も低い輝度を0とすると、輝度が127以下のピクセルが黒、輝度が127を超えるピクセルが白になるように階調を2値化した。
<Dispersion state of carbon particles after ultrasonic cleaning treatment on the surface of the composite film>
The dispersed state of the carbon particles in the composite film in the composite material was evaluated as follows.
Using a tabletop microscope (TM4000 Plus manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), the surface of the composite coating of the composite material after ultrasonic cleaning was observed in a field of view of 90 μm in length × 130 μm in width at an acceleration voltage of 5 kV at a magnification of 1000 times. The backscattered electron composition (COMPO) image (1 field of view) was binarized with GIMP 2.10.10. (Image analysis software). Specifically, when the highest brightness of all the pixels is 255 and the lowest brightness is 0, the gradation is binarized so that the pixels with a brightness of 127 or less are black and the pixels with a brightness of more than 127 are white. bottom.

得られた2値化画像中の中央部分に縦78μm×横117μmの長方形の領域をとり(当該領域の、視野全体に対する大きさの割合は78%である)、この領域を39μm×39μmの正方形に6分割し、各正方形内において、正方形の左側の縦辺からの距離が13μm及び26μmの二つの縦線を引き、正方形の上側の横辺からの距離が13μm及び26μmの二つの横線を引き、各縦線及び横線上に存在する炭素粒子の個数を求めた。ここで、各縦線及び横線上のピクセルが黒で続く部分を炭素粒子1個と数え、1ピクセルの黒でも炭素粒子1個と数えた。この炭素粒子個数のカウントに使用した画像を図1に示す。なお、縦線及び横線の太さは1ピクセルであり、縦線及び横線の長さは390ピクセルである。更に、図1においては便宜のため正方形の輪郭の線を太く表示しているが、実際の炭素粒子のカウント時には縦線と同じ太さとしている。 A rectangular area of 78 μm in length × 117 μm in width is taken in the central part of the obtained binarized image (the ratio of the size of the area to the entire field of view is 78%), and this area is a square of 39 μm × 39 μm. In each square, draw two vertical lines with distances of 13 μm and 26 μm from the left vertical side of the square, and draw two horizontal lines with distances of 13 μm and 26 μm from the upper horizontal side of the square. , The number of carbon particles present on each vertical line and horizontal line was determined. Here, the portion where the pixels on each vertical line and the horizontal line continue in black is counted as one carbon particle, and even one pixel of black is counted as one carbon particle. The image used for counting the number of carbon particles is shown in FIG. The thickness of the vertical line and the horizontal line is 1 pixel, and the length of the vertical line and the horizontal line is 390 pixels. Further, in FIG. 1, the line of the outline of the square is shown thick for convenience, but when the actual carbon particles are counted, the thickness is the same as the vertical line.

参考までに、図1における左上の正方形における各線上の炭素粒子個数のカウント結果を下記表1に示す(全てのカウント結果については後述の表3に示す)。 For reference, the count results of the number of carbon particles on each line in the upper left square in FIG. 1 are shown in Table 1 below (all count results are shown in Table 3 below).

Figure 2022068422000004
Figure 2022068422000004

炭素粒子個数のカウントの結果から各正方形について各縦線及び横線上に存在する炭素粒子の個数の平均値(A1~A6)を求めた。この平均値(A1~A6)についてCV値(平均値(A1~A6)の標準偏差/平均値(A1~A6)の平均値B)を求めたところ、0.19であった。 From the result of counting the number of carbon particles, the average value (A1 to A6) of the number of carbon particles existing on each vertical line and the horizontal line was obtained for each square. The CV value (standard deviation of the average value (A1 to A6) / average value B of the average value (A1 to A6)) was calculated for the average value (A1 to A6) and found to be 0.19.

<耐摩耗性の評価>
実施例1で使用したのと同じCu-Ni-Sn-P合金板材に対して後述する比較例2と同様のめっき処理(AgSbめっき)を施しためっき材から横2.0cm×縦3.0cmの大きさの平板状試験片を切り出した。
<Evaluation of wear resistance>
The same Cu—Ni—Sn—P alloy plate material used in Example 1 was subjected to the same plating treatment (AgSb plating) as in Comparative Example 2 described later, and was 2.0 cm wide × 3.0 cm long. A flat plate-shaped test piece of the size of 1 was cut out.

