JP2023005513A - 銀めっき材およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】高い硬度を維持しながら従来よりも耐摩耗性に優れた銀めっき材およびその製造方法を提供する。【解決手段】シアン化銀カリウムとシアン化カリウムとメルカプトチアゾールとを含む水溶液からなる銀めっき液中において電気めっきを行うことによって素材上に銀からなる表層を形成して銀めっき材を製造する方法において、銀めっき液中のメルカプトチアゾールの濃度が５ｇ／Ｌ以上であり、銀めっき液中において液温３０℃以上、電流密度１～１５Ａ／ｄｍ２で電気めっきを行う。【選択図】なし
Description
本発明は、銀めっき材およびその製造方法に関し、特に、車載用や民生用の電気配線に使用されるコネクタ、スイッチ、リレーなどの接点や端子部品の材料として使用される銀めっき材およびその製造方法に関する。
従来、コネクタやスイッチなどの接点や端子部品などの材料として、銅または銅合金やステンレス鋼などの比較的安価で耐食性や機械的特性などに優れた素材に、電気特性や半田付け性などの必要な特性に応じて、錫、銀、金などのめっきを施しためっき材が使用されている。
銅または銅合金やステンレス鋼などの素材に錫めっきを施した錫めっき材は、安価であるが、高温環境下における耐食性に劣っている。また、これらの素材に金めっきを施した金めっき材は、耐食性に優れ、信頼性が高いが、コストが高くなる。一方、これらの素材に銀めっきを施した銀めっき材は、金めっき材と比べて安価であり、錫めっき材と比べて耐食性に優れている。
また、コネクタやスイッチなどの接点や端子部品などの材料は、コネクタの挿抜やスイッチの摺動に伴う耐摩耗性も要求される。
しかし、銀めっき材は、軟質で摩耗し易いため、接続端子などの材料として使用すると、挿抜や摺動により凝着して凝着摩耗が生じ易くなり、また、接続端子の挿入時に表面が削られて摩擦係数が高くなって挿入力が高くなるという問題がある。
このような問題を解消するため、銀めっき中にアンチモンなどの元素を含有させることにより、銀めっき材の硬度を向上させる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、特許文献１の方法のように、銀めっき中にアンチモンなどの元素を含有させると、銀が合金化して硬度が向上するものの、耐摩耗性の向上は十分ではなく、さらに耐摩耗性に優れた銀めっき材が望まれている。
したがって、本発明は、このような従来の問題点に鑑み、高い硬度を維持しながら従来よりも耐摩耗性に優れた銀めっき材およびその製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、シアン化銀カリウムとシアン化カリウムとメルカプトチアゾールとを含む水溶液からなる銀めっき液中において電気めっきを行うことによって素材上に銀からなる表層を形成して銀めっき材を製造する方法において、銀めっき液中のメルカプトチアゾールの濃度を５ｇ／Ｌ以上とし、銀めっき液中において液温３０℃以上、電流密度１～１５Ａ／ｄｍ２で電気めっきを行うことにより、高い硬度を維持しながら従来よりも耐摩耗性に優れた銀めっき材およびその製造方法を提供することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明による銀めっき材の製造方法は、シアン化銀カリウムとシアン化カリウムとメルカプトチアゾールとを含む水溶液からなる銀めっき液中において電気めっきを行うことによって素材上に銀からなる表層を形成して銀めっき材を製造する方法において、銀めっき液中のメルカプトチアゾールの濃度が５ｇ／Ｌ以上であり、銀めっき液中において液温３０℃以上、電流密度１～１５Ａ／ｄｍ２で電気めっきを行うことを特徴とする。
この銀めっき材の製造方法において、銀めっき液中のメルカプトチアゾールの濃度が、１０ｇ／Ｌ以上であるのが好ましく、３０ｇ／Ｌ以下であるのが好ましく、２５ｇ／Ｌ以下であるのがさらに好ましい。また、電気めっきの電流密度が２～１０Ａ／ｄｍ２であるのが好ましい。また、銀めっき液中のシアン化銀カリウムの濃度が５０～２００ｇ／Ｌであるのが好ましく、銀めっき液中のシアン化カリウムの濃度が２０～１２０ｇ／Ｌであるのが好ましい。また、銀めっき液中の銀濃度が２０～１２０ｇ／Ｌであるのが好ましく、銀めっき液中のフリーシアン濃度が５～５０ｇ／Ｌあるのが好ましい。また、電気めっきが、液温５０℃以下で行われるのが好ましい。また、素材が銅または銅合金からなるのが好ましく、素材と表層との間にニッケルからなる下地層を形成するのが好ましい。
