JPH04329224A - 電気接点材料とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気接点材料とその製造
方法に関し、更に詳しくはクラッド法で製造した従来の
電気接点材料に比べてもその特性が略同等である電気接
点材料とそれを極めて安価に製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種金属線条の表面をＡｇまたはＡｇ合
金で被覆して成る材料は、その基材である金属線条が具
備する特性に加えて、ＡｇまたはＡｇ合金が備えている
耐食性，半田付け性，電気接続性などの特性も発現する
ので、従来から各種の用途に用いられている。

【０００３】例えば、Ｃｕ合金条の表面を厚み０．５〜
２０μｍのＡｇ層で被覆して成る材料は、Ｃｕ合金の優
れた機械的特性の外に、Ａｇが有する優れた耐食性，半
田付け性，電気接続性等も同時に発現する経済的な高性
能導体として知られており、電気・電子機器分野におけ
る接触部品やリードの材料として広く用いられている。 ところで、これら材料のうち、例えばスイッチは固定接
点と可動接点を組合せて構成されているが、これら両接
点の材料には、いずれも、上記したＡｇまたはＡｇ合金
で基材を被覆した材料が通常用いられている。

【０００４】この場合、Ａｇ層の厚みが０．２〜５．０
μｍのときは、通常、基材にＡｇを電気めっきしたもの
が用いられ、またＡｇ層の厚みが５μｍ以上の厚みのと
きは、基材とＡｇ箔をクラッドしたものが用いられてい
る。そして、Ａｇ合金層で表面層が構成されている接点
の場合は、通常、Ａｇ合金箔と基材とをクラッドして製
造した材料が用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した接
点材料のうち、表面層がＡｇ合金層のものは、Ａｇ層の
ものに比べて、耐摩耗性と耐アーク性に優れている。し
かし、層の厚みは５μｍ以上であるため高価なＡｇ合金
の使用量は多くなり、しかもめっき法で層を成膜するこ
とが困難であるためクラッド法を適用せざるを得ず、結
果として製造コストが大幅に上昇するという欠点がある
。

【０００６】本発明は表面がＡｇ合金で構成されている
電気接点材料における上記した問題を解決し、クラッド
法で製造したＡｇ合金を有する接点材料に比べてもその
接点特性は同等である電気接点材料と、それを極めて安
価に製造する方法の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、接点基材と、前記接点基材
の表面に形成されたＮｉもしくはＣｏまたは両者の合金
から成る下地層と、前記下地層の表面に形成され、Ａｇ
−Ｐｂ合金，Ａｇ−Ｉｎ合金，Ａｇ−Ａｕ合金，Ａｇ−
Ｐｄ合金，Ａｇ−Ｚｎ合金，Ａｇ−Ｃｕ合金，Ａｇ−Ｃ
ｄ合金の群から選ばれる少なくとも１種のＡｇ合金から
成り、かつ、Ａｇの濃度勾配を有するＡｇ合金層を備え
ていることを特徴とする電気接点材料が提供され、また
、接点基材の表面に、めっき法で、ＮｉもしくはＣｏま
たは両者の合金からなる下地めっき層を成膜する工程（
以下、第１工程という）；前記下地めっき層の表面にめ
っき法で、Ａｇめっき層を成膜する工程（以下、第２工
程という）；前記Ａｇめっき層の表面に、めっき法で、
Ｐｂ，Ｉｎ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｚｎ，Ｃｕ，Ｃｄの群から選
ばれる少なくとも１種の金属から成る上部めっき層を成
膜する工程（以下、第３工程という）；および、非酸化
性雰囲気中で加熱して、前記Ａｇめっき層と前記上部め
っき層に拡散処理を施す工程（以下、第４工程という）
；を備えていることを特徴とする電気接点材料の製造方
法が提供される。