一方、上記実施例1で得られた複合材から横1.0cm×縦4.0cmの試験片を切り出し、これに対して内径1.0mmのインデント(半球形状に押し出す)加工を施して、インデント付き試験片(圧子)を得た。 On the other hand, a test piece having a width of 1.0 cm and a length of 4.0 cm was cut out from the composite material obtained in Example 1 and indented (extruded into a hemispherical shape) having an inner diameter of 1.0 mm. A test piece (indent) was obtained.

摺動摩耗試験機(株式会社山崎精機研究所製 CRS-G2050-DWA)により、上記平板状試験片に、前記インデント付き試験片の凸部が平板状試験片にあたるようにして、インデント付き試験片を一定の加重(2N)で平板状試験片に押し当てながら、往復摺動動作(摺動距離10mm(つまり1往復で20mm)、摺動速度3mm/s)を継続して、インデント付き試験片と平板状試験片の摩耗状態を確認する摩耗試験を行うことにより、耐摩耗性の評価を行った。その結果、100回の往復摺動動作後に、マイクロスコープ(株式会社キーエンス製のVHX-1000)によりインデント付き試験片及び平板状試験片の摺動痕の中心部を倍率200倍で観察したところ、どちらの摺動痕からも(茶色の)素材(合金板材)が露出していないことが確認され、実施例1の複合材は耐摩耗性に優れていることがわかった。 Using a sliding wear tester (CRS-G2050-DWA manufactured by Yamasaki Seiki Laboratory Co., Ltd.), the indented test piece is indented so that the convex portion of the indented test piece hits the flat plate-shaped test piece. Is pressed against the flat plate-shaped test piece with a constant load (2N), and the reciprocating sliding motion (sliding distance 10 mm (that is, 20 mm for one reciprocation), sliding speed 3 mm / s) is continued, and the indented test piece is indented. The wear resistance was evaluated by conducting a wear test to confirm the wear state of the flat plate-shaped test piece. As a result, after 100 reciprocating sliding operations, the central part of the sliding marks of the indented test piece and the flat plate-shaped test piece was observed with a microscope (VHX-1000 manufactured by KEYENCE CORPORATION) at a magnification of 200 times. It was confirmed that the (brown) material (alloy plate material) was not exposed from either of the sliding marks, and it was found that the composite material of Example 1 was excellent in wear resistance.

<曲げ加工性の評価>
(最大露出幅の評価)
得られた複合材における複合被膜を曲げ加工したときの最大露出幅は、以下のようにして評価した。
<Evaluation of bending workability>
(Evaluation of maximum exposure width)
The maximum exposed width of the obtained composite material when the composite film was bent was evaluated as follows.

得られた複合材から長手方向がTD(圧延方向に対して垂直な方向)で幅方向がLD(圧延方向)になるように幅10mmの曲げ加工試験片を切り出し、曲げ加工試験片についてLDを曲げ軸(BadWay曲げ(B.W.曲げ))にしてJIS H3130に準拠した90°W曲げ試験を曲げ半径R=0.2mmで行った。この試験後の試験片について、曲げ加工部頂点の表面をレーザー顕微鏡(キーエンス製のVK-X160)によって200倍の倍率で観察して、曲げ加工によって複合被膜が分断されて素材が露出した箇所のうち、露出部分のTD(圧延方向に対して垂直な方向)方向の長さが最大のもののTD方向の長さを、最大露出幅として求めた。 A bending test piece having a width of 10 mm is cut out from the obtained composite material so that the longitudinal direction is TD (direction perpendicular to the rolling direction) and the width direction is LD (rolling direction), and the LD is formed on the bending test piece. A 90 ° W bending test conforming to JIS H3130 with a bending axis (Bad Way bending (BW bending)) was performed with a bending radius R = 0.2 mm. For the test piece after this test, the surface of the apex of the bent portion was observed with a laser microscope (VK-X160 manufactured by KEYENCE) at a magnification of 200 times, and the composite film was divided by the bending process to expose the material. Among them, the length in the TD direction of the exposed portion having the maximum length in the TD (direction perpendicular to the rolling direction) direction was obtained as the maximum exposure width.