また、本発明による銀めっき材は、素材上に銀からなる表層が形成された銀めっき材において、表層の平均結晶子径が２３ｎｍ以下であり且つビッカース硬さＨＶが１００～１６０であり、表層中の炭素含有量が０．３質量％以上、硫黄含有量が０．４質量％以上、窒素含有量が０．１質量％以上であることを特徴とする。
この銀めっき材において、表層中の銀含有量が９０～９９質量％であるのが好ましく、表層中の炭素含有量が２質量％以下であるのが好ましく、表層中の硫黄含有量が２質量％以下であるのが好ましい。また、素材が銅または銅合金からなるのが好ましく、素材と表層との間にニッケルからなる下地層が形成されているのが好ましい。
本発明によれば、高い硬度を維持しながら従来よりも耐摩耗性に優れた銀めっき材およびその製造方法を提供することができる。
本発明による銀めっき材の製造方法の実施の形態では、シアン化銀カリウムとシアン化カリウムとメルカプトチアゾールとを含む水溶液からなる銀めっき液中において電気めっきを行うことによって素材上に銀からなる表層を形成して銀めっき材を製造する方法において、銀めっき液中のメルカプトチアゾールの濃度が５ｇ／Ｌ以上であり、銀めっき液中において液温３０℃以上、電流密度１～１５Ａ／ｄｍ２で電気めっきを行う。
このように銀めっき液に有機添加剤としてメルカプトチアゾールを添加すると、電気めっきにより銀めっき皮膜（銀からなる表層）中にメルカプトチアゾールが取り込まれて、銀めっき膜中の転位の移動が抑制されることにより、銀めっき材の硬度を高くして耐摩耗性を向上させることができるとともに、有機添加剤の潤滑効果により、銀めっき材の摩擦係数を小さくすることができると考えられる。特に、メルカプトチアゾールは、ジチオイミノカーボネート構造を有し、プロトン解離が生じ易いため、水溶液中の溶解度が高く、銀めっき膜中に取り込まれ易いので、銀めっき皮膜の成膜速度を向上させることができ、また、Ｎ－アリルチオ尿素や２－メルカプトベンゾイミダゾールと異なり、成膜速度が高くても耐摩耗性を向上させることができる。
この銀めっき材の製造方法において、銀めっき液中のメルカプトチアゾールの濃度は、１０ｇ／Ｌ以上であるのが好ましく、３０ｇ／Ｌ以下であるのが好ましく、２５ｇ／Ｌ以下であるのがさらに好ましい。電気めっきの電流密度は、２～１０Ａ／ｄｍ２であるのが好ましい。銀めっき液中のシアン化銀カリウムの濃度は、５０～２００ｇ／Ｌであるのが好ましく、７０～１８０ｇ／Ｌであるのがさらに好ましい。銀めっき液中のシアン化カリウムの濃度は、２０～１２０ｇ／Ｌであるのが好ましく、３０～１００ｇ／Ｌであるのがさらに好ましい。銀めっき液中の銀濃度は、２０～１２０ｇ／Ｌであるのが好ましく、３０～１１０ｇ／Ｌであるのがさらに好ましく、４０～１００ｇ／Ｌであるのが最も好ましい。銀めっき液中のフリーシアン濃度は、５～５０ｇ／Ｌあるのが好ましく、１０～４５ｇ／Ｌであるのがさらに好ましく、１５～４０ｇ／Ｌであるのが最も好ましい。電気めっきは、液温５０℃以下で行われるのが好ましく、４５℃以下で行われるのがさらに好ましく、４０℃以下で行われるのが最も好ましい。また、素材が銅または銅合金からなるのが好ましく、素材と表層との間にニッケルからなる下地層を形成するのが好ましい。このニッケルからなる下地層は、ワット浴やスルファミン酸浴などの公知のニッケルめっき浴（好ましくは、スルファミン酸浴）により電気めっきを行うことにより形成することができる。
また、本発明による銀めっき材の実施の形態は、素材上に銀からなる表層が形成された銀めっき材において、表層の平均結晶子径が２３ｎｍ以下であり且つビッカース硬さＨＶが１００～１６０であり、表層中の炭素含有量が０．３質量％以上、硫黄含有量が０．４質量％以上、窒素含有量が０．１質量％以上である。
