KR102102583B1 - Electrical contact material and manufacturing method thereof - Google Patents

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후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤
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Abstract

슬라이딩 하중이 50gf 이상, 예를 들면 100gf 정도의 고하중이 되어도 우수한 내마모성을 나타냄과 함께, 특히 장시간 대기에 노출되는 가혹한 환경에서도 사용할 수 있고, 예를 들면 H2S 가스나 SO2 가스 분위기하 등의 부식환경에서의 가속시험 후에 있어서도 전기접점 재료의 접촉저항 상승을 큰 폭으로 억제할 수 있어, 장기 신뢰성이 높은 전기접점 재료 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
도전성 기체(1)의 표면상에 제1 귀금속층(2)를 가지고, 상기 제1 귀금속층(2)의 표면상에 제2 귀금속층(3)을 가지는 전기접점 재료로서, 상기 제1 귀금속층 표면의 산술평균 거칠기(Ra)=A㎛가 A<1이고, 또 상기 제 1 귀금속층의 경도(Hv)가 150 이상이며, 상기 제2 귀금속층의 두께가 A㎛를 초과하여 1㎛ 이하이고, 또 상기 제 2 귀금속층 표면의 산술평균 거칠기(Ra)=B㎛가 B≤0.1인 전기접점 재료 및 그 제조방법.
It exhibits excellent wear resistance even when the sliding load is 50 gf or more, for example, 100 gf, and can be used even in harsh environments exposed to the atmosphere for a long time. For example, under H 2 S gas or SO 2 gas atmosphere, etc. It is possible to significantly suppress the increase in the contact resistance of the electrical contact material even after the accelerated test in the corrosive environment of the present invention to provide an electrical contact material having high long-term reliability and a method for manufacturing the same.
An electrical contact material having a first noble metal layer (2) on the surface of the conductive base (1) and a second noble metal layer (3) on the surface of the first noble metal layer (2), wherein the first noble metal layer The arithmetic mean roughness (Ra) of the surface = A µm is A <1, the hardness (Hv) of the first noble metal layer is 150 or more, and the thickness of the second noble metal layer exceeds A µm and is 1 µm or less. In addition, the arithmetic mean roughness (Ra) = B㎛ of the surface of the second noble metal layer is B≤0.1, and an electrical contact material.

Description

전기접점 재료 및 그 제조방법{ELECTRICAL CONTACT MATERIAL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}ELECTRICAL CONTACT MATERIAL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은, 전기접점 재료 및 그 제조방법에 관한 것이다. 특히, 서로 다른 귀금속 혹은 그 합금으로 이루어지는 2개의 귀금속층으로 피복된 전기접점 재료 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electrical contact material and a method for manufacturing the same. In particular, it relates to an electrical contact material coated with two noble metal layers made of different noble metals or alloys thereof, and a method for manufacturing the same.

전기접점 부품으로는, 예전에 전기 전도성이 우수한 구리 또는 구리합금이 이용되어 왔지만, 근래는 접점 특성의 향상이 진행되어, 나동(bare copper) 또는 구리합금을 이용하는 케이스는 감소하고, 구리 또는 구리합금 상에 각종 표면 처리된 재료가 이용되고 있다. 특히 전기접점 재료로서 많이 이용되고 있는 것으로서, 전기 접점부에 귀금속 도금된 전기접점 재료가 있다. 그 중에서도 금, 은, 팔라듐, 백금, 이리듐, 로듐, 루테늄 등의 귀금속은, 안정성이나 우수한 전기 전도율을 나타내는 것 등에서, 각종 전기접점 재료에 이용되고 있다.As the electrical contact part, copper or copper alloys having excellent electrical conductivity have been used in the past, but in recent years, contact characteristics have improved, and cases using bare copper or copper alloys are reduced, and copper or copper alloys are used. Various surface-treated materials are used. In particular, as a material that is widely used as an electrical contact material, there is an electrical contact material plated with a noble metal on the electrical contact portion. Among them, precious metals such as gold, silver, palladium, platinum, iridium, rhodium, and ruthenium are used for various electrical contact materials, such as exhibiting stability and excellent electrical conductivity.

최근의 전기 접점재로서, 자동차 탑재용 옥내외 슬라이딩 접점이나, 리드 스위치, 카메라 마운트 접점용 스위치 등으로는, 예를 들면 누름에 의한 통상의 접촉식 외에 반복적인 슬라이딩을 수반하는 전기접점 재료로서 내마모성이 양호한 전기접점 재료가 이용되고 있다. 내마모성의 향상에 관해서는, 범용적인 것으로는 경질 은이나 경질 금을 사용한 전기접점 재료가 일반적이다. 또한 마이크로 입자를 분산시킨 도금이나 클래드 재료 등도 연구 개발되어 있고, 전기접점 재료의 슬라이딩 특성 등의 향상을 도모하여 다양한 표면 처리를 실시한 전기접점 재료가 개발되어 있다.As recent electrical contact materials, such as indoor and outdoor sliding contacts for automobiles, reed switches, and switches for camera-mounted contacts, for example, abrasion resistance as an electrical contact material that involves repeated sliding in addition to a normal contact type by pressing. This good electrical contact material is used. Regarding the improvement of abrasion resistance, general-purpose electrical contact materials using hard silver or hard gold are generally used. In addition, plating and clad materials in which microparticles are dispersed are also researched and developed, and electrical contact materials having various surface treatments have been developed in order to improve the sliding characteristics of the electrical contact materials.

예를 들면 본 발명자들은, 특허문헌 1에 있어서, 도전성 기체(conductive substrate) 위에, 표면의 산술평균 거칠기(Ra)=(A)㎛로, (A)가 0.05∼0.5인 귀금속 또는 귀금속을 주성분으로 한 합금으로 이루어지는 제1 귀금속층과, 상기 제 1 귀금속층의 상층에 피막 두께가 0.001×(A)㎛ 이상 (A)㎛ 이하의 귀금속 또는 귀금속을 주성분으로 한 합금으로 이루어지는 제2 귀금속층이 형성된 전기접점 재료로서, 상기 제1 귀금속층을 형성하는 귀금속이 금, 은, 팔라듐 및 백금으로부터 선택되고, 상기 제1 귀금속층을 형성하는 귀금속 또는 상기 제1 귀금속층을 형성하는 합금의 주성분인 귀금속에 대하여, 상기 제2 귀금속층을 형성하는 귀금속 또는 상기 제2 귀금속층을 형성하는 합금의 주성분인 귀금속이 다른 원소인 전기접점 재료를 제공하고 있다. 이 전기접점 재료는, 슬라이딩 특성이나 내마모성이 우수하여, 수명이 길며, 저비용으로 제조할 수 있는 전기접점 재료이다.For example, in the present inventors, in Patent Document 1, on a conductive substrate, arithmetic mean roughness (Ra) = (A) µm of the surface, and (A) is a 0.05 to 0.5 precious metal or a precious metal as a main component. A first noble metal layer made of an alloy and a second noble metal layer made of an alloy containing a noble metal or a noble metal as a main component having a thickness of 0.001 x (A) µm or more and (A) µm or less are formed on an upper layer of the first noble metal layer. As an electrical contact material, the noble metal forming the first noble metal layer is selected from gold, silver, palladium, and platinum, and the noble metal forming the first noble metal layer or the noble metal which is a main component of the alloy forming the first noble metal layer On the other hand, there is provided an electrical contact material in which the noble metal, which is the main component of the noble metal forming the second noble metal layer or the alloy forming the second noble metal layer, is another element. This electrical contact material is an electrical contact material that is excellent in sliding characteristics and abrasion resistance, has a long service life and can be manufactured at low cost.

일본 특허공보 제 5128153 호Japanese Patent Publication No. 5128153

그런데, 특허문헌 1의 구성에서 전기접점 재료를 작성하여 평가를 행한 바, 경하중에 있어서의 슬라이딩 특성은 대단히 우수한 효과를 볼 수 있었지만, 예를 들면 하중 50gf 이상이 되면 슬라이딩 특성이 나빠지는 경향을 볼 수 있으며, 또 환경시험 후의 내식성이 나빠지는 경우가 있는 것을 알았다. 이것은, 황화수소(H2S) 가스나 이산화유황(SO2) 가스 등의 고부하환경에 있어서의 시험을 행했을 때, 상기 제1 귀금속층과 제2 귀금속층의 2층의 귀금속층의 핀홀이나 상기 제1 귀금속층과 도전성 기체의 사이에 형성되는 하지(下地) 금속층의 핀홀로부터, 하지 금속 혹은 기체(substrate)의 성분에서 유래하는 부식 생성물이 형성되어 접촉저항이 나빠지는 경우가 있는 것을 알았다.By the way, when the electrical contact material was prepared and evaluated in the configuration of Patent Document 1, the sliding characteristics at light loads were very excellent, but for example, when the load was 50 gf or more, the sliding characteristics were deteriorated. In addition, it was found that corrosion resistance after the environmental test may be deteriorated. When the test is performed in a high load environment such as hydrogen sulfide (H 2 S) gas or sulfur dioxide (SO 2 ) gas, the pinholes of the first precious metal layer and the second precious metal layer of the second precious metal layer are tested. From the pinholes of the base metal layer formed between the first noble metal layer and the conductive gas, it was found that corrosion products derived from the base metal or substrate component may be formed, resulting in poor contact resistance.