評価の結果、実施例1の複合材の最大露出幅は22μmだった。なお、最大露出幅が30μm以下であれば、複合材の曲げ加工性が優れていると評価した。その理由は以下のとおりである。 As a result of the evaluation, the maximum exposed width of the composite material of Example 1 was 22 μm. When the maximum exposure width was 30 μm or less, it was evaluated that the bending workability of the composite material was excellent. The reason is as follows.

複合被膜が曲げ加工で引き伸ばされて分断された箇所の直下の素材部分に引張応力が働くことで、素材の前記部分にせん断力がかかりやすい。なお、複合被膜は元の素材に密着しているため、曲げ加工により素材が塑性変形する場合、複合被膜は必ず分断される。複合被膜の分断された箇所が多いほど、分断一か所当たりの、その直下の素材の部分にかかるせん断力は小さくなるので、素材にはシワ(素材がすべり、せん断変形した状態のもの(破断はしていない))は発生するものの、素材の割れ(素材が大きくすべり、せん断変形が進行して破断したもの)は生じにくい(シワと割れについては、図2参照)。結果として観察される最大露出幅は小さくなる。一方、複合被膜に生じた分断数が少ない場合、素材の特定箇所(分断の直下の部分)に大きな応力がかかり、素材の割れが生じやすい。結果として観察される最大露出幅は大きくなる。素材に割れが生じると、端子等の製品の形状に異常が生じたり更には破断してしまうなど、その機能を果たさなくなるという問題が生じる。 Since tensile stress acts on the material portion immediately below the portion where the composite coating is stretched and divided by the bending process, a shearing force is likely to be applied to the portion of the material. Since the composite film is in close contact with the original material, the composite film is always divided when the material is plastically deformed by bending. The more the composite film is divided, the smaller the shearing force applied to the part of the material directly under it per division, so the material is wrinkled (the material is slipped and sheared (broken). (Not done)), but cracks in the material (material slips greatly and shear deformation progresses and breaks) are unlikely to occur (see Fig. 2 for wrinkles and cracks). As a result, the maximum exposure width observed is small. On the other hand, when the number of divisions generated in the composite coating is small, a large stress is applied to a specific portion of the material (the portion directly under the division), and the material is liable to crack. As a result, the maximum exposure width observed is large. If the material is cracked, there is a problem that the shape of the product such as a terminal becomes abnormal or the material is broken, and the function cannot be fulfilled.

(曲げ加工断面の評価)
本実施例1の複合材については、前記の曲げ加工試験で得られた、曲げた状態の試験片について、曲げ加工部頂点の断面をレーザー顕微鏡(キーエンス製のVK-X160)によって200倍の倍率で観察をした。
(Evaluation of bending cross section)
For the composite material of Example 1, the cross section of the apex of the bending portion of the test piece in the bent state obtained in the bending test was subjected to a magnification of 200 times by a laser microscope (VK-X160 manufactured by KEYENCE). I made an observation at.

得られた断面写真を図3に示す。複合被膜に多数の分断が生じているが、素材の割れは発生していないことがわかる。 The obtained cross-sectional photograph is shown in FIG. It can be seen that the composite film has many divisions, but no cracks have occurred in the material.

以上の評価結果(曲げ加工断面の評価結果を除く)は、後述する実施例2~9及び比較例1~4の評価結果とともに後記表2にまとめた。 The above evaluation results (excluding the evaluation results of the bending cross section) are summarized in Table 2 below together with the evaluation results of Examples 2 to 9 and Comparative Examples 1 to 4 described later.

[実施例2]
炭素粒子含有スルホン酸系銀めっき液中の炭素濃度を20g/Lに変更した以外は、実施例1と同様にして複合材を作成し、各種評価を行った。
[Example 2]
A composite material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the carbon concentration in the carbon particle-containing sulfonic acid-based silver plating solution was changed to 20 g / L, and various evaluations were performed.