【０００８】まず、本発明における接点基材の材料とし
ては、例えば、Ｃｕや各種のＣｕ合金；鋼材，アルミニ
ウム材のような材料の表面をＣｕまたはＣｕ合金で被覆
して成る複合材料；またはＮｉやＦｅ，もしくはこれら
の合金；などをあげることができる。接点基材の形状は
、格別限定されるものではなく、例えば、線材，条材，
棒材，管材などをあげることができる。

【０００９】本発明の電気接点材料の製造方法において
、まず、第１工程は、接点基材の表面にめっき法でＮｉ
，Ｃｏまたは両者の合金から成る下地めっき層を成膜す
る工程である。この下地めっき層は、後述する第４工程
の拡散処理時に、下地めっき層の下に位置する接点基材
の構成元素が、この下地めっき層の上に成膜されている
Ａｇめっき層および上部めっき層に拡散することを防止
するためのバリア層として機能する。

【００１０】この下地層は、電気めっき法や無電解めっ
き法などによって形成される。コストの点からすると、
電気めっきが好適である。下地層は、前記したように接
点基材の構成元素の拡散バリアとして機能するのである
から、その厚みは、この機能を達成できる程度の厚みで
あればよく、具体的には０．１μｍ以上、好ましくは０
．５μｍ以上であればよい。しかし、あまり厚くしても
無意味であり、しかも材料コストを高めるので、とくに
好ましくは０．５〜２．０μｍ程度である。

【００１１】第２工程は、第１工程と同じくめっき法に
よって、上記下地めっき層の表面にＡｇめっき層を形成
する工程である。その厚みは格別限定されないが、０．
２μｍ以上であることが好ましい。また、接点としての
特性低下を招かず、また、材料コストとの関係からする
と０．５〜３．０μｍ程度であることがとくに好ましい
。第３工程は、第２工程で成膜したＡｇめっき層の表面
に同じくめっき法で、後述する金属から成る上部めっき
層を形成する工程である。

【００１２】用いる金属は、Ｐｂ，Ｉｎ，Ａｕ，Ｐｄ，
Ｚｎ，Ｃｕ，Ｃｄの１種または２種以上である。この上
部めっき層を構成する金属は、後述する第４工程におけ
る拡散処理を受けることにより、第２工程で成膜されて
いるＡｇめっき層に拡散して、結果として下地めっき層
側にいくほどＡｇ濃度が高くなるＡｇの濃度勾配を有す
るＡｇ合金層を形成する。金属が１種類の場合は、この
Ａｇ合金層は２元合金層であり、また、２種以上の多種
類である場合は多元合金層が形成される。

【００１３】しかし、めっきがしやすく、低コスト化が
可能であるということから、この上部めっき層の形成に
際しては、上記した金属のいずれか１種を用いることが
好ましい。この上部めっき層の厚みは、その下に位置す
るＡｇめっき層の厚みの１／１０００〜５倍程度の厚み
であることが好ましい。１／１０００倍値より薄い場合
には、上記した適正組成のＡｇ合金層が充分に形成され
ないため、Ａｇ合金層の備える耐摩耗性や耐アーク性が
充分に発揮されず、また、５倍値より厚い場合は、拡散
処理条件にもよるが、上部めっき層の金属がＡｇめっき
層の下に位置する下地めっき層のＮｉやＣｏとも合金を
形成して材料の加工性を阻害するからである。とくに好
ましい厚みは、Ａｇめっき層の厚みの１／１００〜２倍
程度の厚みである。

【００１４】第４工程は前記した上部めっき層とＡｇめ
っき層に拡散処理を施して、両者をＡｇ合金層にする工
程である。拡散処理は、接点材料の酸化を防止するため
に、窒素，アルゴン，水素のような非酸化性雰囲気中で
行われる。この拡散処理時の温度と時間は、上部めっき
層を構成する金属の種類や上部めっき層とＡｇめっき層
との厚みによって適宜に選定されるが、概ね、処理温度
は３００℃以上，処理時間は１０秒以上であればよい。