본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하여, 슬라이딩 하중이 50gf 이상, 예를 들면 100gf 정도의 고하중이 되어도 우수한 내마모성을 나타냄과 함께, 특히 장시간 대기에 노출되는 가혹한 환경에서도 사용할 수 있으며, 예를 들면 H2S 가스나 SO2 가스 분위기하 등의 부식 환경에서의 가속시험 후에 있어서도 전기접점 재료의 접촉저항 상승을 큰 폭으로 억제할 수 있어, 장기 신뢰성이 높은 전기접점 재료 및 그 제조방법을 제공하는 것을 과제로 한다.The present invention solves the above problems, and exhibits excellent wear resistance even when the sliding load is 50 gf or more, for example, 100 gf, and can be used even in a harsh environment exposed to the atmosphere for a long time. For example, even after an accelerated test in a corrosive environment such as H 2 S gas or SO 2 gas atmosphere, it is possible to significantly suppress the increase in the contact resistance of the electrical contact material, thereby providing a highly reliable electrical contact material and a method for manufacturing the same. The task is to do it.

상기 과제에 대하여 예의 연구 개발을 진행시킨 결과, 본 발명자들은, 도전성 기체 상에 형성되는 제1 귀금속층과 제2 귀금속층의 각각의 금속층에 대하여, 그 표면 거칠기, 층 두께, 층의 경도 등을 적정하게 조정함으로써, 고하중에 있어서의 내마모성이나 슬라이딩 특성이 우수할 뿐만 아니라, 내식성에도 우수한 전기접점 재료를 제공할 수 있는 것을 찾아냈다. 본 발명은, 이 지견에 기초하여 이루어진 것에 이른 것이다.As a result of conducting earnest research and development on the above-mentioned problems, the present inventors determined the surface roughness, layer thickness, layer hardness, and the like of each metal layer of the first precious metal layer and the second precious metal layer formed on the conductive substrate. It has been found that, by appropriate adjustment, it is possible to provide an electrical contact material having excellent wear resistance and sliding characteristics at high loads as well as excellent corrosion resistance. This invention came to what was made based on this knowledge.

즉, 본 발명에 의하면, 이하의 수단이 제공된다.That is, according to the present invention, the following means are provided.

(1) 도전성 기체의 표면상에 제1 귀금속층을 가지고, 상기 제1 귀금속층의 표면상에 제2 귀금속층을 가지는 전기접점 재료로서,(1) An electrical contact material having a first noble metal layer on the surface of a conductive base and a second noble metal layer on the surface of the first noble metal layer,

상기 제1 귀금속층의 표면의 산술평균 거칠기(Ra)=A㎛가 A<1이고, 또 상기 제 1 귀금속층의 경도(Hv)가 150 이상이며, The arithmetic mean roughness (Ra) = A μm of the surface of the first noble metal layer is A <1, and the hardness (Hv) of the first noble metal layer is 150 or more,

상기 제2 귀금속층의 두께가 A㎛를 초과하여 1㎛ 이하이며, 또 상기 제2 귀금속층의 표면의 산술평균 거칠기(Ra)=B㎛가 B≤0.1인 것을 특징으로 하는 전기접점 재료.An electrical contact material, wherein the thickness of the second noble metal layer exceeds 1 μm and is 1 μm or less, and the arithmetic mean roughness (Ra) = B μm of the surface of the second noble metal layer is B ≦ 0.1.

(2) 상기 A의 값이 0.001 이상 0.500 미만인 (1) 항에 기재된 전기접점 재료.(2) The electrical contact material according to (1), wherein the value of A is 0.001 or more and less than 0.500.

(3) 상기 제1 귀금속층 및 제2 귀금속층이, 각각 금, 금합금, 은, 은합금, 백금, 백금합금, 인듐, 인듐합금, 주석, 주석합금, 팔라듐, 팔라듐합금, 루테늄, 루테늄합금, 로듐, 로듐합금, 오스뮴, 오스뮴합금, 이리듐, 이리듐합금 중 어느 하나로 이루어지는 (1) 또는 (2) 항에 기재된 전기접점 재료.(3) The first precious metal layer and the second precious metal layer are gold, gold alloy, silver, silver alloy, platinum, platinum alloy, indium, indium alloy, tin, tin alloy, palladium, palladium alloy, ruthenium, ruthenium alloy, respectively. The electrical contact material according to (1) or (2), consisting of any of rhodium, rhodium alloy, osmium, osmium alloy, iridium, and iridium alloy.

(4) 상기 제1 귀금속층이 팔라듐, 팔라듐합금, 루테늄, 루테늄합금, 로듐, 로듐합금, 오스뮴, 오스뮴합금, 이리듐, 이리듐합금 중 어느 하나로 이루어지는 (1)∼(3) 중 어느 한 항에 기재된 전기접점 재료. (4) The first precious metal layer according to any one of (1) to (3), wherein the first precious metal layer is made of any one of palladium, palladium alloy, ruthenium, ruthenium alloy, rhodium, rhodium alloy, osmium, osmium alloy, iridium, and iridium alloy. Electrical contact material.

(5) 상기 제2 귀금속층이 금, 금합금, 은, 은합금, 백금, 백금합금, 인듐, 인듐합금, 주석, 주석합금 중 어느 하나로 이루어지는 (1)∼(4) 중 어느 한 항에 기재된 전기접점 재료. (5) The electricity according to any one of (1) to (4), wherein the second precious metal layer is made of any one of gold, gold alloy, silver, silver alloy, platinum, platinum alloy, indium, indium alloy, tin, and tin alloy. Contact material.

(6) 상기 도전성 기체와 상기 제1 귀금속층 사이에 적어도 1층의 하지 금속층을 가지는 (1)∼(5) 중 어느 한 항에 기재된 전기접점 재료.(6) The electrical contact material according to any one of (1) to (5), having at least one base metal layer between the conductive base and the first noble metal layer.

(7) 상기 하지 금속층이 니켈, 니켈합금, 코발트, 코발트합금 중 어느 하나로 이루어지는 (6) 항에 기재된 전기접점 재료.(7) The electrical contact material according to (6), wherein the base metal layer is made of any one of nickel, nickel alloy, cobalt, and cobalt alloy.

(8) 상기 하지 금속층의 두께가 0.05∼3.00㎛인 (6) 또는 (7) 항에 기재된 전기접점 재료.(8) The electrical contact material according to (6) or (7), wherein the underlying metal layer has a thickness of 0.05 to 3.00 µm.

(9) 상기 도전성 기체가, 구리, 구리합금, 철, 철합금, 알루미늄, 알루미늄합금 중 어느 하나로 이루어지는 (1)∼(8) 중 어느 한 항에 기재된 전기접점 재료.(9) The electrical contact material according to any one of (1) to (8), wherein the conductive base is any one of copper, copper alloy, iron, iron alloy, aluminum, and aluminum alloy.

(10) 상기 도전성 기체의 모상의 평균 결정립경이 5㎛ 이하인 (1)∼(9) 중 어느 한 항에 기재된 전기접점 재료.(10) The electrical contact material according to any one of (1) to (9), wherein the average grain size of the matrix of the conductive base is 5 µm or less.

(11) 상기 제1 귀금속층 및 제2 귀금속층의 적어도 1층을 전기 도금법으로 형성하는 것을 특징으로 하는 (1)∼(10) 중 어느 한 항에 기재된 전기접점 재료의 제조방법.(11) A method for producing the electrical contact material according to any one of (1) to (10), wherein at least one layer of the first noble metal layer and the second noble metal layer is formed by an electroplating method.

여기서, 본 발명에 있어서, 상기 제1 귀금속층이나 제2 귀금속층에서 「귀금속」이란, 도전성 기체의 재료보다 귀한 금속인 것을 말한다.Here, in the present invention, the "noble metal" in the first noble metal layer or the second noble metal layer means a metal that is more precious than the material of the conductive base.

본 발명에 의하면, 고하중에 있어서의 내마모성이나 슬라이딩 특성, 및 내식성을 나타냄과 함께, 또한 접촉저항이 작은 전기접점 재료를 제공할 수 있다. 또, 본 발명의 전기접점 재료는, 예를 들면 특허문헌 1에 기재된 것 등보다 두꺼운 도금이지만, 최표면의 색조가 열화되기 어려워, 장기적으로 외관이 양호하다고 하는 효과도 있다.ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electrical contact material which exhibits abrasion resistance, sliding characteristics, and corrosion resistance under high load, and also has small contact resistance can be provided. Moreover, although the electrical contact material of this invention is plating thicker than what was described in patent document 1, etc., the color tone of the outermost surface is hard to deteriorate, and there is also an effect that the appearance is good in the long term.

본 발명의 상기 및 다른 특징 및 이점은, 적당히 첨부된 도면을 참조하여, 하기의 기재로부터 보다 분명해질 것이다.The above and other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description with reference to the accompanying drawings as appropriate.