[実施例3]
炭素粒子含有スルホン酸系銀めっき液中の炭素濃度を80g/Lに変更した以外は、実施例1と同様にして複合材を作成し、各種評価を行った。
[Example 3]
A composite material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the carbon concentration in the carbon particle-containing sulfonic acid-based silver plating solution was changed to 80 g / L, and various evaluations were performed.

[実施例4]
AgCめっきの時間を60秒に変更した以外は、実施例1と同様にして複合材を作成し、各種評価を行った。
[Example 4]
A composite material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the AgC plating time was changed to 60 seconds, and various evaluations were performed.

[実施例5]
AgCめっきの時間を1500秒に変更した以外は、実施例1と同様にして複合材を作成し、各種評価を行った。
[Example 5]
A composite material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the AgC plating time was changed to 1500 seconds, and various evaluations were performed.

[実施例6]
実施例1と同様の素材をカソード、Ni電極板をアノードとして使用して、スルファミン酸ニッケルをNi濃度として80g/Lの濃度で含有し、更に濃度45g/Lでホウ酸を含有するニッケルめっき浴(水溶液)中において、液温55℃、電流密度4A/dmで攪拌しながら40秒間電気めっき(Niめっき)を行って、素材上に厚さ0.2μmのNi被膜(Ni下地層)を形成した。Ni下地層は素材の表層全面に対して形成した。下地層の厚さは複合被膜の厚さを求める方法と同様の方法で測定した。
[Example 6]
A nickel plating bath containing nickel sulfamate at a Ni concentration of 80 g / L and boric acid at a concentration of 45 g / L using the same material as in Example 1 as a cathode and a Ni electrode plate as an anode. In (aqueous solution), electroplating (Ni plating) was performed for 40 seconds while stirring at a liquid temperature of 55 ° C. and a current density of 4 A / dm 2 , and a 0.2 μm-thick Ni film (Ni base layer) was formed on the material. Formed. The Ni base layer was formed on the entire surface layer of the material. The thickness of the base layer was measured by the same method as the method for determining the thickness of the composite film.

このNi下地層を形成した素材に対して銀ストライクめっきを施した以外は、実施例1と同様にして複合材を作成し、各種評価を行った。 A composite material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the material on which the Ni base layer was formed was subjected to silver strike plating, and various evaluations were performed.

[実施例7]
Ni下地層を形成する際の電気めっきの時間を600秒に変更した以外は、実施例6と同様にして複合材を作成し、各種評価を行った。Ni下地層の厚さは3.4μmだった。
[Example 7]
A composite material was prepared in the same manner as in Example 6 except that the electroplating time for forming the Ni base layer was changed to 600 seconds, and various evaluations were performed. The thickness of the Ni base layer was 3.4 μm.

[実施例8]
スルホン酸系銀めっき液として大和化成株式会社製のダインシルバーGPE-SBを使用して、これに上記の酸化処理を行った炭素粒子(黒鉛粒子)を添加して炭素粒子含有スルホン酸系銀めっき液とした以外は、実施例1と同様にして複合材を作成し、各種評価を行った。
[Example 8]
Dine Silver GPE-SB manufactured by Daiwa Kasei Co., Ltd. is used as a sulfonic acid-based silver plating solution, and carbon particles (graphite particles) subjected to the above oxidation treatment are added to the carbon particles-containing sulfonic acid-based silver plating. A composite material was prepared in the same manner as in Example 1 except that it was made into a liquid, and various evaluations were performed.

[実施例9]
炭素粒子として日本黒鉛株式会社製のUTC-48J(平均粒径は1.8μm)を上記と同様に酸化処理したものを使用した以外は、実施例4と同様にして複合材を作成し、各種評価を行った。
[Example 9]
Various composite materials were prepared in the same manner as in Example 4 except that UTC-48J (average particle size: 1.8 μm) manufactured by Nippon Graphite Co., Ltd. was oxidized in the same manner as above as carbon particles. Evaluation was performed.