この銀めっき材において、表層中の銀含有量が９０～９９質量％であるのが好ましく、９２～９９質量％であるのがさらに好ましく、９５～９９質量％であるのが最も好ましい。表層中の炭素含有量は、０．５質量％以上、２質量％以下であるのが好ましく、１質量％以下であるのがさらに好ましい。表層中の硫黄含有量は、０．６質量％以上、２質量％以下であるのが好ましく、１．５質量％以下であるのがさらに好ましい。表層中の窒素含有量は、０．２質量％以上、２質量％以下であるのが好ましく、１質量％以下であるのが好ましく、０．５質量％以下であるのが好ましい。表層中のカリウム含有量は、０．１～２質量％であるのが好ましく、０．２～１質量％であるのがさらに好ましい。表層中の硫黄含有量（原子濃度ａｔ％）に対する炭素含有量（原子濃度ａｔ％）の比（Ｃ／Ｓ）は１．５～２．５であるのが好ましく、窒素含有量（原子濃度ａｔ％）に対する硫黄含有量（原子濃度ａｔ％）の比（Ｓ／Ｎ）は１．０～２．５であるのが好ましく、窒素含有量（原子濃度ａｔ％）に対する炭素含有量（原子濃度ａｔ％）の比（Ｃ／Ｎ）は２．５～４．０であるのが好ましい。また、素材が銅または銅合金からなるのが好ましく、素材と表層との間にニッケルからなる下地層が形成されているのが好ましい。
以下、本発明による銀めっき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。
［実施例１］
まず、基材（被めっき材）として６７ｍｍ×５０ｍｍ ×０．３ｍｍの無酸素銅（Ｃ１０２０ １／２Ｈ）からなる圧延板を用意し、この被めっき材の前処理として、被めっき材とＳＵＳ板をアルカリ脱脂液に入れ、被めっき材を陰極とし、ＳＵＳ板を陽極として、電圧５Ｖで３０秒間電解脱脂を行い、水洗した後、３％硫酸中で１５秒間酸洗し、水洗した。
まず、基材（被めっき材）として６７ｍｍ×５０ｍｍ ×０．３ｍｍの無酸素銅（Ｃ１０２０ １／２Ｈ）からなる圧延板を用意し、この被めっき材の前処理として、被めっき材とＳＵＳ板をアルカリ脱脂液に入れ、被めっき材を陰極とし、ＳＵＳ板を陽極として、電圧５Ｖで３０秒間電解脱脂を行い、水洗した後、３％硫酸中で１５秒間酸洗し、水洗した。
次に、５４０ｇ／Ｌのスルファミン酸ニッケル四水和物と２５ｇ／Ｌの塩化ニッケルと３５ｇ／Ｌのホウ酸を含む水溶液からなる無光沢ニッケルめっき液中において、前処理を行った被めっき材を陰極とし、ニッケル電極板を陽極として、スターラにより５００ｒｐｍで撹拌しながら液温５５℃において電流密度５Ａ／ｄｍ２で８０秒間電気めっき（無光沢ニッケルめっき）を行って、下地めっき皮膜として無光沢ニッケルめっき皮膜を形成した。この無光沢ニッケルめっき皮膜の略中央部の厚さを蛍光Ｘ線膜厚計（株式会社日立ハイテクサイエンス製のＳＦＴ－１１０Ａ）により測定したところ、１μｍであった。
次に、３ｇ／Ｌのシアン化銀カリウム（ＫＡｇ（ＣＮ）２）と９０ｇ／Ｌのシアン化カリウム（ＫＣＮ）を含む水溶液からなる銀ストライクめっき液中において、下地めっき皮膜を形成した被めっき材を陰極とし、白金で被覆したチタン電極板を陽極として、スターラにより５００ｒｐｍで撹拌しながら室温（２５℃）において電流密度２．０Ａ／ｄｍ２で１０秒間電気めっきを行って、銀ストライクめっき皮膜を形成した後、水洗して銀ストライクめっき液を十分に洗い流した。
次に、８０ｇ／Ｌのシアン化銀カリウム（ＫＡｇ（ＣＮ）２）と３９ｇ／Ｌのシアン化カリウム（ＫＣＮ）と１２．４ｇ／Ｌのメルカプトチアゾール（ＭＴ）を含む水溶液（Ａｇ濃度４３．４ｇ／Ｌ、フリーシアン濃度１６ｇ／Ｌ）からなる銀めっき液中において、銀ストライクめっき皮膜を形成した被めっき材を陰極とし、銀電極板を陽極として、スターラにより５００ｒｐｍで撹拌しながら液温３５（±０．５）℃において電流密度３Ａ／ｄｍ２で２００秒間電気めっき（銀めっき）を行って銀めっき皮膜を形成した後、水洗し、エアガンによる風圧で乾燥して、銀めっき材を得た。
このようにして得られた銀めっき材の銀めっき皮膜の略中央部の厚さを上記の蛍光Ｘ線膜厚計により測定したところ、５μｍであった。
また、この銀めっき材の表面のビッカース硬さＨＶを、微小硬さ試験機（株式会社ミツトヨ製のＨＭ－２２１）を使用して、測定荷重１０ｇｆを１０秒間加えて、ＪＩＳ Ｚ２２４４に準じて測定したところ、１５１であった。