도 1은, 본 발명의 하나의 실시형태를 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는, 본 발명의 다른 실시형태를 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은, 본 발명의 또 다른 실시형태를 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 하나의 실시형태의 제1 귀금속층과 제2 귀금속층의 경계를 모식적으로 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 5는, 본 발명의 다른 실시형태의 제1 귀금속층과 제2 귀금속층의 경계를 모식적으로 나타내는 부분 확대 단면도이다.
1 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view schematically showing another embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view schematically showing still another embodiment of the present invention.
4 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a boundary between a first noble metal layer and a second noble metal layer in one embodiment of the present invention.
5 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing a boundary between a first noble metal layer and a second noble metal layer according to another embodiment of the present invention.

본 발명은, 도전성 기체의 표면상에 제1 귀금속층을 가지고, 상기 제1 귀금속층의 표면상에 제2 귀금속층을 가지는 전기접점 재료로서, 상기 제1 귀금속층 표면의 산술평균 거칠기(Ra)=(A)㎛가 (A)<1이고, 또 상기 제 1 귀금속층의 경도(Hv)가 150 이상이며, 상기 제2 귀금속층의 두께가 (A)㎛를 초과하여 1㎛ 이하이고, 또 상기 제 2 귀금속층 표면의 산술평균 거칠기(Ra)=(B)㎛가 (B)≤0.1인 전기접점 재료이다. 여기서, 산술평균 거칠기(Ra)란, JIS B 0601:2013에 따른 산술평균 거칠기(Ra)를 의미한다.The present invention is an electrical contact material having a first noble metal layer on the surface of a conductive base and a second noble metal layer on the surface of the first noble metal layer, the arithmetic mean roughness (Ra) of the surface of the first noble metal layer = (A) ㎛ is (A) <1, and the hardness (Hv) of the first precious metal layer is 150 or more, and the thickness of the second precious metal layer is more than (A) ㎛ and is 1㎛ or less, and It is an electrical contact material having an arithmetic mean roughness (Ra) = (B) μm on the surface of the second noble metal layer (B) ≤ 0.1. Here, the arithmetic mean roughness (Ra) means arithmetic mean roughness (Ra) according to JIS B 0601: 2013.

한편, 본 발명에 있어서, 제1 귀금속층과 제2 귀금속층의 각각은, 그 성분(즉 귀금속 원소의 종류)이 서로 다른 층이다. 제1 귀금속층과 제2 귀금속층의 각각은, 단일의 귀금속종으로부터 구성되어 있어도 좋고, 귀금속을 포함하는 합금으로 이루어져 있어도 좋다. 귀금속을 포함하는 합금으로 이루어지는 경우는, 그 층 중의 질량비가 가장 큰 원소종이 귀금속인 것을 필요로 한다. 만약, 1개의 귀금속층이 복수의 귀금속을 포함하는 합금으로 이루어지는 경우는, 그 층 중의 모든 귀금속 합계의 질량비가, 그 층 중에서 가장 큰 비율로 되어 있는 것을 필요로 한다. 다만, 귀금속 합금의 비율이 정확히 50%일 때도, 이것을 귀금속층으로 한다.On the other hand, in the present invention, each of the first noble metal layer and the second noble metal layer is a layer having a different component (that is, the type of the noble metal element). Each of the first noble metal layer and the second noble metal layer may be composed of a single noble metal species or may be made of an alloy containing a noble metal. When made of an alloy containing a noble metal, it is necessary that the elemental species having the largest mass ratio in the layer is a noble metal. If one noble metal layer is made of an alloy containing a plurality of noble metals, it is necessary that the mass ratio of the total of all noble metals in the layer is the largest ratio among the layers. However, even when the proportion of the noble metal alloy is exactly 50%, this is used as the noble metal layer.

여기서, 제1 귀금속층과 제2 귀금속층이, 각각 단일 귀금속종으로부터 구성되어 있는 경우에는, 상기 귀금속 원소종이 서로 다른 것을 필요로 한다. 한편, 제1 귀금속층과 제2 귀금속층이, 각각 귀금속을 포함하는 합금으로 구성되어 있는 경우에는, 상기 합금층을 구성하는 곳의 상기 그 층 중 질량비가 가장 큰 귀금속 원소종이 서로 다른 것을 필요로 한다.Here, when the first noble metal layer and the second noble metal layer are each composed of a single noble metal species, the noble metal element species are required to be different. On the other hand, when the first noble metal layer and the second noble metal layer are each made of an alloy containing a noble metal, it is required that the noble metal element species having the highest mass ratio among the layers constituting the alloy layer are different. do.

본 발명의 전기접점 재료를 도면을 이용하여 설명한다.The electrical contact material of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은, 본 발명의 하나의 실시형태를 모식적으로 나타낸 단면도이다. 이 실시형태에서는, 도전성 기체(1)의 표면상에 제1 귀금속층(2)이 형성되고, 그 표면상에 제2 귀금속층(3)이 더 형성되어 있다.1 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of the present invention. In this embodiment, the first precious metal layer 2 is formed on the surface of the conductive base 1, and the second precious metal layer 3 is further formed on the surface.

도 2는, 본 발명의 다른 실시형태를 모식적으로 나타낸 단면도이다. 여기에서는, 도전성 기체(1)의 표면상에, 제1 귀금속층(2) 및 제2 귀금속층(3)으로 이루어지는 피복층의 하지 금속층(4)이 형성되어 있다.2 is a cross-sectional view schematically showing another embodiment of the present invention. Here, on the surface of the conductive base 1, a base metal layer 4 of a coating layer composed of the first noble metal layer 2 and the second noble metal layer 3 is formed.

도 3은, 본 발명의 또 다른 실시형태를 모식적으로 나타낸 단면도이다. 여기에서는, 도전성 기체(1)의 표면상에 하지 금속층(4)이 형성되고, 하지 금속 금속층(4) 상에 제1 귀금속층(2) 및 제2 귀금속층(3)으로 이루어지는 피복층이 부분적으로 형성된 것이며, 귀금속화 절약에 있어서의 비용 다운이 도모된다. 한편, 도 3에 관련하여, 도전성 기체(1) 상의 하지 금속층(4)은 부분적으로 형성되어 있어도 좋고, 예를 들면 제1 귀금속층(2) 및 제2 귀금속층(3)으로 이루어지는 피복층이 형성되는 개소에만(피복층의 형상에 맞추어) 형성되어 있어도 좋다.3 is a cross-sectional view schematically showing still another embodiment of the present invention. Here, a base metal layer 4 is formed on the surface of the conductive base 1, and a coating layer composed of a first noble metal layer 2 and a second noble metal layer 3 is partially formed on the base metal metal layer 4 It is formed, and cost reduction in saving precious metallization is achieved. Meanwhile, with reference to FIG. 3, the base metal layer 4 on the conductive base 1 may be partially formed, for example, a coating layer formed of the first noble metal layer 2 and the second noble metal layer 3 is formed. It may be formed only at a desired location (according to the shape of the coating layer).

도 1∼도 3에서는, 간략화하여, 제1 귀금속층(2)과 제2 귀금속층(3)의 경계는 직선에 의해 나타나 있지만, 실제는, 도 4의 부분 확대 단면도에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 도전성 기체(1)의 표면상의 제1 귀금속층(2)의 표면은 산술평균 거칠기(Ra)=(A)㎛가 되는 요철을 가지고 있고, 제2 귀금속층(3)의 막 두께는, (A)㎛를 초과 1㎛ 이하로 형성되어 있다.1 to 3, for simplicity, the boundary between the first noble metal layer 2 and the second noble metal layer 3 is shown by a straight line, but in reality, as schematically shown in the partially enlarged cross-sectional view of FIG. , The surface of the first noble metal layer 2 on the surface of the conductive base 1 has irregularities such that the arithmetic average roughness (Ra) = (A) µm, and the film thickness of the second noble metal layer 3 is ( A) It is formed to be more than 1 μm and less than 1 μm.

한편, 도 5의 부분 확대 단면도에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 예를 들면 광택 도금을 제2 귀금속층(3)에 사용한 경우 등에는, 제1 금속층(2)의 표면측의 오목부에 두껍게 볼록부에 얇게 제2 귀금속층(3)을 형성하는 것도 가능하다. 또, 이때 예를 들면, 도금 후에 표면을 가볍게 랩핑하여 깎아, 제1 귀금속층(2) 표면측의 오목부에만 제2 귀금속층(3)을 피복해도 좋다. 여기서, 제2 귀금속층(3)을 제1 귀금속층(2) 표면측의 오목부에 두껍게, 볼록부에 얇게 형성하는 경우의 제2 귀금속층(3)의 막 두께는, 산술 평균에 의해 정의한다.On the other hand, as schematically shown in the partially enlarged cross-sectional view of Fig. 5, for example, when a glossy plating is used for the second precious metal layer 3, the convex portion on the surface side of the first metal layer 2 is thickly convex. It is also possible to form the second precious metal layer 3 in a thin portion. In addition, at this time, for example, after plating, the surface may be lightly wrapped and cut to cover the second precious metal layer 3 only in the concave portion on the surface side of the first precious metal layer 2. Here, the film thickness of the second precious metal layer 3 in the case where the second precious metal layer 3 is formed thickly in the concave portion on the surface side of the first precious metal layer 2 and thinned in the convex portion is defined by an arithmetic mean. do.