[比較例1]
炭素粒子含有スルホン酸系銀めっき液の代わりにスルホン酸系銀めっき液(大和化成株式会社製のダインシルバーGPE-HB)を使用して電気めっきを行った以外は、実施例1と同様にして、銀層(Agめっき被膜)が素材上に形成されてなる銀めっき材を得た。この銀めっき材について、実施例1と同様に各種評価を行った。
[Comparative Example 1]
The same as in Example 1 except that electroplating was performed using a sulfonic acid-based silver plating solution (Dyne Silver GPE-HB manufactured by Daiwa Kasei Co., Ltd.) instead of the carbon particle-containing sulfonic acid-based silver plating solution. , A silver-plated material having a silver layer (Ag-plated film) formed on the material was obtained. Various evaluations were performed on this silver-plated material in the same manner as in Example 1.

なお本比較例1の銀めっき材については、炭素粒子に関する評価は実施しなかった。またこの銀めっき材は曲げ加工性の評価結果が悪かったため、インデント加工(=曲げ加工)を行う耐摩耗性の評価は行わなかった。また、本めっき材について行った曲げ加工性の評価で得られた、曲げた状態の試験片の断面を実施例1と同様にして観察した結果(断面写真)を図4に示す。拡大倍率200倍の写真である。銀めっき層が分断し、この分断は実施例1の複合被膜の場合に比べて数が少なく幅が広く、素材には割れが生じたと思われる小さな亀裂(矢印部分)が見られる。 The silver-plated material of Comparative Example 1 was not evaluated for carbon particles. In addition, since the evaluation result of bending workability of this silver-plated material was poor, the wear resistance of indenting (= bending) was not evaluated. Further, FIG. 4 shows the results (cross-sectional photograph) of observing the cross section of the test piece in the bent state obtained in the evaluation of the bending workability of the present plating material in the same manner as in Example 1. It is a photograph with a magnifying magnification of 200 times. The silver-plated layer is divided, and the number of the divisions is smaller and wider than that of the composite coating of Example 1, and small cracks (arrow portions) which are considered to have cracks are observed in the material.

[比較例2]
<銀ストライクめっき>
実施例1と同様の素材を用意し、この素材をカソード、(チタンのメッシュ素材を白金めっきした)チタン白金メッシュ電極板をアノードとして使用して、錯化剤としてシアン化合物を含むシアン系銀ストライクめっき液(一般試薬から建浴、シアン化銀濃度3g/L、シアン化カリウム濃度90g/L、溶媒は水)中において、液温25℃、電流密度5A/dmで30秒間電気めっき(銀ストライクめっき)を行った。
[Comparative Example 2]
<Silver strike plating>
A material similar to that of Example 1 is prepared, and this material is used as a cathode and a titanium platinum mesh electrode plate (plated with a titanium mesh material) as an anode, and a cyanide-based silver strike containing a cyanide as a complexing agent is used. Electroplating (silver strike plating) in a plating solution (general reagent, standing bath, silver cyanide concentration 3 g / L, potassium cyanide concentration 90 g / L, solvent is water) at a liquid temperature of 25 ° C. and a current density of 5 A / dm 2 for 30 seconds. ) Was performed.

<AgSbめっき>
錯化剤としてシアン化合物を含む銀濃度60g/L、アンチモン(Sb)濃度2.5g/Lのシアン系Ag-Sb合金めっき液(溶媒は水)を用意した。前記シアン系Ag-Sb合金めっき液は、10質量%のシアン化銀と30質量%のシアン化ナトリウムとニッシンブライトN(日進化成株式会社製)を含み、前記めっき液中のニッシンブライトNの濃度は50mL/Lである。そしてニッシンブライトNは、光沢剤と三酸化二アンチモンを含み、ニッシンブライトNにおける三酸化二アンチモンの濃度は6質量%である。
<AgSb plating>
As a complexing agent, a cyanide Ag—Sb alloy plating solution (solvent is water) containing a cyanide compound and having a silver concentration of 60 g / L and an antimony (Sb) concentration of 2.5 g / L was prepared. The cyanide Ag-Sb alloy plating solution contains 10% by mass of silver cyanide, 30% by mass of sodium cyanide and Nissin Bright N (manufactured by Nikkei Seisei Co., Ltd.), and contains Nissin Bright N in the plating solution. The concentration is 50 mL / L. Nissin Bright N contains a brightener and diantimony trioxide, and the concentration of diantimony trioxide in Nissin Bright N is 6% by mass.