また、上記の銀めっき材を２枚用意し、一方をインデント加工（内側Ｒ＝１．５ｍｍ）して圧子として使用し、他方を平板状の評価試料として使用し、精密摺動試験装置（株式会社山崎精機研究所製のＣＲＳ－Ｇ２０５０－ＤＷＡ）により、評価試料に圧子を一定の荷重（５Ｎ）で押し当てながら、素材が露出するまで往復摺動動作（摺動距離５ｍｍ、摺動速度１．６７ｍｍ／ｓ）を継続し、マイクロスコープ（株式会社キーエンス製のＶＨＸ－１０００）により銀めっき材の摺動痕の中心部を倍率１００倍で観察して、銀めっき材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、１，０００回の往復摺動動作後にも素材が露出しなかったことが確認され、耐摩耗性に優れていることがわかった。
また、この銀めっき材の銀めっき皮膜の（１１１）面、（２００）面、（２２０）面および（３１１）面の各々の結晶面に垂直方向の結晶子径を、ＸＲＤ分析装置（株式会社リガク製の全自動多目的水平型Ｘ線回折装置Ｓｍａｒｔ Ｌａｂ）によって得られたＸ線回折パターン（ＸＲＤパターン）の結晶面のピーク（３８°付近に現れる（１１１）ピークと４４°付近に現れる（２００）ピークと６４°付近に現れる（２２０）ピークと７７°付近に現れる（３１１）ピーク）の各々のピークの半価幅からシェラー（Ｓｃｈｅｒｒｅｒ）の式を用いてそれぞれ算出し、各結晶面の配向比率による重みづけをして、各結晶面の結晶子径の加重平均により平均結晶子径を算出した。その結果、銀めっき皮膜の平均結晶子径は６１．０オングストローム（６．１０ｎｍ）であった。なお、上記の配向比率として、Ｘ線回折（ＸＲＤ）分析装置（株式会社リガク製の全自動多目的水平型Ｘ線回折装置Ｓｍａｒｔ Ｌａｂ）により、Ｃｕ管球、Ｋβフィルタ法を用いて、走査範囲２θ／θを走査して、得られたＸ線回折パターンから、銀めっき皮膜の（１１１）面、（２００）面、（２２０）面および（３１１）面の各々のＸ線回折ピーク強度（Ｘ線回折ピークの強度）をＪＣＰＤＳカードＮｏ.４０７８３に記載された各々の相対強度比（粉末測定時の相対強度比）（（１１１）：（２００）：（２２０）：（３１１）＝１００：４０：２５：２６）で割ることにより補正して得られた値（補正強度）を使用した。
［実施例２］
銀めっき皮膜を形成する際に電流密度５Ａ／ｄｍ２で１２０秒間電気めっき（銀めっき）を行った以外は、実施例１と同様の方法により、銀めっき材を作製した。
銀めっき皮膜を形成する際に電流密度５Ａ／ｄｍ２で１２０秒間電気めっき（銀めっき）を行った以外は、実施例１と同様の方法により、銀めっき材を作製した。
このようにして得られた銀めっき材の銀めっき皮膜の略中央部の厚さを実施例１と同様の方法により測定したところ、５μｍであった。
また、銀めっき材中の銀を硝酸により溶解させた後、塩酸を白色沈殿（ＡｇＣｌ）が生成しなくなるまで添加し、白色沈殿をろ過し、水洗した後、ＡｇＣｌの重量を測定して、銀めっき材中の銀の重量を算出した。また、炭素・硫黄分析装置（株式会社堀場製作所製のＥＭＩＡ－８１０）を用いて銀めっき材を酸素気流中で１３５０℃に加熱して溶融させたときに発生するＣＯとＣＯ２を赤外線検出器により定性および定量することにより、銀めっき材中の炭素の含有量を算出した。また、銀めっき材を酸素気流中で１３５０℃に加熱して溶解させたときに発生するＳＯ２を赤外線検出器により定性および定量することにより、銀めっき材中の硫黄の含有量を銀めっき皮膜中の硫黄の含有量として算出した。さらに、銀めっき材を酸素・窒素・水素分析装置（ＬＥＣＯジャパン合同会社製）によりヘリウム気流中において５０００Ｗの電力で溶融させたときに発生するＮ２を熱伝導度検出器（ＴＣＤ）により定量することにより、銀めっき材中の窒素の含有量を銀めっき皮膜中の窒素の含有量として算出した。また、得られた銀めっき材を硝酸（精密分析用試薬）で溶解した後、この硝酸溶液中のカリウム濃度が２ｍｇ／Ｌ以下になるように希釈して、原子吸光光度計（株式会社日立ハイテクサイエンス製の偏向ゼーマン原子吸光光度計ＺＡ３３００）により、銀めっき材中のカリウム含有量を測定した。また、上記の方法と同様の方法により、銀めっき皮膜を形成する前の基材中の銀、炭素、硫黄、窒素およびカリウムの含有量を求めたところ、いずれも検出限界以下であったため、銀めっき材中の銀、炭素、硫黄、窒素およびカリウムの有量を銀めっき皮膜中のそれぞれの含有量とした。その結果、銀めっき皮膜は、銀と炭素と硫黄と窒素とカリウムの含有量の合計を１００質量％として、０．７質量％の炭素と１．１質量％の硫黄と０．２質量％の窒素と０．２質量％のカリウムを含み、残部が銀（Ａｇ純度９７．８質量％）からなる皮膜であった。なお、銀めっき皮膜を炭素・硫黄分析装置（株式会社堀場製作所製のＥＭＩＡ－８１０）および酸素・窒素・水素分析装置（ＬＥＣＯジャパン合同会社製）により分析した結果から、銀めっき皮膜中の原子濃度（ａｔ％）の比がＣ／Ｓ＝１．７、Ｓ／Ｎ＝２．２、Ｃ／Ｎ＝３．８であった。