또, 사용하는 도전성 기체로서는, 구리 또는 구리합금, 철 또는 철합금, 알루미늄 또는 알루미늄합금제의 도전성 기체가 바람직하고, 그 중에서도 도전율이 좋은 구리 또는 구리합금제의 도전성 기체가 바람직하다.Further, as the conductive base to be used, a conductive base made of copper or copper alloy, iron or iron alloy, aluminum or aluminum alloy is preferable, and among them, a conductive base made of copper or copper alloy having good conductivity is preferable.

예를 들면 구리합금의 예로서, CDA(Copper Development Association) 게재 합금인 「C14410(Cu-0.15Sn, 후루카와덴키고교(주) 제, 상품명:EFTEC-3)」, 「C19400(Cu-Fe계 합금 재료, Cu-2.3Fe-0.03P-0.15Zn)」, 「C18045(Cu-0.3Cr-0.25Sn-0.5Zn, 후루카와덴키고교(주) 제, 상품명:EFTEC-64T)」, 「C26800(Cu-35%Zn)」, 및 「C71500(Cu-30%Ni)」 등을 이용할 수 있다. 한편, 각 원소의 앞의 숫자의 단위는 질량%이다. 이들 구리합금제의 도전성 기체는 각각 도전율이나 강도가 다르기 때문에, 적당히 요구 특성에 의해 선택하여 사용되지만, 도전성이나 방열성을 향상시킨다고 하는 관점에서는, 도전율이 5%IACS 이상의 구리합금의 조재(bar)로 하는 것이 바람직하다. 한편, 구리 또는 구리합금을 도전성 기체로 할 때에 있어서의 「기체 성분」이란, 구리를 나타내는 것으로 한다.For example, as an example of a copper alloy, "C14410 (Cu-0.15Sn, manufactured by Furukawa Denki Kogyo Co., Ltd., trade name: EFTEC-3)" which is a CDA (Copper Development 인 Association) published alloy, “C19400 (Cu-Fe alloy) Materials, Cu-2.3Fe-0.03P-0.15Zn), `` C18045 (Cu-0.3Cr-0.25Sn-0.5Zn, manufactured by Furukawa Denki High School Co., Ltd., product name: EFTEC-64T) '', `` C26800 (Cu- 35% Zn) ”,“ C71500 (Cu-30% Ni) ”, and the like. On the other hand, the unit of the number in front of each element is mass%. Since the conductive bases made of these copper alloys have different conductivity and strength, they are selected and used according to the required characteristics. However, from the viewpoint of improving conductivity and heat dissipation, the conductivity is a bar of copper alloy with 5% IACS or higher. It is desirable to do. On the other hand, the term "gas component" when using copper or a copper alloy as a conductive base is intended to indicate copper.

또, 철 혹은 철합금으로서는, 예를 들면, 42앨로이(Fe-42mass%Ni)나 스테인리스 등이 이용된다. 이때의 기체 성분이란, 철을 나타내는 것으로 한다.Moreover, as iron or an iron alloy, for example, 42 alloy (Fe-42mass% Ni), stainless steel, or the like is used. It is assumed that the gas component at this time represents iron.

도전성 기체의 두께에는 특히 제한은 없지만, 통상, 0.05∼2.00㎜이며, 바람직하게는, 0.10∼1.00㎜이다.Although the thickness of the conductive base is not particularly limited, it is usually 0.05 to 2.00 mm, and preferably 0.10 to 1.00 mm.

또한 본 발명에 있어서의 도전성 기체로서, 도전성 기체 모재(matrix)의 평균 결정립경이, 5㎛ 이하인 것을 채용함으로써, 그 상층에 석출하는 도금을 치밀한 석출로 할 수 있고, 그 결과 다수의 결정립을 가지는 도금을 형성하여 입계 확산을 분산시켜, 기체 성분의 확산이 표층에 도달하는 시간을 큰 폭으로 늦출 수 있다. 그 결과, 제2 귀금속층의 표층에 있어서의 확산해 온 기체 성분의 부식을 억제할 수 있고, 접촉저항의 상승이 억제되어 신뢰성이 높은 전기접점 재료를 제공할 수 있다. 또, 도전성 기체 모재의 평균 결정립경이 작을수록 도전성 기체의 굽힘 가공성이 우수한 것도 상승효과로서 얻어진다.In addition, as the conductive base material of the present invention, by employing those having an average grain size of 5 µm or less of the conductive base material matrix, the plating deposited on the upper layer can be made dense, and as a result, plating having a large number of crystal grains By dispersing the intergranular diffusion by forming, it is possible to significantly delay the time for diffusion of gas components to reach the surface layer. As a result, corrosion of the diffused gas component in the surface layer of the second noble metal layer can be suppressed, and an increase in contact resistance can be suppressed to provide a highly reliable electrical contact material. Moreover, the smaller the average grain size of the conductive base material, the better the bending workability of the conductive base is obtained as a synergistic effect.

도전성 기체 모재의 평균 결정립경은, 5㎛ 이하인 것이 바람직하지만, 도금의 치밀성을 보다 한층 높이기 위해서 3㎛ 이하가 보다 바람직하고, 1㎛ 이하가 더 바람직하다. 이 하한치에는 특히 제한은 없지만, 통상, 0.001㎛ 이상이다.The average grain size of the conductive base material is preferably 5 µm or less, but more preferably 3 µm or less, and more preferably 1 µm or less in order to further improve the density of plating. Although there is no restriction | limiting in particular in this lower limit, Usually, it is 0.001 micrometer or more.

본 발명에 있어서, 제1 귀금속층 및 제2 귀금속층을 형성하는 금속 또는 그 합금의 예로서는, 금, 금합금, 은, 은합금, 백금, 백금합금, 인듐, 인듐합금, 주석, 주석합금, 팔라듐, 팔라듐합금, 루테늄, 루테늄합금, 로듐, 로듐합금, 오스뮴, 오스뮴합금, 이리듐, 이리듐합금 등을 들 수 있다.In the present invention, examples of metals or alloys forming the first noble metal layer and the second noble metal layer include gold, gold alloy, silver, silver alloy, platinum, platinum alloy, indium, indium alloy, tin, tin alloy, palladium, And palladium alloy, ruthenium, ruthenium alloy, rhodium, rhodium alloy, osmium, osmium alloy, iridium, and iridium alloy.

여기서, 제1 귀금속층의 역할로서는, 최표면에 형성되는 제2 귀금속층의 내마모성을 향상시켜, 한층 더 내식성을 높이는 것이다. 이것은, 제1 귀금속층 표면의 산술평균 거칠기(Ra)=(A)㎛를 (A)<1로 함으로써, 내마모성을 향상시키고, 또 그 경도(Hv)를 150 이상, 바람직하게는 200 이상으로 함으로써, 내마모성을 보다 한층 개선할 수 있기 때문이다.Here, the role of the first noble metal layer is to improve the wear resistance of the second noble metal layer formed on the outermost surface, and to further enhance corrosion resistance. This improves the abrasion resistance by setting the arithmetic average roughness (Ra) = (A) µm of the surface of the first noble metal layer to (A) &lt; 1, and by setting the hardness (Hv) to 150 or more, preferably 200 or more. This is because the abrasion resistance can be further improved.

또, 상기 (A)의 값을 0.001 이상 0.500 미만으로 하는 것이 바람직하고, 이것에 의하여, 보다 내식성이 우수한 전기접점 재료를 얻을 수 있다.Moreover, it is preferable that the value of said (A) is 0.001 or more and less than 0.500, and by this, the electrical contact material excellent in corrosion resistance can be obtained.

특히 이러한 내마모성과 내식성의 향상을 용이하게 달성하기 위해서, 제1 귀금속층으로서, 팔라듐, 팔라듐합금, 루테늄, 루테늄합금, 로듐, 로듐합금, 오스뮴, 오스뮴합금, 이리듐, 이리듐합금 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하고, 제1 귀금속층이 팔라듐, 팔라듐합금, 로듐, 로듐합금 중 어느 하나로 이루어지는 것이 내마모성 및 접촉저항을 보다 작게 할 수 있기 때문에 더 바람직하다. (A)의 값은 바람직하게는, 0.001 이상 0.5 미만이며, 더 바람직하게는 0.005∼0.1이다. (A)의 값을 이 범위로 함으로써, 이 다음에 제1 귀금속층 상에 형성되는 제2 귀금속층의 표면을 쉽게 평활할 수 있는 것으로 할 수 있다.In particular, in order to easily achieve such improvement in abrasion resistance and corrosion resistance, it is preferable that the first precious metal layer is made of any one of palladium, palladium alloy, ruthenium, ruthenium alloy, rhodium, rhodium alloy, osmium, osmium alloy, iridium, and iridium alloy In addition, it is more preferable that the first noble metal layer is made of any one of palladium, palladium alloy, rhodium, and rhodium alloy because it can further reduce wear resistance and contact resistance. The value of (A) is preferably 0.001 or more and less than 0.5, more preferably 0.005 to 0.1. By setting the value of (A) in this range, the surface of the second noble metal layer formed on the first noble metal layer can be easily smoothed.

한편, 이 제1 귀금속층의 피복 두께에 대해서는, 특히 제한되는 것은 아니지만, 비용이나 굽힘 가공성을 고려하면, 0.001∼3㎛인 것이 바람직하고, 0.05∼1㎛인 것이 더 바람직하다.On the other hand, the coating thickness of the first noble metal layer is not particularly limited, but in consideration of cost and bending workability, it is preferably 0.001 to 3 µm, and more preferably 0.05 to 1 µm.