次に、上記の銀ストライクめっきした素材をカソード、銀電極板をアノードとして使用して、上記のシアン系Ag-Sb合金めっき液中において、スターラにより400rpmで撹拌しながら、温度25℃、電流密度3A/dmで1000秒間電気めっきを行い、複合被膜(銀-アンチモン被膜)が素材上に形成された複合材を得た。 Next, using the silver strike-plated material as the cathode and the silver electrode plate as the anode, the temperature is 25 ° C. and the current density is set in the cyan-based Ag-Sb alloy plating solution while stirring with a stirrer at 400 rpm. Electroplating was performed at 3 A / dm 2 for 1000 seconds to obtain a composite material in which a composite film (silver-antimony film) was formed on the material.

得られた複合材について、実施例1と同様にして各種評価を行った。なお本比較例2の複合材については、炭素粒子に関する評価は実施しなかった。またこの複合材は曲げ加工性の評価結果が悪かったため、インデント加工(=曲げ加工)を行う耐摩耗性の評価は行わなかった。 Various evaluations were performed on the obtained composite material in the same manner as in Example 1. The composite material of Comparative Example 2 was not evaluated for carbon particles. In addition, since the evaluation result of bending workability of this composite material was poor, the wear resistance of indenting (= bending) was not evaluated.

[比較例3]
実施例1のスルホン酸系銀めっき液の代わりに、錯化剤としてメタンスルホン酸を60g/Lの濃度で含む銀濃度30g/Lのスルホン酸系銀めっき液(大和化成株式会社製のダインシルバーGPE-PL(一般式(I)に該当する化合物を含まず、溶媒は水))を使用し、これに実施例1と同様の酸化処理を行った炭素粒子(黒鉛粒子)を添加して、得られた炭素粒子含有スルホン酸系銀めっき液を使用した以外は、実施例1と同様にして複合材を作成し、各種評価を行った。
[Comparative Example 3]
A sulfonic acid-based silver plating solution having a silver concentration of 30 g / L containing methanesulfonic acid as a complexing agent at a concentration of 60 g / L instead of the sulfonic acid-based silver plating solution of Example 1 (Dyne Silver manufactured by Daiwa Kasei Co., Ltd.) GPE-PL (does not contain the compound corresponding to the general formula (I) and the solvent is water)) is used, and carbon particles (graphite particles) subjected to the same oxidation treatment as in Example 1 are added thereto. A composite material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the obtained carbon particle-containing sulfonic acid-based silver plating solution was used, and various evaluations were performed.

[比較例4]
炭素粒子含有スルホン酸系銀めっき液中の炭素濃度が10g/Lになるように、スルホン酸系銀めっき液への炭素粒子の添加量を変更した以外は、実施例1と同様にして複合材を作成し、各種評価を行った。なお本比較例4の複合材は曲げ加工性の評価結果が悪かったため、インデント加工(=曲げ加工)を行う耐摩耗性の評価は行わなかった。
[Comparative Example 4]
The composite material was the same as in Example 1 except that the amount of carbon particles added to the sulfonic acid-based silver plating solution was changed so that the carbon concentration in the carbon particle-containing sulfonic acid-based silver plating solution was 10 g / L. Was created and various evaluations were performed. Since the evaluation result of the bending workability of the composite material of Comparative Example 4 was poor, the wear resistance to be indented (= bending) was not evaluated.

以上の実施例1~9及び比較例1~4の複合材及び銀めっき材の製造条件等と評価結果を下記表2にまとめる。更に、各複合材についての炭素粒子個数のカウント結果を下記表3に示す。 Table 2 below summarizes the production conditions and evaluation results of the composite materials and silver-plated materials of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 4 above. Further, the count results of the number of carbon particles for each composite material are shown in Table 3 below.