【００１５】上部めっき層やＡｇ合金層が前記した仕様
のめっき層である場合には、上記処理条件の拡散処理に
よって、形成されたＡｇ合金層は、下地めっき層側にい
くほど、Ａｇ濃度が高くなるＡｇの濃度勾配を有する層
にすることができる。本発明の製造方法においては、下
地めっき層用のめっき槽，Ａｇめっき層用のめっき槽，
上部めっき層用のめっき槽をシリーズに配列し、ここに
接点基材の条や線を連続的に走行させることにより、接
点基材の表面に、下地めっき層，Ａｇめっき層，上部め
っき層を順次連続的に成膜し、更に上部めっき層用のめ
っき槽につづけて熱処理ラインをシリーズに接続して、
ここにめっき処理が終了した接点基材を連続的に走行さ
せることによって拡散処理を行えば、一貫した生産ライ
ンの下での連続生産が可能になる。

【００１６】このようにして得られた電気接点材料は、
接点基材の表面にＮｉ，Ｃｏまたはその合金から成る層
が配置され、この層の上に、Ａｇの濃度勾配を有するＡ
ｇ合金層が形成されている。

【００１７】

【実施例】下地めっき用のめっき槽，Ａｇめっき層用の
めっき槽，上部めっき層用のめっき槽および窒素ガス雰
囲気焼鈍炉を直列に配置した生産ラインに、表面に前処
理を施した純銅条（幅３０ｍｍ，厚み０．３ｍｍ）を連
続的に走行させて、表１で示したような各めっき層を成
膜したのち、表１の条件で拡散処理を行った。

【００１８】拡散処理後の合金層の表層部および下地め
っき層との界面における上部めっき層構成元素の存在量
（重量％）を測定して拡散状態を調査した。その結果を
表１に示した。また、厚み０．３ｍｍのＣｕ条に、表１
で示した組成のＡｇ合金であって厚みが５．０μｍの箔
をクラッドして比較例接点を製造した。これらのクラッ
ド接点材料のうちの１０％Ｉｎ−ＡｇクラッドＣｕ条（
比較例２）の製造コストを１００としたときにおける各
接点材料の製造コストを相対値で算出し、その値を表１
に示した。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
電気接点材料は、接点表面のＡｇ合金層が低廉なコスト
で行なえるめっき法で成膜した薄いめっき層を拡散熱処
理することによって製造することができるので、Ａｇな
どの貴金属の使用量を節約でき、また工程数が少ない一
貫した生産ラインで製造することができるので、従来の
Ａｇ合金クラッド接点材料の場合に比べてその製造コス
トの大幅な低下が可能になる。そして、接点表面はＡｇ
合金層であるため、接点特性は従来のＡｇ合金クラッド
接点に比べても遜色はない。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　接点基材と、前記接点基材の表面に形
   成されたＮｉもしくはＣｏまたは両者の合金から成る下
   地層と、前記下地層の表面に形成され、Ａｇ−Ｐｂ合金
   ，Ａｇ−Ｉｎ合金，Ａｇ−Ａｕ合金，Ａｇ−Ｐｄ合金，
   Ａｇ−Ｚｎ合金，Ａｇ−Ｃｕ合金，Ａｇ−Ｃｄ合金の群
   から選ばれる少なくとも１種のＡｇ合金から成り、かつ
   、Ａｇの濃度勾配を有するＡｇ合金層を備えていること
   を特徴とする電気接点材料。
2. 【請求項２】　　接点基材の表面に、めっき法で、Ｎｉ
   もしくはＣｏまたは両者の合金からなる下地めっき層を
   成膜する工程；前記下地めっき層の表面にめっき法で、
   Ａｇめっき層を成膜する工程；前記Ａｇめっき層の表面
   に、めっき法で、Ｐｂ，Ｉｎ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｚｎ，Ｃｕ
   ，Ｃｄの群から選ばれる少なくとも１種の金属から成る
   上部めっき層を成膜する工程；および、非酸化性雰囲気
   中で加熱して、前記Ａｇめっき層と前記上部めっき層に
   拡散処理を施す工程；を備えていることを特徴とする電
   気接点材料の製造方法。