この銀めっき材について、実施例１と同様の方法により、銀めっき皮膜のビッカース硬さＨＶを測定し、耐摩耗性の評価を行い、結晶子径を算出した。その結果、ビッカース硬さＨＶは１２９であった。また、１，０００回の往復摺動動作後にも素材が露出しなかったことが確認され、耐摩耗性に優れていることがわかった。さらに、銀めっき皮膜の平均結晶子径は１４８．７オングストローム（１４．８７ｎｍ）であった。
［実施例３］
銀めっき液として１７５ｇ／Ｌのシアン化銀カリウム（ＫＡｇ（ＣＮ）２）と９５ｇ／Ｌのシアン化カリウム（ＫＣＮ）と１８．５ｇ／Ｌのメルカプトチアゾール（ＭＴ）を含む水溶液（Ａｇ濃度９４．９ｇ／Ｌ、フリーシアン濃度３８ｇ／Ｌ）からなる銀めっき液を使用し、銀めっき皮膜を形成する際に電流密度５Ａ／ｄｍ２で１２０秒間電気めっき（銀めっき）を行った以外は、実施例１と同様の方法により、銀めっき材を作製した。
銀めっき液として１７５ｇ／Ｌのシアン化銀カリウム（ＫＡｇ（ＣＮ）２）と９５ｇ／Ｌのシアン化カリウム（ＫＣＮ）と１８．５ｇ／Ｌのメルカプトチアゾール（ＭＴ）を含む水溶液（Ａｇ濃度９４．９ｇ／Ｌ、フリーシアン濃度３８ｇ／Ｌ）からなる銀めっき液を使用し、銀めっき皮膜を形成する際に電流密度５Ａ／ｄｍ２で１２０秒間電気めっき（銀めっき）を行った以外は、実施例１と同様の方法により、銀めっき材を作製した。
このようにして得られた銀めっき材の銀めっき皮膜の略中央部の厚さを実施例１と同様の方法により測定したところ、５μｍであった。また、この銀めっき材の銀めっき皮膜について、実施例２と同様の方法により表面分析を行ったところ、銀めっき皮膜は、０．７質量％の炭素と０．８質量％の硫黄と０．３質量％の窒素と０．５質量％のカリウムを含み、残部が銀（Ａｇ純度９７．７質量％）からなる皮膜（Ｃ／Ｓ＝２．２、Ｓ／Ｎ＝１．３、Ｃ／Ｎ＝２．９）であった。
この銀めっき材について、実施例１と同様の方法により、銀めっき皮膜のビッカース硬さＨＶを測定し、耐摩耗性の評価を行い、結晶子径を算出した。その結果、ビッカース硬さＨＶは１２９であった。また、１，０００回の往復摺動動作後にも素材が露出しなかったことが確認され、耐摩耗性に優れていることがわかった。さらに、銀めっき皮膜の平均結晶子径は１０９．１オングストローム（１０．９１ｎｍ）であった。
［実施例４］
銀めっき皮膜を形成する際に電流密度７Ａ／ｄｍ２で８６秒間電気めっき（銀めっき）を行った以外は、実施例３と同様の方法により、銀めっき材を作製した。
銀めっき皮膜を形成する際に電流密度７Ａ／ｄｍ２で８６秒間電気めっき（銀めっき）を行った以外は、実施例３と同様の方法により、銀めっき材を作製した。
このようにして得られた銀めっき材の銀めっき皮膜の略中央部の厚さを実施例１と同様の方法により測定したところ、５μｍであった。また、この銀めっき材の銀めっき皮膜について、実施例２と同様の方法により表面分析を行ったところ、銀めっき皮膜は、０．３質量％の炭素と０．４質量％の硫黄と０．１質量％の窒素と０．３質量％のカリウムを含み、残部が銀（Ａｇ純度９８．９質量％）からなる皮膜（Ｃ／Ｓ＝２．２、Ｓ／Ｎ＝１．３、Ｃ／Ｎ＝２．９）であった。
この銀めっき材について、実施例１と同様の方法により、銀めっき皮膜のビッカース硬さＨＶを測定し、耐摩耗性の評価を行い、結晶子径を算出した。その結果、ビッカース硬さＨＶは１４７であった。また、２００回の往復摺動動作後にも素材が露出しなかったことが確認され、耐摩耗性に優れていることがわかった。さらに、銀めっき皮膜の平均結晶子径は１７５．７オングストローム（１７．５７ｎｍ）であった。
［比較例１］
