JPH068493B2 - 貴金属被覆方法 - Google Patents

貴金属被覆方法

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JPH068493B2 JP61095120A JP9512086A JPH068493B2 JP H068493 B2 JPH068493 B2 JP H068493B2 JP 61095120 A JP61095120 A JP 61095120A JP 9512086 A JP9512086 A JP 9512086A JP H068493 B2 JPH068493 B2 JP H068493B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えばしゃ断器に用いられるコンタクタな
どの貴金属被覆方法に関し、特にその被覆プロセスの改
善に関するものである。
〔従来の技術〕
従来のしゃ断器のコンタクタは、銅系部材に湿式めっき
により銀めっきされており、レーザビームを利用した方
法はなかった。
材料として貴金属被覆に限定しなければ、レーザビーム
を用いた金属被覆方法として、例えば特開昭57-155363
号公報に記載されているものがあった。第４図はこの被
覆方法による金属被覆装置を示す構成図である。図にお
いて、(1)はレーザ発振器、(1a)はレーザ発振器(1)で発
振されたレーザビーム(1a)の方向を変更するためのベン
ドミラーで、レーザビーム(1a)を伝送するビーム伝送光
学系を構成している。(3)はレーザビーム(1a)を集光す
るための集光レンズ、(4)は被覆金属粉末を送給するた
めの粉末送給装置、(5)は粉末を導くための粉末送給
管、(6)は粉末を下地金属材料、例えば基材(7)に吹きつ
けるためのノズル、(8)はノズル(6)より噴出する被覆金
属粉末、(9)は基材(7)を被覆する金属皮膜である。図
中、矢印Ａはレーザビーム(1a)の進行方向、矢印Ｂは基
材(7)の進行方向を示している。
従来の金属被覆装置は上記のように構成され、レーザ発
振器(1)で発振されたレーザビーム(1a)は矢印Ａで示さ
れるようにベンドミラー(2a),(2b),(2C)により伝送され
る。これと共に、基材(7)を矢印Ｂ方向に移動させなが
ら、ノズル(6)より被覆金属粉末(8)を基材(7)上に送給
する。この被覆金属粉末(8)に対し、集光レンズ(3)で適
度なビーム径に集光されたレーザビーム(1a)を照射す
る。レーザビーム(1a)は被覆金属粉末(8)および基材(7)
に吸収されて、被覆金属粉末(8)および基材(7)の表面層
は溶融し、両者は金属的に結合して基材(7)は金属皮膜
(9)で被覆される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のような従来の金属被覆方法では、基材(7)として
鉄系合金、被覆金属粉末(8)としてNi,Crおよびこれらの
合金が主とし用いられ、この場合には良好な金属皮膜
(9)を形成するのが比較的容易であった。しかしなが
ら、下地金属材料として例えば銅系部材やアルミニウム
合金などの材料から成る基材(7)に銀や金などの貴金属
を被覆する場合には、基材(7)が酸化されやすいうえ
に、銅・銀・金のレーザビーム吸収率が鉄系材料に比較
して著しく低く、さらに基材(7)の熱伝導率が高い点が
異なる。第５図は従来の方法によって基材(7)に被覆し
た貴金属被覆部を示す断面図であり、この図に示される
ようにレーザビーム照射部はその周囲の酸化皮膜(11a)
よりも厚く強固な酸化皮膜(11b)を形成する。さらに基
材(7)の熱伝導率が高く、貴金属のレーザビーム吸収率
が低いため、基材(7)の表面層の温度は接合温度に容易
に到達せず、レーザビーム(1a)が照射された部分の貴金
属粉末は溶融して粒子(12)状に凝集し、均一な被覆貴金
属皮膜を形成できないという問題点があった。
この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、基材に貴金属を均一に被覆することのできる方法を
得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る貴金属被覆方法は、貴金属、酸化皮膜除
去剤、およびこれを結合する結合剤を混合した混合物を
下地金属材料の貴金属被覆部に供給し、レーザビームを
照射して下地金属材料に貴金属を被覆するようにしたも
のである。
〔作用〕 この発明においては、混合物中の酸化皮膜除去剤がレー
ザビーム照射時に下地金属材料の貴金属被覆部の酸化を
防止し、被覆部表面を清浄化すると共に、高効率でビー
ムエネルギを吸収して混合物および下地金属材料表面の
温度上昇を促進する。
〔実施例〕
第１図(a)はこの発明の一実施例による貴金属被覆方法
に係る貴金属被覆装置を示す構成図であり、第１図(b)
はI-I線断面図である。図において、(1)〜(5)は従来装
置と同一、または相当のものであり、(7)は下地金属材
料である銅系部材、(9)は貴金属皮膜である。(13)は貴
金属、例えば粉体状の銀を収納する貴金属粉末容器、(1
4)は酸化皮膜除去剤、例えばホウ酸塩の一種であるホウ
砂を収納する酸化皮膜除去剤容器、(15)は貴金属酸化皮
膜除去剤を結合する結合剤、例えば水やエチルアルコー
ルなどの液体を収納する液体を収納する液体容器、(16
a)〜(16c)はそれぞれ上記材料が通過するパイプ、(17)
は上記材料を混合し、送給するための混合送給装置、(1
8)は第１図(b)に示すように断面形状が例えば矩形状の
混合物送給管、(19)は不活性ガスによりレーザビーム照
射部を大気からシールドするためのシールド管である。
上記のように構成された銅系部材の貴金属被覆装置にお
いては、貴金属、酸化皮膜除去剤および液体はそれぞれ
容器(13)，(14)，(15)からパイプ(16a)〜(16c)により混
合送給装置(17)に導かれ、混合送給装置(17)内でかくは