Figure 2022068422000005
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Figure 2022068422000006
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Claims (17)

炭素粒子を含有する銀層からなる複合被膜が素材上に形成されてなる複合材であって、
前記複合被膜のビッカース硬度が100以上であり、
前記複合被膜表面を、28kHzで4分の条件で超音波洗浄した後、顕微鏡写真を撮り、
得られた撮影画像中に当該画像の面積の75%以上のサイズで、縦:横の長さの比が2:3の長方形の領域をとり、この領域を同じ大きさの正方形で縦に2個、横に3個の合計6個に分割し、
各正方形内において、正方形の左側の縦辺からの距離が正方形の横辺の長さの3分の1及び3分の2の二つの縦線を引き、正方形の上側の横辺からの距離が正方形の縦辺の長さの3分の1及び3分の2の二つの横線を引き、各縦線及び横線上に存在する炭素粒子の個数を求め、各正方形について各線上に存在する炭素粒子の個数の平均値を求めたとき、
6個の正方形それぞれについての平均値A1~A6のCV値が0.6以下であり、
前記各正方形において、前記縦線及び横線の合計4本の線のうち、線上に存在する炭素粒子の個数が0個である線が1本以下である、
複合材。
A composite material in which a composite film consisting of a silver layer containing carbon particles is formed on the material.
The Vickers hardness of the composite film is 100 or more, and the composite film has a Vickers hardness of 100 or more.
The surface of the composite coating was ultrasonically cleaned at 28 kHz for 4 minutes, and then a micrograph was taken.
In the obtained captured image, a rectangular area having a size of 75% or more of the area of the image and a vertical: horizontal length ratio of 2: 3 is taken, and this area is vertically 2 with a square of the same size. Divide into a total of 6 pieces, 3 pieces on the side and 3 pieces on the side.
Within each square, the distance from the left vertical side of the square draws two vertical lines, one-third and two-thirds of the length of the horizontal side of the square, and the distance from the upper horizontal side of the square is Draw two horizontal lines, one-third and two-thirds of the length of the vertical side of the square, determine the number of carbon particles existing on each vertical line and horizontal line, and calculate the number of carbon particles existing on each line for each square. When calculating the average value of the number of
The CV values of the average values A1 to A6 for each of the six squares are 0.6 or less.
In each of the squares, out of a total of four lines of the vertical line and the horizontal line, one or less is a line in which the number of carbon particles existing on the line is 0.
Composite material.
前記複合被膜のビッカース硬度が120~250である、請求項1に記載の複合材。 The composite material according to claim 1, wherein the composite film has a Vickers hardness of 120 to 250. 前記平均値A1~A6のCV値が0.01~0.5である、請求項1又は2に記載の複合材。 The composite material according to claim 1 or 2, wherein the CV values of the average values A1 to A6 are 0.01 to 0.5. 前記平均値A1~A6の平均値Bが1.5~12である、請求項1~3のいずれかに記載の複合材。 The composite material according to any one of claims 1 to 3, wherein the average value B of the average values A1 to A6 is 1.5 to 12. 前記複合被膜表面に前記超音波洗浄した後の複合被膜表面に占める炭素粒子の面積の割合が、4~50%である、請求項1~4のいずれかに記載の複合材。 The composite material according to any one of claims 1 to 4, wherein the ratio of the area of carbon particles to the surface of the composite film after ultrasonic cleaning on the surface of the composite film is 4 to 50%. 前記6個の正方形について、各正方形における前記各線上に存在する炭素粒子の個数についてのCV値(CV1~CV6)を求めたとき、CV1~CV6の平均値が0.5以下である、請求項1~5のいずれかに記載の複合材。 Claimed that the average value of CV1 to CV6 is 0.5 or less when the CV value (CV1 to CV6) for the number of carbon particles existing on each line in each square is obtained for the six squares. The composite material according to any one of 1 to 5. 前記複合被膜表面を、拡大倍率1000倍で、縦80~100μm×横120~140μmの視野でSEM写真を撮り、得られたSEM像中に縦78μm×横117μmの長方形の領域をとり、この領域を39μm×39μmの正方形に六分割する、請求項1~6のいずれかに記載の複合材。 