제2 귀금속층은, 제1 귀금속층을 구성하는 귀금속과는 다른 귀금속으로 구성된다. 제2 귀금속층은, 본 발명의 전기접점 재료의 최표면 피복층으로서, 제2 귀금속층의 피막 두께는, 제1 귀금속층 표면의 산술평균 거칠기(Ra)인 (A)㎛를 초과하여 1㎛ 이하이며, 또 상기 제 2 귀금속층 표면의 산술평균 거칠기(Ra)=(B)㎛가, B≤0.1이다. 이 제2 귀금속층은, 제1 귀금속층을 보호하고, 게다가 도전 특성의 양호한 제1 귀금속층과는 다른 귀금속의 층으로서 설치한 것이다. 제2 귀금속층의 표면은, 초기의 슬라이딩 면이 되지만, 제1 귀금속층 표면의 산술평균 거칠기(Ra)인 (A)㎛의 요철에 제2 귀금속층이 매몰됨으로써, 전기접점 재료로서 필요한 저 접촉저항 특성이나 슬라이딩 접점으로서 필요한 기능인 표면 윤활성·내마모성을 겸비한 피복층으로서 기능한다. 제2 귀금속층은, 제1 귀금속층의 요철을 메우는 정도 존재할 뿐만 아니라, 그 두께를 상기 (A)㎛를 초과하여 1㎛ 이하로 함으로써, 보다 한층 내식성을 향상시킨 피막으로 한다. 또한 제2 귀금속층 표면의 산술평균 거칠기(Ra)=(B)㎛를 (B)≤0.1로 함으로써, 요철에 의한 마모를 억제하여 제1 귀금속층 내지는 도전성 기체의 노출을 방지하는 효과를 발휘한다. 이와 같이 제2 귀금속층을 제1 귀금속층의 산술평균 거칠기(Ra)=(A)㎛ 보다 두껍게 형성하는 본 발명의 전기접점 재료에 있어서는, 피복층을 구성하는 귀금속의 사용량이 특허문헌 1보다 많아지기 때문에 고비용으로는 되지만, 내식성 향상의 관점에서 우수하므로, 장기 사용 환경에 있어서의 토탈 비용으로서 저감으로 연결될 수 있다.The second precious metal layer is made of a precious metal different from the precious metal constituting the first precious metal layer. The second noble metal layer is the outermost coating layer of the electrical contact material of the present invention, and the film thickness of the second noble metal layer exceeds (A) μm, which is the arithmetic average roughness (Ra) of the first noble metal layer surface, and is 1 μm or less. And, the arithmetic average roughness (Ra) = (B) µm of the surface of the second noble metal layer is B ≤ 0.1. This second precious metal layer protects the first precious metal layer and is provided as a layer of a precious metal different from the first precious metal layer having good conductive properties. The surface of the second noble metal layer becomes an initial sliding surface, but the second noble metal layer is buried in the unevenness of (A) µm, which is the arithmetic mean roughness (Ra) of the first noble metal layer surface. It functions as a coating layer having both surface lubricity and wear resistance, which is a function required for resistance characteristics and sliding contacts. The second noble metal layer not only exists to fill the unevenness of the first noble metal layer, but also makes the film more improved in corrosion resistance by making the thickness more than (A) µm to 1 µm or less. In addition, by setting the arithmetic average roughness (Ra) = (B) µm of the surface of the second precious metal layer to (B) ≤ 0.1, it exhibits an effect of suppressing wear due to unevenness and preventing exposure of the first precious metal layer or conductive gas. . In the electrical contact material of the present invention in which the second noble metal layer is formed thicker than the arithmetic mean roughness (Ra) = (A) µm of the first noble metal layer, the amount of noble metal constituting the coating layer is greater than that of Patent Document 1 Therefore, it becomes a high cost, but since it is excellent from a viewpoint of improving corrosion resistance, it can lead to reduction as a total cost in a long-term use environment.

상기 제2 귀금속층의 재료로서는, 금, 금합금, 은, 은합금, 백금, 백금합금, 인듐, 인듐합금, 주석, 주석합금 등이 적합하게 이용되고, 특히 내식성이 요구되는 용도에는 금, 금합금, 백금, 백금합금이 바람직하다. 한편, 전기 접점이 수지 몰드 되어 대기에 노출될 염려가 적은 전기접점 재료이면, 은, 은합금, 인듐, 인듐합금, 주석, 주석합금을 제2 귀금속층의 재료로서 이용하는 것도 가능하다. 이들 금속이나 그 합금은, 우수한 땜납 젖음성이나 접촉저항 특성을 나타내기 때문에, 용도나 케이스에 따라서 적당히 선택하는 것이 가능하다.As the material of the second noble metal layer, gold, gold alloy, silver, silver alloy, platinum, platinum alloy, indium, indium alloy, tin, tin alloy, etc. are suitably used, and gold, gold alloy, etc. Platinum and platinum alloys are preferred. On the other hand, if the electrical contact is a resin molded electrical contact material that is less likely to be exposed to the atmosphere, it is also possible to use silver, silver alloy, indium, indium alloy, tin, and tin alloy as a material for the second precious metal layer. Since these metals and their alloys exhibit excellent solder wetting properties and contact resistance properties, they can be appropriately selected depending on the application and case.

본 발명의 전기접점 재료(예를 들면, 슬라이딩 접점재료)에는, 도전성 기체와 제1 귀금속층 사이에 하지 금속층을 형성해도, 형성하지 않아도 좋다. 예를 들면 니켈, 니켈합금, 코발트, 코발트합금 중 어느 하나로 이루어지는 하지 금속층을 형성함으로써, 제1 귀금속층과 기체 성분의 확산 배리어나 밀착성 향상이 가능하므로 바람직하다. 특히 도전성 기체보다 귀한 금속을 도금 처리에 의하여 상기 제1 귀금속층이나 제2 귀금속층으로서 형성되는 본 발명에 있어서는, 그 도금처리 전에 플래시 도금 혹은 스트라이크 도금 등의 하지 처리에 의하여 하지 금속층을 형성해 두는 것이, 밀착성 향상이나 치환 방지를 위해서 유효하다. 또, 하지 금속층은 복수층으로 해도 좋고, 상기 제1 귀금속층이나 제2 귀금속층의 피복의 사양이나 용도 등에 따라, 통상의 방법에 의하여, 각종의 구성으로서 마련할 수 있다. 단일층 또는 복수층으로서의 하지 금속층 합계의 두께는 0.05∼3㎛가 바람직하고, 0.5∼1㎛가 보다 바람직하다.In the electrical contact material (for example, sliding contact material) of the present invention, a base metal layer may or may not be formed between the conductive base and the first noble metal layer. For example, by forming a base metal layer made of any one of nickel, nickel alloy, cobalt, and cobalt alloy, it is preferable because the diffusion barrier and adhesion of the first noble metal layer and the gas component can be improved. In particular, in the present invention in which a metal more precious than a conductive base is formed as the first noble metal layer or the second noble metal layer by plating treatment, it is necessary to form a base metal layer by a base treatment such as flash plating or strike plating before the plating treatment. , It is effective for improving adhesion and preventing substitution. Further, the base metal layer may be a plurality of layers, and can be provided in various configurations by a conventional method, depending on the specifications and uses of the first precious metal layer or the second precious metal layer. The total thickness of the underlying metal layer as a single layer or multiple layers is preferably 0.05 to 3 µm, more preferably 0.5 to 1 µm.

본 발명의 전기접점 재료를 제조하기 위해서는, 도금, 클래드, 증착, 스퍼터 등의 각종 피막 형성법을 이용할 수 있지만, 특히 박막을 용이하게 형성하는 방법으로서, 제1 귀금속층 및 제2 귀금속층 중 적어도 1층을 전기 도금법으로 형성하는 것이 바람직하고, 제1 귀금속층 및 제2 귀금속층 두 층을 전기 도금법으로 형성하는 것이 보다 바람직하다. 전기 도금액의 조성 및 도금 조건은 통상의 방법에 따라서 적당히 정할 수 있다. 또, 필요 금속량을 억제하기 위해서, 제1 귀금속층 혹은 제2 귀금속층, 또는 그 양쪽의 귀금속 피복층을, 스트라이프 형상이나 스폿 형상 등으로 부분적으로 형성하는 것도 유용하다.In order to manufacture the electrical contact material of the present invention, various film forming methods such as plating, clad, vapor deposition, sputtering, etc. can be used, but as a method for easily forming a thin film, at least one of the first precious metal layer and the second precious metal layer is particularly useful. It is preferable to form the layer by electroplating, and it is more preferable to form two layers of the first noble metal layer and the second noble metal layer by electroplating. The composition and plating conditions of the electroplating solution can be appropriately determined according to a conventional method. It is also useful to partially form the first noble metal layer, the second noble metal layer, or both of the noble metal coating layers in a stripe shape or a spot shape in order to suppress the amount of required metal.