んなどにより混合されて混合物となる。混合物の状態の
一例を第２図に示す。図において、(20)は粉体状の貴金
属、(21)は酸化皮膜除去剤、(22)はこれらを結合するた
めの結合剤で、混合物(24)は例えば粘性を有する。混合
送給装置(17)で混合、作製された混合物は送給管(5)混
合物送給ノズル(18)を通過して下地金属材料である基材
(7)の貴金属被覆部に送給される。混合物送給管(18)の
断面形状は矩形状であり、混合物は均一な厚みで送給さ
れることになる。さらに、基材(7)を矢印Ｂ方向に移動
させつつ、シールド管(19)によって不活性雰囲気を形成
しながら、矢印Ａ方向に伝送され集光レンズ(3)で集光
したレーザビーム(1a)を基材(7)上の混合物(24)に照射
して、混合物(24)を溶融せしめる。この時のレーザの出
力は例えば2.5KWで、加工速度は30cm/minとしている。
第３図はレーザビーム(1a)照射中の貴金属被覆部を示す
断面図である。溶融した混合物(24)中の酸化皮膜除去剤
(21)は基材(7)上の酸化皮膜を除去するため、酸化皮膜
(11a)はレーザビーム(1a)が照射されていない所にのみ
残る。さらに酸化皮膜除去剤(21)は新たに基材(7)上に
酸化皮膜が形成されるのを防止する。このため基材(7)
表面をほとんど溶融させることなしに、溶融した混合物
(24)中の貴金属(20)と基材(7)とが金属的に結合し、均
一な貴金属皮膜(23)を形成する。
なお、上記実施例における銀の粉体の粒子径は５μｍ程
度のものを用いており、２μｍ〜50μｍのものが望まし
い。粒子径が２μｍ未満の時には、貴金属のみが凝集し
やすく、このため基材(7)と結合しにくくなる。一方、5
0μｍを越えると、レーザビーム(1a)を反射しやすくな
り、溶融しにくくなることが実験的に明らかになってい
る。また、混合物(24)中の貴金属(20)の重量比率は例え
ば60％で構成しており、30％〜80％程度が望ましいい。
30％未満の場合には得られた貴金属皮膜(23)が不連続と
なりやすく、(80)％を越える場合には貴金属が凝集しや
すく、表面性状が不均質になりやすい。
また、混合物(24)中の酸化皮膜除去剤(21)の重量比率は
例えば30％で構成しており、10％〜50％程度が望まし
い。10％未満の場合には酸化皮膜(11a)の除去作用が期
待できず、得られた貴金属皮膜(23)が剥離しやすくな
り、50％を越える場合には貴金属皮膜中に残存しやす
く、耐腐食性が劣化する。これらの重量比率は下地金属
材料の表面状態や作製する貴金属皮膜(23)の厚さによっ
て適宜選択すればよい。
ところで上記実施例では、下地金属材料が銅系部材の場
合について説明したが、アルミニウム合金などのように
酸化しやすい基材にも利用できることはいうまでもな
い。
また、酸化皮膜除去剤はホウ砂に限らず、ホウ酸および
ホウ酸塩、あるいはフッ化物を主成分とする材料など、
酸化皮膜を除去できるものならよい。
さらに、結合剤は水やエチルアルコールに限らず、有機
溶剤など、貴金属と酸化皮膜除去剤とを結合するものな
らなんでもよい。さらに、上記説明では混合物(24)を送
給しながらレーザビーム(1a)を照射するものとして説明
したが、基材(7)上にあらかじめ混合物(24)を塗布して
おき、その後にレーザビームを照射しても同様の効果が
期待できる。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明したとおり、貴金属、酸化皮膜除去
剤、およびこれらを結合する結合剤を混合した混合物を
下地金属材料の貴金属被覆部に供給し、レーザビームを
照射して下地金属材料に貴金属を被覆することにより、
下地金属材料の貴金属被覆部の酸化を防止し、均一に貴
金属被覆することのできる貴金属被覆方法が得られる効
果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図(a)はこの発明の一実施例による貴金属被覆方法
に係る貴金属被覆装置を示す構成図、第１図(b)は第１
図(a)のI-I線断面図、第２図は混合物の状態を示す表面
図、第３図はレーザビーム照射中の貴金属被覆部を示す
断面図、第４図は従来の金属被覆装置を示す構成図、第
５図は従来の金属被覆方法による金属被覆方法により銅
系部材を貴金属被覆したときの貴金属被覆部を示す断面
図である。 １…レーザ発振器、(1a)…レーザビーム、(7)…下地金
属材料、(9)…貴金属皮膜、(20)…貴金属、(21)…酸化
皮膜除去剤、(22)…結合剤、(24)混合物。 なお、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】貴金属、酸化皮膜除去剤、およびこれらを
    結合する結合剤を混合した混合物を下地金属材料の貴金
    属被覆部に供給し、レーザビームを照射して上記下地金
    属材料に貴金属を被覆する貴金属被覆方法。
  2. 【請求項２】貴金属は、銀であることを特徴とする特許
    請求の範囲第１項記載の貴金属被覆方法。
  3. 【請求項３】貴金属は、その粒子径が２μｍ〜50μｍの
    粉体であることを特徴とする特許請求の範囲第１項また
    は第２項記載の貴金属被覆方法。
  4. 【請求項４】混合物中の貴金属の重量比率は、30％〜80
    ％であることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
    第３項のいずれかに記載の貴金属被覆方法。
  5. 【請求項５】混合物中の酸化被膜除去剤の重量比率は、
    10％〜50％であることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項ないし第４項のいずれかに記載の貴金属被覆方法。
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