銀めっき液として１７５ｇ／Ｌのシアン化銀カリウム（ＫＡｇ（ＣＮ）２）と９５ｇ／Ｌのシアン化カリウム（ＫＣＮ）と７０ｍｇ／Ｌのセレンを含む水溶液（Ａｇ濃度９４．９ｇ／Ｌ、フリーシアン濃度３８ｇ／Ｌ）からなる銀めっき液を使用し、銀めっき皮膜を形成する際に液温１８（±０．５）℃、電流密度５Ａ／ｄｍ２で１２０秒間電気めっき（銀めっき）を行った以外は、実施例１と同様の方法により、銀めっき材を作製した。
銀めっき液として１７５ｇ／Ｌのシアン化銀カリウム（ＫＡｇ（ＣＮ）２）と９５ｇ／Ｌのシアン化カリウム（ＫＣＮ）と７０ｍｇ／Ｌのセレンを含む水溶液（Ａｇ濃度９４．９ｇ／Ｌ、フリーシアン濃度３８ｇ／Ｌ）からなる銀めっき液を使用し、銀めっき皮膜を形成する際に液温１８（±０．５）℃、電流密度５Ａ／ｄｍ２で１２０秒間電気めっき（銀めっき）を行った以外は、実施例１と同様の方法により、銀めっき材を作製した。
このようにして得られた銀めっき材の銀めっき皮膜の略中央部の厚さを実施例１と同様の方法により測定したところ、５μｍであった。また、この銀めっき材の銀めっき皮膜について、実施例２と同様の方法により表面分析を行ったところ、銀めっき皮膜は、０．１質量％以下の炭素を含み、残部が銀（Ａｇ純度９９．９質量％以上）からなる皮膜であった。
この銀めっき材について、実施例１と同様の方法により、銀めっき皮膜のビッカース硬さＨＶを測定し、耐摩耗性の評価を行い、結晶子径を算出した。その結果、ビッカース硬さＨＶは１３４であった。また、８０回の往復摺動動作後に素材が露出したことが確認され、耐摩耗性が良好ではないことがわかった。さらに、銀めっき皮膜の平均結晶子径は２７８．０オングストローム（２７．８０ｎｍ）であった。
［比較例２］
銀めっき液として１４８ｇ／Ｌのシアン化銀カリウム（ＫＡｇ（ＣＮ）２）と１４０ｇ／Ｌのシアン化カリウム（ＫＣＮ）と８ｍｇ／Ｌのセレンを含む水溶液（Ａｇ濃度８０．２ｇ／Ｌ、フリーシアン濃度５６ｇ／Ｌ）からなる銀めっき液を使用し、銀めっき皮膜を形成する際に液温１６（±０．５）℃、電流密度８Ａ／ｄｍ２で７５秒間電気めっき（銀めっき）を行った以外は、実施例１と同様の方法により、銀めっき材を作製した。
銀めっき液として１４８ｇ／Ｌのシアン化銀カリウム（ＫＡｇ（ＣＮ）２）と１４０ｇ／Ｌのシアン化カリウム（ＫＣＮ）と８ｍｇ／Ｌのセレンを含む水溶液（Ａｇ濃度８０．２ｇ／Ｌ、フリーシアン濃度５６ｇ／Ｌ）からなる銀めっき液を使用し、銀めっき皮膜を形成する際に液温１６（±０．５）℃、電流密度８Ａ／ｄｍ２で７５秒間電気めっき（銀めっき）を行った以外は、実施例１と同様の方法により、銀めっき材を作製した。
このようにして得られた銀めっき材の銀めっき皮膜の略中央部の厚さを実施例１と同様の方法により測定したところ、５μｍであった。
この銀めっき材について、実施例１と同様の方法により、銀めっき皮膜のビッカース硬さＨＶを測定し、耐摩耗性の評価を行い、結晶子径を算出した。その結果、ビッカース硬さＨＶは８２であった。また、５０回の往復摺動動作後に素材が露出したことが確認され、耐摩耗性が良好ではないことがわかった。さらに、銀めっき皮膜の平均結晶子径は７５０．０オングストローム（７５．００ｎｍ）であった。
［比較例３］
銀めっき液として１１５ｇ／Ｌのシアン化銀カリウム（ＫＡｇ（ＣＮ）２）と６０ｇ／Ｌのシアン化カリウム（ＫＣＮ）と４０ｍｇ／Ｌのセレンを含む水溶液（Ａｇ濃度６２．３ｇ／Ｌ、フリーシアン濃度２４ｇ／Ｌ）からなる銀めっき液を使用し、銀めっき皮膜を形成する際に液温２５（±０．５）℃、電流密度２Ａ／ｄｍ２で３００秒間電気めっき（銀めっき）を行った以外は、実施例１と同様の方法により、銀めっき材を作製した。
銀めっき液として１１５ｇ／Ｌのシアン化銀カリウム（ＫＡｇ（ＣＮ）２）と６０ｇ／Ｌのシアン化カリウム（ＫＣＮ）と４０ｍｇ／Ｌのセレンを含む水溶液（Ａｇ濃度６２．３ｇ／Ｌ、フリーシアン濃度２４ｇ／Ｌ）からなる銀めっき液を使用し、銀めっき皮膜を形成する際に液温２５（±０．５）℃、電流密度２Ａ／ｄｍ２で３００秒間電気めっき（銀めっき）を行った以外は、実施例１と同様の方法により、銀めっき材を作製した。
このようにして得られた銀めっき材の銀めっき皮膜の略中央部の厚さを実施例１と同様の方法により測定したところ、５μｍであった。