본 발명의 전기접점 재료에 있어서의 상기 제1 귀금속층과 제2 귀금속층으로 이루어지는 피복층은, 특히 광택, 반광택, 무광택의 외관 종류는 묻지 않고, 모두 적응 가능하다. 또, 상기 본 발명의 구성으로 하는 것만으로도 효과는 충분하지만, 한층 더 효과를 향상시키기 위해서, 통상 이용되는 각종 첨가제, 분산제, 분산입자 등을 상기 제1 귀금속층과 제2 귀금속층으로 이루어지는 피복층과 중간층 중 1개 이상의 층에 함유시킨 복합 피복으로 하는 것도 바람직하다.The coating layer composed of the first noble metal layer and the second noble metal layer in the electrical contact material of the present invention is adaptable, regardless of the kind of appearance of gloss, semi-gloss, or matte. In addition, the effect of the present invention is sufficient even if it is configured, but in order to further improve the effect, a coating layer composed of the first noble metal layer and the second noble metal layer with various commonly used additives, dispersants, and dispersion particles, etc. It is also preferable to use a composite coating contained in one or more of the intermediate layers.

실시예Example

이하, 본 발명을 실시예에 기초하여 한층 더 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples, but the present invention is not limited to this.

(실시예 1)(Example 1)

두께 0.3㎜, 폭 50㎜의 표 1에 나타내는 도전성 기체에 이하에 나타내는 사전처리를 행한 후, 표 1에 나타내는 하지 금속층, 제1 귀금속층, 제2 귀금속층을 이 순서로 전기 도금법에 따라 도전성 기체 상에 형성하고, 표 1에 나타내는 발명예, 비교예 및 종래예의 전기접점 재료를 얻었다.The conductive substrate shown in Table 1 having a thickness of 0.3 mm and a width of 50 mm was subjected to the pretreatment shown below, and then the base metal layer, the first noble metal layer, and the second noble metal layer shown in Table 1 were electrically conductive in accordance with the electroplating method in this order. It formed on the image, and obtained the electrical contact materials of the invention examples, comparative examples, and conventional examples shown in Table 1.

한편, 각 층의 피복 두께는 형광X선 막 두께 측정장치(SFT-9400, 상품명, SII사 제)를 사용하고, 콜리메이터 지름 0.5㎜로서 임의의 개소 10점을 측정하여, 그 평균치를 산출함으로써 피복 두께로 했다.On the other hand, the coating thickness of each layer was measured by using a fluorescent X-ray film thickness measuring device (SFT-9400, product name, manufactured by SII), and measuring 10 points at arbitrary points with a collimator diameter of 0.5 mm, and calculating the average value. It was made thick.

(사전처리 조건)(Pre-treatment conditions)

[캐소드 전해 탈지][Cathodic electrolytic degreasing]

탈지액:NaOH 60g/ℓDegreasing solution: NaOH 60g / ℓ

탈지 조건:2.5A/d㎡, 온도 60℃, 탈지 시간 60초Degreasing condition: 2.5A / d㎡, temperature 60 ℃, degreasing time 60 seconds

[산세][Pickling]

산세액:10% 황산 Pickling liquid: 10% sulfuric acid

산세 조건:30초 침지, 실온Pickling conditions: 30 seconds immersion, room temperature

(하지 금속층 도금 조건)(Under the metal layer plating conditions)

[Ni도금][Ni plating]

도금액:Ni(SO3NH2)2·4 H2O 500g/ℓ, NiCl2 30g/ℓ, H3BO3 30g/ℓPlating solution: Ni (SO 3 NH 2 ) 2 · 4 H 2 O 500 g / ℓ, NiCl 2 30 g / ℓ, H 3 BO 3 30 g / ℓ

도금 조건:온도 50℃Plating condition: Temperature: 50 ℃

[Co도금][Co plating]

도금액:Co(SO3NH2)2·4 H2O 500g/ℓ, CoCl2 30g/ℓ, H3BO3 30g/ℓPlating solution: Co (SO 3 NH 2 ) 2 · 4 H 2 O 500 g / ℓ, CoCl 2 30 g / ℓ, H 3 BO 3 30 g / ℓ

도금 조건:온도 50℃Plating condition: Temperature: 50 ℃

(제1 귀금속층 도금 조건)(First precious metal layer plating conditions)

[Pd도금 1 (Pd1)][Pd plating 1 (Pd1)]

도금액:Pd(NH3)2Cl2 45g/ℓ, NH4OH 90㎖/ℓ, (NH4)2 SO4 50g/ℓ, 파라시그마 광택제(상품명, 마츠다산교 가부시키가이샤제) 10㎖/ℓPlating solution: Pd (NH 3 ) 2 Cl 2 45g / ℓ, NH 4 OH 90ml / ℓ, (NH 4 ) 2 SO 4 50g / ℓ, Parasigma brightener (trade name, manufactured by Matsuda Sangyo Co., Ltd.) 10ml / ℓ

도금 조건:전류 밀도 5A/d㎡, 온도 60℃Plating conditions: Current density: 5A / d㎡, temperature: 60 ℃

[Pd도금 2 (Pd2)]첨가제 프리 욕:비교예 2에서 사용 [Pd plating 2 (Pd2)] additive free bath: used in Comparative Example 2

도금액:Pd(NH3)2Cl2 45g/ℓ, NH4OH 90㎖/ℓ, (NH4)2SO4 50g/ℓPlating solution: Pd (NH 3 ) 2 Cl 2 45g / ℓ, NH 4 OH 90ml / ℓ, (NH 4 ) 2 SO 4 50g / ℓ

도금 조건:전류 밀도 3A/d㎡, 온도 60℃Plating conditions: Current density: 3A / d㎡, temperature: 60 ℃

[Rh도금][Rh plating]

도금액:RHODEX(상품명, 일본 일렉트로플레이팅 엔지니어스(주) 제)Plating amount: RHODEX (brand name, made by Japan Electroplating Engineers Co., Ltd.)

도금 조건:1.3A/d㎡, 온도 50℃Plating conditions: 1.3A / d㎡, temperature: 50 ℃

[Ru도금][Ru plating]

도금액:RUTHENEX100(상품명, 일본 일렉트로플레이팅 엔지니어스(주) 제)Plating amount: RUTHENEX100 (brand name, made by Japan Electroplating Engineers Co., Ltd.)

도금 조건:전류 밀도 1A/d㎡, 온도 65℃Plating conditions: Current density: 1A / d㎡, temperature: 65 ℃

[Ir도금][Ir plating]

도금액:IRIDEX100(상품명, 일본 일렉트로플레이팅 엔지니어스(주) 제) Plating amount: IRIDEX100 (brand name, made by Japan Electroplating Engineers Co., Ltd.)

도금 조건:0.2A/d㎡, 온도 85℃Plating conditions: 0.2A / d㎡, temperature 85 ℃

(제2 귀금속층 도금 조건)(2nd noble metal layer plating condition)

[Au도금][Au plating]

도금액:KAu(CN)2 14.6g/ℓ, C6H8O7 150g/ℓ, K2C6H4O7 180g/ℓPlating solution: KAu (CN) 2 14.6 g / ℓ, C 6 H 8 O 7 150 g / ℓ, K 2 C 6 H 4 O 7 180 g / ℓ

도금 조건:온도 40℃Plating condition: Temperature: 40 ℃

[Pt도금][Pt plating]

도금액:Pt(NO2)(NH3)2 10g/ℓ, NaNO2 10g/ℓ, NH4NO3 100g/ℓ, NH3 50㎖/ℓPlating solution: Pt (NO 2 ) (NH 3 ) 2 10g / ℓ, NaNO 2 10g / ℓ, NH 4 NO 3 100g / ℓ, NH 3 50ml / ℓ

도금 조건:온도 80℃Plating condition: Temperature: 80 ℃

[Ag도금][Ag plating]

도금액:AgCN 50g/ℓ, KCN 100g/ℓ, K2CO3 30g/ℓPlating solution: AgCN 50g / ℓ, KCN 100g / ℓ, K 2 CO 3 30g / ℓ

도금 조건:전류 밀도 1A/d㎡, 온도 30℃Plating conditions: Current density: 1A / d㎡, temperature: 30 ℃

[Ag-Se합금 도금][Ag-Se alloy plating]

도금액:KCN 150g/ℓ, K2CO3 15g/ℓ, KAg[CN]2 75g/ℓ, Na2O3Se·5H2O 5g/ℓPlating solution: KCN 150g / ℓ, K 2 CO 3 15g / ℓ, KAg [CN] 2 75g / ℓ, Na 2 O 3 Se · 5H 2 O 5g / ℓ

도금 조건:전류 밀도 2A/d㎡, 온도 50℃Plating conditions: Current density: 2A / d㎡, temperature: 50 ℃

[Sn도금][Sn plating]

도금액:SnSO4 80g/ℓ, H2SO4 80g/ℓPlating solution: SnSO 4 80g / ℓ, H 2 SO 4 80g / ℓ

도금 조건:전류 밀도 2A/d㎡, 온도 30℃Plating conditions: Current density: 2A / d㎡, temperature: 30 ℃

얻어진 각 전기접점 재료에 관하여, 이하의 시험 조건으로 각종 특성을 시험, 평가했다. 결과를 표 2에 나타낸다.About each obtained electrical contact material, various characteristics were tested and evaluated on the following test conditions. Table 2 shows the results.