An SEM photograph of the surface of the composite coating was taken with a field of view of 80 to 100 μm in length × 120 to 140 μm in width at a magnification of 1000 times, and a rectangular region of 78 μm in length × 117 μm in width was taken in the obtained SEM image, and this region was taken. The composite material according to any one of claims 1 to 6, wherein the composite material is divided into six pieces of 39 μm × 39 μm square. 前記複合被膜の厚さが0.5~40μmである、請求項1~7のいずれかに記載の複合材。 The composite material according to any one of claims 1 to 7, wherein the composite coating has a thickness of 0.5 to 40 μm. 前記炭素粒子が、鱗片形状の黒鉛粒子である、請求項1~8のいずれかに記載の複合材。 The composite material according to any one of claims 1 to 8, wherein the carbon particles are scale-shaped graphite particles. 前記複合被膜中のアンチモンの含有量が0.5質量%未満である、請求項1~9のいずれかに記載の複合材。 The composite material according to any one of claims 1 to 9, wherein the content of antimony in the composite coating is less than 0.5% by mass. 前記素材が銅又は銅合金で構成されている、請求項1~10のいずれかに記載の複合材。 The composite material according to any one of claims 1 to 10, wherein the material is made of copper or a copper alloy. 前記複合材の形状が平板状である、請求項1~11のいずれかに記載の複合材。 The composite material according to any one of claims 1 to 11, wherein the composite material has a flat plate shape. 請求項1~12のいずれかに記載の複合材がその構成材料として用いられた、端子。 A terminal in which the composite material according to any one of claims 1 to 12 is used as a constituent material thereof. 請求項12に記載の複合材を端子形状に曲げ加工する工程を有する、端子の製造方法。 A method for manufacturing a terminal, comprising a step of bending the composite material according to claim 12 into a terminal shape. 炭素粒子を含む銀めっき液中で電気めっきを行うことにより、炭素粒子を含有する銀層からなる複合被膜を素材上に形成する、複合材の製造方法であって、
前記銀めっき液中の炭素粒子の含有量が15g/L以上であり、
形成される前記複合被膜のビッカース硬度が100以上となるように複合被膜を形成する、
複合材の製造方法。
A method for producing a composite material, which forms a composite film composed of a silver layer containing carbon particles on a material by performing electroplating in a silver plating solution containing carbon particles.
The content of carbon particles in the silver plating solution is 15 g / L or more, and the content is 15 g / L or more.
The composite film is formed so that the Vickers hardness of the composite film to be formed is 100 or more.
Method of manufacturing composite material.
前記銀めっき液が下記一般式(I)で表される化合物Xを含有する、請求項15に記載の複合材の製造方法:
Figure 2022068422000007
(式(I)において、mは1~5の整数であり、Raは、カルボキシル基であり、Rbは、アルデヒド基、カルボキシル基、アミノ基、水酸基又はスルホン酸基であり、Rcは、水素又は任意の置換基であり、
mが2以上の場合、複数存在するRbは互いに同一であっても異なっていてもよく、
mが3以下の場合、複数存在するRcは互いに同一であっても異なっていてもよく、
Ra及びRbはそれぞれ独立に、-O-及び-CH-からなる群より選ばれる少なくとも一種で構成される2価の基を介してベンゼン環と結合していてもよい。)。
The method for producing a composite material according to claim 15, wherein the silver plating solution contains the compound X represented by the following general formula (I).
Figure 2022068422000007
(In the formula (I), m is an integer of 1 to 5, Ra is a carboxyl group, Rb is an aldehyde group, a carboxyl group, an amino group, a hydroxyl group or a sulfonic acid group, and Rc is hydrogen or a sulfonic acid group. Any substituent,
When m is 2 or more, a plurality of Rbs may be the same or different from each other.
When m is 3 or less, a plurality of Rc may be the same or different from each other.
Ra and Rb may be independently bonded to the benzene ring via a divalent group composed of at least one selected from the group consisting of -O- and -CH 2- , respectively. ).
前記炭素粒子が、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置により測定した体積基準の累積50%粒子径(D50)が0.5~15μmの黒鉛粒子である、請求項15又は16に記載の複合材の製造方法。 The composite material according to claim 15 or 16, wherein the carbon particles are graphite particles having a cumulative 50% particle diameter (D50) of 0.5 to 15 μm on a volume basis measured by a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device. Manufacturing method.
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