この銀めっき材について、実施例１と同様の方法により、銀めっき皮膜のビッカース硬さＨＶを測定し、耐摩耗性の評価を行い、結晶子径を算出した。その結果、ビッカース硬さＨＶは１１９であった。また、１００回の往復摺動動作後に素材が露出したことが確認され、耐摩耗性が良好ではないことがわかった。さらに、銀めっき皮膜の平均結晶子径は６３６．０オングストローム（６３．６０ｎｍ）であった。
［比較例４］
銀めっき液として４０ｇ／Ｌのシアン化銀カリウム（ＫＡｇ（ＣＮ）２）と３９ｇ／Ｌのシアン化カリウム（ＫＣＮ）と１ｇ／ＬのＮ－アリルチオ尿素を含む水溶液（Ａｇ濃度２１．７ｇ／Ｌ、フリーシアン濃度１６ｇ／Ｌ）からなる銀めっき液を使用し、銀めっき皮膜を形成する際に液温２５（±０．５）℃、電流密度０．７／ｄｍ２で８５７秒間電気めっき（銀めっき）を行った以外は、実施例１と同様の方法により、銀めっき材を作製した。
銀めっき液として４０ｇ／Ｌのシアン化銀カリウム（ＫＡｇ（ＣＮ）２）と３９ｇ／Ｌのシアン化カリウム（ＫＣＮ）と１ｇ／ＬのＮ－アリルチオ尿素を含む水溶液（Ａｇ濃度２１．７ｇ／Ｌ、フリーシアン濃度１６ｇ／Ｌ）からなる銀めっき液を使用し、銀めっき皮膜を形成する際に液温２５（±０．５）℃、電流密度０．７／ｄｍ２で８５７秒間電気めっき（銀めっき）を行った以外は、実施例１と同様の方法により、銀めっき材を作製した。
このようにして得られた銀めっき材の銀めっき皮膜の略中央部の厚さを実施例１と同様の方法により測定したところ、５μｍであった。
この銀めっき材について、実施例１と同様の方法により、銀めっき皮膜のビッカース硬さＨＶを測定し、耐摩耗性の評価を行い、結晶子径を算出した。その結果、ビッカース硬さＨＶは６１であった。また、３０回の往復摺動動作後に素材が露出したことが確認され、耐摩耗性が良好ではないことがわかった。さらに、銀めっき皮膜の平均結晶子径は４５５．６オングストローム（４５．５６ｎｍ）であった。
［比較例５］
銀めっき皮膜を形成する際に液温２５（±０．５）℃、電流密度５Ａ／ｄｍ２で１２０秒間電気めっき（銀めっき）を行った以外は、実施例３と同様の方法により、銀めっき材を作製した。
銀めっき皮膜を形成する際に液温２５（±０．５）℃、電流密度５Ａ／ｄｍ２で１２０秒間電気めっき（銀めっき）を行った以外は、実施例３と同様の方法により、銀めっき材を作製した。
このようにして得られた銀めっき材の銀めっき皮膜の略中央部の厚さを実施例１と同様の方法により測定したところ、５μｍであった。また、この銀めっき材の銀めっき皮膜について、実施例２と同様の方法により表面分析を行ったところ、銀めっき皮膜は、０．２質量％の炭素と０．３質量％の硫黄と０．１質量％の窒素と０．３質量％のカリウムを含み、残部が銀（Ａｇ純度９９．２質量％）からなる皮膜（Ｃ／Ｓ＝２．０、Ｓ／Ｎ＝１．８、Ｃ／Ｎ＝３．５）であった。
この銀めっき材について、実施例１と同様の方法により、銀めっき皮膜のビッカース硬さＨＶを測定し、耐摩耗性の評価を行い、結晶子径を算出した。その結果、ビッカース硬さＨＶは１３１であった。また、６０回以下の往復摺動動作後に素材が露出したことが確認され、耐摩耗性が良好ではないことがわかった。さらに、銀めっき皮膜の平均結晶子径は２５７．４オングストローム（２５．７４ｎｍ）であった。
［比較例６］
銀めっき皮膜を形成する際に液温２５（±０．５）℃、電流密度７Ａ／ｄｍ２で８６秒間電気めっき（銀めっき）を行った以外は、実施例３と同様の方法により、銀めっき材を作製した。
銀めっき皮膜を形成する際に液温２５（±０．５）℃、電流密度７Ａ／ｄｍ２で８６秒間電気めっき（銀めっき）を行った以外は、実施例３と同様の方法により、銀めっき材を作製した。
このようにして得られた銀めっき材の銀めっき皮膜の略中央部の厚さを実施例１と同様の方法により測定したところ、５μｍであった。また、この銀めっき材の銀めっき皮膜について、実施例２と同様の方法により表面分析を行ったところ、銀めっき皮膜は、０．１質量％の炭素と０．１質量％の硫黄と０．１質量％未満の窒素と０．１質量％のカリウムを含み、残部が銀（Ａｇ純度９９．５％以上）からなる皮膜（Ｃ／Ｓ＝２．７）であった。