(1A) 도전성 기체의 평균 결정립경(GS):(1A) Average grain size (GS) of conductive gas:

FIB에 의해 도전성 기체의 단면 시료를 3시야 제작 후, SIM상 관찰을 행하여, 1시야당 3개소에 대하여 입경을 측정하여, 그 평균치를 표 1에 나타냈다.After the cross-sectional sample of the conductive gas was produced at 3 o'clock by FIB, SIM images were observed, particle sizes were measured at 3 locations per field, and the average values thereof are shown in Table 1.

(1B) 두께 측정:제1 귀금속층, 제2 귀금속층, 및 하지 금속층의 두께는, SII 나노테크놀로지제 형광X선 막두께계(상품명:SFT9400)에 의하여 측정했다. 콜리메이터 지름 0.5㎜를 사용하여 임의의 개소 10점을 측정하고, 그 평균치를 산출함으로써 피복 두께로 했다. 결과를 표 1에 나타냈다.(1B) Thickness measurement: The thickness of the first precious metal layer, the second precious metal layer, and the underlying metal layer was measured by a fluorescent X-ray film thickness meter (trade name: SFT9400) manufactured by SII Nanotechnology. Ten points at arbitrary points were measured using a collimator diameter of 0.5 mm, and the average value was calculated to obtain a coating thickness. Table 1 shows the results.

(1C) 경도 측정:JIS Z 2244:2009에 따라, 측정 하중을 0.005N으로 했을 때의 제1 귀금속층의 비커스 경도(Hv)를 측정했다. 역시, 제2 귀금속층을 피복하기 전의 경도이다. 결과를 표 1에 나타냈다.(1C) Hardness measurement: According to JIS 경도 Z 2244: 2009, the Vickers hardness (Hv) of the first noble metal layer when the measurement load was 0.005N was measured. Again, it is the hardness before coating the second noble metal layer. Table 1 shows the results.

(1D) 산술평균 거칠기(Ra):산술평균 거칠기(Ra)는, 고사카켄쿠쇼 가부시키가이샤제 표면 조도계(상품명:사프코다 SE3500)에 의하여 측정했다. 촉침 선단 반경 2㎛, 측정력 0.75N 이하의 측정 조건에 있어서, 제1 귀금속층의 산술평균 거칠기(Ra)=(A)㎛와 제2 귀금속층의 산술평균 거칠기(Ra)=(B)㎛를 측정했다. 결과를 표 1에 나타냈다.(1D) Arithmetic mean roughness (Ra): The arithmetic mean roughness (Ra) was measured with a surface roughness meter (trade name: Sappcoda SE3500) manufactured by Kosaka Chemical Industries, Ltd. Under the measurement conditions of the probe tip radius of 2 µm and the measurement force of 0.75 N or less, the arithmetic average roughness (Ra) = (A) µm of the first noble metal layer and the arithmetic average roughness (Ra) = (B) µm of the second precious metal layer Was measured. Table 1 shows the results.

(2A) 동마찰(kinetic friction) 계수 측정:슬라이딩 시험장치(HEIDON Type:14FW, 상품명, 신토카가쿠사 제)를 이용하여, 동마찰 계수 측정을 행하였다. 측정 조건은, 이하와 같다.(2A) Measurement of kinetic friction coefficient: The coefficient of dynamic friction was measured using a sliding test apparatus (HEIDON: Type: 14FW, manufactured by Shinto Chemical Co., Ltd.). Measurement conditions are as follows.

R=2.0㎜ 강구(鋼球) 프로브, 슬라이딩 거리 10㎜, 슬라이딩 속도 100㎜/분, 슬라이딩 횟수 왕복 100회, 하중 100gfR = 2.0㎜ steel ball probe, sliding distance 10㎜, sliding speed 100㎜ / min, sliding number of reciprocations 100 times, load 100gf

상기 슬라이딩 시험에 있어서, 왕복 슬라이딩 횟수가 1회, 50회, 100회 후의 각각의 동마찰 계수를 측정하여, 표 2에 나타냈다.In the sliding test, the coefficients of dynamic friction after the number of reciprocating sliding times of 1, 50, and 100 were measured and are shown in Table 2.

(2B) 마모 깊이:상기 슬라이딩 시험 종료 후의 마모 깊이에 대하여, 현미경(VH8000, 상품명, 키엔스사 제)을 이용하여, 슬라이딩 자국 중앙 단면의 깊이(㎛)를 측정했다. 그 가장 깊은 곳을 마모 깊이로서 표 2에 나타냈다.(2B) Wear depth: About the wear depth after the sliding test was finished, the depth (µm) of the central cross section of the sliding track was measured using a microscope (VH8000, product name, manufactured by Keyence). Table 2 shows the deepest depth as the wear depth.

(2C) 접촉저항 측정:내식성의 지표로서, 이하와 같이 접촉저항을 측정, 평가했다. 4단자법으로, 최표층(상기 제2 귀금속층)을 형성 후에 접촉저항을 측정했다. 측정은, 최표층 형성 직후(초기), 이산화유황 시험(SO2 10ppm, 40℃, 80%RH, 168시간) 후, 황화수소 시험(H2S 3ppm, 40℃, 80%RH, 168시간) 후의 3수준으로 행하였다. 평가는, 반경 2㎜의 Ag프로브를 사용하고, 10㎃통전, 하중 10gf에서 측정점 10점의 접촉저항을 측정하고, 그 평균치를 산출하여 접촉저항으로 했다. 평가로서는, 10mΩ 이하를 「우수」로서 「A」로, 10mΩ를 초과하여 50mΩ 이하를 「양호」로서 「B」로, 50mΩ를 초과하여 100mΩ 이하를 「가능」으로서 「C」로, 100mΩ를 초과한 것을 「불가」로서 「D」로 표 2에 나타냈다. 실용 레벨을 「C」 혹은 「B」 혹은 「A」로서 판정한다.(2C) Measurement of contact resistance: As an index of corrosion resistance, contact resistance was measured and evaluated as follows. The contact resistance was measured after the outermost layer (the second noble metal layer) was formed by the 4-terminal method. Measurements were taken immediately after the formation of the outermost layer (initial), after the sulfur dioxide test (SO 2 10ppm, 40 ° C, 80% RH, 168 hours), and after the hydrogen sulfide test (H 2 S 3ppm, 40 ° C, 80% RH, 168 hours). It was done at 3 levels. For the evaluation, an Ag probe having a radius of 2 mm was used, the contact resistance at 10 measuring points was measured at 10 kPa conduction and a load of 10 gf was measured, and the average value was calculated to obtain contact resistance. As the evaluation, 10 mΩ or less is “A” as “excellent”, 50 mΩ or less is exceeded 10 mΩ, “B” is “good”, 50 m 50 or more is 100 mΩ or less, is “C” as “possible”, and 100 mΩ or more Table 1 shows "D" as "impossible". The practical level is determined as "C" or "B" or "A".

(2D) 굽힘 가공성:각 시료에 대하여, 굽힘 가공 반경 0.9㎜(R/t=3)로 V굽힘 시험을 압연 줄무늬에 대하여 직각 방향으로 실시 후, 그 정상부(頂上部)를 현미경(VH8000, 상품명, 키엔스사 제)으로 관찰 배율 200배로 관찰했다. 균열이 인지되지 않은 것을 「우수」로서 「A」로 나타내고, 경미한 균열이 생긴 것을 「가능」으로서 「B」로 나타내며, 비교적 큰 균열이 생긴 것을 「불가」로서 「C」로 표 2에 나타냈다. 실용 레벨을 「B」 혹은 「A」로서 판정한다.(2D) Bending workability: For each sample, a V-bending test was performed at a bending work radius of 0.9 mm (R / t = 3) in a direction perpendicular to the rolling streak, and then the top of the specimen was observed under a microscope (VH8000, product name). , Manufactured by Keyence Co., Ltd.). Table 2 shows that the crack was not recognized as "excellent" as "A", slight cracked as "possible" and "B", and relatively large cracked as "impossible" as "C". The practical level is judged as "B" or "A".

(2E) 땜남 젖음성:상기 도금 처리에 의하여 얻은 각 시험편을 MODEL SAT-5100(상품명, 레스카사 제)을 이용하여, Sn-3Ag-0.5Cu 땜납욕에, 욕온 245℃, 침지 거리 10㎜, 침지 속도 25㎜/초의 조건하에서, 이소프로필 알코올-25질량% 로진 플럭스를 사용하여 침지했다. 시험편 침지로부터 젖는 힘이 제로를 통과할 때까지의 시간(제로 크로스 타임)을 측정했다. 그 결과의 제로 크로스 타임(초)을 표 2에 나타냈다. 제로 크로스 타임이 1초 미만인 것을 「우수」, 1초 이상 3초 이내인 것을 「가능」, 3초를 초과한 것을 「불가」로서, 땜납 젖음성을 평가한다.(2E) Solderability Wetting: Each test piece obtained by the above plating treatment was immersed in a Sn-3Ag-0.5Cu solder bath using MODEL SAT-5100 (trade name, manufactured by LeSca), with a bath temperature of 245 ° C., an immersion distance of 10 mm, and immersion. Under the conditions of a speed of 25 mm / sec, it was immersed using isopropyl alcohol-25 mass% rosin flux. The time from the immersion of the test specimen until the wet force passed zero (zero cross time) was measured. Table 2 shows the result of the zero cross time (seconds). Solder wettability is evaluated as "excellent" that the zero cross time is less than 1 second, "possible" when it is 1 second or more and less than 3 seconds, and "impossible" when it is more than 3 seconds.

Figure 112016085389600-pct00001
Figure 112016085389600-pct00001

Figure 112016085389600-pct00002
Figure 112016085389600-pct00002

상기 결과로부터, 각 발명예에서는 100gf의 고슬라이딩 하중 아래에서도 안정된 동마찰 계수를 나타내어 슬라이딩 특성이 양호하고, 대 마모 깊이로 나타내는 내마모성이 우수하며, 접촉저항으로 나타내는 내식성이 우수하고, 굽힘 가공성과 땜납 젖음성도 양호한 것을 알 수 있다.From the above results, each example of the invention exhibits a stable dynamic friction coefficient even under a high sliding load of 100 gf, so that it has good sliding properties, excellent abrasion resistance represented by large wear depth, excellent corrosion resistance represented by contact resistance, bending workability and solderability. It can be seen that the wettability is also good.

이것에 대하여, 각 비교예와 종래예에서는 몇 개의 특성에 뒤떨어진 결과였다.On the other hand, each comparative example and the conventional example were inferior to several characteristics.

비교예 1은 제2 귀금속층의 표면조도 Ra(B)가 너무 높기 때문에, 100gf의 고슬라이딩 하중 아래에서 수 슬라이딩 횟수가 50회부터 100회가 되면 접촉저항이 증대하고 있고, 또, 굽힘 가공성이 나빴다. 비교예 2는 제1 귀금속층의 경도가 너무 낮기 때문에, 100gf의 고슬라이딩 하중 아래에서 수 슬라이딩 횟수가 50회부터 100회가 되면 접촉저항이 증대하고 있고, 또, 내마모성이 나빴다. 종래예 1은 제2 귀금속층의 피복 두께가 제1 귀금속층 표면의 산술평균 거칠기(Ra)=(A)㎛보다 얇기 때문에, 100gf의 고슬라이딩 하중 아래에서 수 슬라이딩 횟수가 50회부터 100회가 되면 접촉저항이 증대했다. 이들 비교예와 종래예는, 모두 실용 레벨을 만족하지 않았다.In Comparative Example 1, since the surface roughness Ra (B) of the second noble metal layer is too high, the contact resistance increases when the number of times of sliding from 50 to 100 times under a high sliding load of 100gf increases, and bending workability It was bad. In Comparative Example 2, since the hardness of the first noble metal layer was too low, the contact resistance increased when the number of times of sliding from 50 to 100 times under a high sliding load of 100gf increased, and the wear resistance was poor. In the conventional example 1, since the coating thickness of the second noble metal layer was thinner than the arithmetic mean roughness (Ra) = (A) μm of the surface of the first noble metal layer, the number of times of sliding was 50 to 100 times under a high sliding load of 100 gf. When the contact resistance increased. Both of these comparative examples and conventional examples did not satisfy the practical level.

산업상의 이용 가능성Industrial availability

본 발명의 전기접점 재료는, 통상의 접촉식 전기 접점이라면 어떠한 타입에서도 적합하게 이용할 수 있다. 특히 내마모성과 내식성이 우수하기 때문에, 예를 들면, 자동차 탑재용 옥내외 슬라이딩 접점이나, 리드 스위치, 모터용 정류자 접점 및 브러쉬재, 카메라 마운트 접점용 스위치 등의 전기 접점용의 재료로서 특히 적합하게 이용할 수 있다.The electrical contact material of the present invention can be suitably used in any type as long as it is a normal contact type electrical contact. In particular, since it has excellent wear resistance and corrosion resistance, it is particularly suitable for use as a material for electrical contacts, such as indoor and outdoor sliding contacts for automobiles, commutator contacts and brush materials for motors, and switches for camera-mounted contacts. You can.

본 발명을 그 실시형태와 함께 설명했지만, 우리는 특히 지정하지 않는 한 우리의 발명을 설명의 어느 세부에 있어서도 한정하려 하지 않고, 첨부의 청구의 범위에 나타낸 발명의 정신과 범위에 반하지 않고 폭넓게 해석되어야 한다고 생각한다.Although the present invention has been described together with its embodiments, we do not intend to limit our invention in any detail of the description, unless specifically specified, and interpret it broadly without contrary to the spirit and scope of the invention as set forth in the appended claims. I think it should be.

1: 도전성 기체
2: 제1 귀금속층
3: 제2 귀금속층
4: 하지 금속층
1: conductive gas
2: First precious metal layer
3: Second precious metal layer
4: base metal layer

Claims (11)

도전성 기체의 표면상에 제1 귀금속층을 가지고, 상기 제1 귀금속층의 표면상에 제2 귀금속층을 가지는 전기접점 재료로서,
상기 제1 귀금속층의 표면의 산술평균 거칠기(Ra)=A㎛가 A<1이고, 또 상기 제 1 귀금속층의 경도(Hv)가 150 이상이며,
상기 제2 귀금속층의 두께가 A㎛를 초과하여 1㎛ 이하이며, 또 상기 제2 귀금속층의 표면의 산술평균 거칠기(Ra)=B㎛가 B≤0.1이며,
상기 제1 귀금속층 및 제2 귀금속층이, 각각 금, 금합금, 은, 은합금, 백금, 백금합금, 인듐, 인듐합금, 주석, 주석합금, 팔라듐, 팔라듐합금, 루테늄, 루테늄합금, 로듐, 로듐합금, 오스뮴, 오스뮴합금, 이리듐, 이리듐합금 중 어느 하나로 이루어지며,
상기 도전성 기체의 모상의 평균 결정립경이 5㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 전기접점 재료.
An electrical contact material having a first noble metal layer on the surface of a conductive base and a second noble metal layer on the surface of the first noble metal layer,
The arithmetic mean roughness (Ra) = A μm of the surface of the first noble metal layer is A <1, and the hardness (Hv) of the first noble metal layer is 150 or more,
The thickness of the second noble metal layer exceeds 1 μm and is 1 μm or less, and the arithmetic mean roughness (Ra) = B μm of the surface of the second noble metal layer is B ≦ 0.1,
The first precious metal layer and the second precious metal layer, respectively, gold, gold alloy, silver, silver alloy, platinum, platinum alloy, indium, indium alloy, tin, tin alloy, palladium, palladium alloy, ruthenium, ruthenium alloy, rhodium, rhodium Made of any one of alloy, osmium, osmium alloy, iridium, and iridium alloy,
The electrical contact material, characterized in that the average grain size of the matrix of the conductive gas is 5 µm or less.
제1 항에 있어서,
상기 A의 값이 0.001 이상 0.500 미만인 전기접점 재료.
According to claim 1,
An electrical contact material having a value of A of 0.001 or more and less than 0.500.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제1 귀금속층이 팔라듐, 팔라듐합금, 루테늄, 루테늄합금, 로듐, 로듐합금, 오스뮴, 오스뮴합금, 이리듐, 이리듐합금 중 어느 하나로 이루어지는 전기접점 재료.
The method of claim 1 or 2,
The first precious metal layer is an electrical contact material made of any one of palladium, palladium alloy, ruthenium, ruthenium alloy, rhodium, rhodium alloy, osmium, osmium alloy, iridium, iridium alloy.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제2 귀금속층이 금, 금합금, 은, 은합금, 백금, 백금합금, 인듐, 인듐합금, 주석, 주석합금 중 어느 하나로 이루어지는 전기접점 재료.
The method of claim 1 or 2,
The second precious metal layer is an electrical contact material made of any one of gold, gold alloy, silver, silver alloy, platinum, platinum alloy, indium, indium alloy, tin, and tin alloy.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 도전성 기체와 상기 제1 귀금속층 사이에 적어도 1층의 하지 금속층을 가지는 전기접점 재료.
The method of claim 1 or 2,
An electrical contact material having at least one base metal layer between the conductive base and the first noble metal layer.
제 5 항에 있어서,
상기 하지 금속층이 니켈, 니켈합금, 코발트, 코발트합금 중 어느 하나로 이루어지는 전기접점 재료.
The method of claim 5,
The base metal layer is an electrical contact material made of any one of nickel, nickel alloy, cobalt, and cobalt alloy.
제 5 항에 있어서,
상기 하지 금속층의 두께가 0.05∼3.00㎛인 전기접점 재료.
The method of claim 5,
An electrical contact material having a thickness of the underlying metal layer of 0.05 to 3.00 μm.
제 5 항에 있어서,
상기 도전성 기체가, 구리, 구리합금, 철, 철합금, 알루미늄, 알루미늄합금 중 어느 하나로 이루어지는 전기접점 재료.
The method of claim 5,
The conductive base material is an electrical contact material made of any one of copper, copper alloy, iron, iron alloy, aluminum, and aluminum alloy.
상기 제1 귀금속층 및 제2 귀금속층의 적어도 1층을 전기 도금법으로 형성하는 것을 특징으로 하는 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 전기접점 재료의 제조방법.A method for manufacturing the electrical contact material according to claim 1 or 2, wherein at least one layer of the first precious metal layer and the second precious metal layer is formed by an electroplating method. 삭제delete 삭제delete
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