この銀めっき材について、実施例１と同様の方法により、銀めっき皮膜のビッカース硬さＨＶを測定し、耐摩耗性の評価を行い、結晶子径を算出した。その結果、ビッカース硬さＨＶは１４５であった。また、６０回以下の往復摺動動作後に素材が露出したことが確認され、耐摩耗性が良好ではないことがわかった。さらに、銀めっき皮膜の平均結晶子径は２６９．８オングストローム（２６．９８ｎｍ）であった。
これらの実施例および比較例で得られた銀めっき材の製造条件および特性を表１～表９に示す。
Claims (18)
- シアン化銀カリウムとシアン化カリウムとメルカプトチアゾールとを含む水溶液からなる銀めっき液中において電気めっきを行うことによって素材上に銀からなる表層を形成して銀めっき材を製造する方法において、銀めっき液中のメルカプトチアゾールの濃度が５ｇ／Ｌ以上であり、銀めっき液中において液温３０℃以上、電流密度１～１５Ａ／ｄｍ２で電気めっきを行うことを特徴とする、銀めっき材の製造方法。
- 前記銀めっき液中のメルカプトチアゾールの濃度が１０ｇ／Ｌ以上であることを特徴とする、請求項１に記載の銀めっき材の製造方法。
- 前記銀めっき液中のメルカプトチアゾールの濃度が３０ｇ／Ｌ以下であることを特徴とする、請求項１または２に記載の銀めっき材の製造方法。
- 前記銀めっき液中のメルカプトチアゾールの濃度が２５ｇ／Ｌ以下であることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の銀めっき材の製造方法。
- 前記電気めっきの電流密度が２～１０Ａ／ｄｍ２であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の銀めっき材の製造方法。
- 前記銀めっき液中のシアン化銀カリウムの濃度が５０～２００ｇ／Ｌであることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の銀めっき材の製造方法。
- 銀めっき液中のシアン化カリウムの濃度が２０～１２０ｇ／Ｌであることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の銀めっき材の製造方法。
- 前記銀めっき液中の銀濃度が２０～１２０ｇ／Ｌであることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれかに記載の銀めっき材の製造方法。
- 前記銀めっき液中のフリーシアン濃度が５～５０ｇ／Ｌあることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれかに記載の銀めっき材の製造方法。
- 前記電気めっきが、液温５０℃以下で行われることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれかに記載の銀めっき材の製造方法。
- 前記素材が銅または銅合金からなることを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれかに記載の銀めっき材の製造方法。
- 前記素材と前記表層との間にニッケルからなる下地層を形成することを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれかに記載の銀めっき材の製造方法。
- 素材上に銀からなる表層が形成された銀めっき材において、表層の平均結晶子径が２３ｎｍ以下であり且つビッカース硬さＨＶが１００～１６０であり、表層中の炭素含有量が０．３質量％以上、硫黄含有量が０．４質量％以上、窒素含有量が０．１質量％以上であることを特徴とする、銀めっき材。
- 前記表層中の銀含有量が９０～９９質量％であることを特徴とする、請求項１３に記載の銀めっき材。
- 前記表層中の炭素含有量が２質量％以下であることを特徴とする、請求項１３または１４に記載の銀めっき材。
- 前記表層中の硫黄含有量が２質量％以下であることを特徴とする、請求項１３乃至１５のいずれかに記載の銀めっき材。
- 前記素材が銅または銅合金からなることを特徴とする、請求項１３乃至１６のいずれかに記載の銀めっき材。
- 前記素材と前記表層との間にニッケルからなる下地層が形成されていることを特徴とする、請求項１３乃至１７のいずれかに記載の銀めっき材。
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