TWI577097B - A rectifier material and a manufacturing method thereof, and a micro electric motor using the same - Google Patents

A rectifier material and a manufacturing method thereof, and a micro electric motor using the same Download PDF

Info

Publication number
TWI577097B
TWI577097B TW101141492A TW101141492A TWI577097B TW I577097 B TWI577097 B TW I577097B TW 101141492 A TW101141492 A TW 101141492A TW 101141492 A TW101141492 A TW 101141492A TW I577097 B TWI577097 B TW I577097B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
alloy
silver
layer
plating
rectifier
Prior art date
Application number
TW101141492A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201334326A (zh
Inventor
Satoshi Suzuki
Yoshiaki Kobayashi
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
Publication of TW201334326A publication Critical patent/TW201334326A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI577097B publication Critical patent/TWI577097B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C5/00—Alloys based on noble metals
    • C22C5/06—Alloys based on silver
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B32B15/018—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of a noble metal or a noble metal alloy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C5/00—Alloys based on noble metals
    • C22C5/02—Alloys based on gold
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C5/00—Alloys based on noble metals
    • C22C5/06—Alloys based on silver
    • C22C5/08—Alloys based on silver with copper as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/12—Electroplating: Baths therefor from solutions of nickel or cobalt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/46—Electroplating: Baths therefor from solutions of silver
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/48—Electroplating: Baths therefor from solutions of gold
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/50—Electroplating: Baths therefor from solutions of platinum group metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/56—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
    • C25D3/567—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys containing more than 50% by weight of platinum group metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/56—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
    • C25D3/62—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys containing more than 50% by weight of gold
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/56—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
    • C25D3/64—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys containing more than 50% by weight of silver
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/10—Electroplating with more than one layer of the same or of different metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/10—Electroplating with more than one layer of the same or of different metals
    • C25D5/12—Electroplating with more than one layer of the same or of different metals at least one layer being of nickel or chromium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/48—After-treatment of electroplated surfaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/18—Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush
    • H01R39/20—Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush characterised by the material thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/34—Pretreatment of metallic surfaces to be electroplated

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Description

整流器材料及其製造方法、使用其之微型電動機
本發明係關於一種電接點材料及其製造方法，更詳細而言係關於一種滑動特性優異之電接點材料及其製造方法、以及具有該電接點之微型電動機。
微型電動機係廣泛用於音響機器、家電、行動電話、相機、汽車等較多之用途。電動機之壽命係由用以對電動機線圈通電之構件即整流器與電刷之耐久性而決定。對該構件要求耐磨性、耐電弧性、電連接性、導電性、強度等優異之材料，通常大多使用有Ag合金被覆Cu合金條。該等材料係將Ag合金具有之耐磨性、耐電弧性、電連接性與Cu合金具有之強度及導電性組合而成之高性能導體。
於電刷材料中要求穩定之接觸壓力與耐磨性、低接觸電阻，因此，對基材使用板厚0.03~0.1mm左右之彈簧用Cu合金，對接點部使用厚度5~20μm之Ag-Pd合金。
整流器用材料所使用之Cu合金基材係板厚為0.1~0.3mm之純Cu系、Cu-Sn系，大多為Cu-Sn系，作為Ag合金，大多為Ag-Mg系、Ag-Cu系、Ag-Ni系。Ag合金之被覆通常係僅被覆於與電刷接觸之部分之嵌體材料，被覆厚度通常為20~100μm。
電刷材料及整流器用材料之製造方法，係在Cu合金基材將Ag合金帶熱壓合、冷壓接、縫焊接等藉由所謂包層加以複合來製造。
迄今使用之電刷材料及整流器材料存在如下所述之各種問題。
(1)Ag或Pd等貴金屬之被覆率大，故而成本高。
(2)利用包層法製造，故而製造成本高。
(3)包層係重複進行退火與壓延而製造，故而Ag合金表面會生成由加工所引起之加工變形層，耐電弧性差，整流器及電刷之磨耗快，電動機壽命短。
(4)包層係重複進行退火與壓延而製造，故而於Ag合金之表面除Ag以外之合金成分富集，初始之接觸電阻高，耐蝕性亦差。
(5)除Ag合金部與焊料鍍敷部以外之部分露出基材，Cu合金基材會因耐蝕性差而產生變色，或者若進一步進行則產生因腐蝕生成物之潛變現象所引起之接點部之污染。
為了解決該等問題，進行了Ag合金組成之開發、以及於Ag合金皮膜上被覆Au及Au合金等，但僅解決了一部分問題，期待有綜合性之改善。
於日本特願昭58-218782號公報、日本特願昭58-218783號公報中，提出有於Cu合金基材上形成有3層皮膜之整流器用接觸片材料及滑動接點用刷子材料。該3層皮膜之特徵在於：第1層係Cr、Ni、Ni合金、Re中之任一者其厚度為0.1~10μm，第2層係Rh、Pt、Pd、Ru中之任一者其厚度為0.1~10μm，第3層係Au、Ag、Au-Ag中之任一者其厚度為0.1~10μm之被覆；於將該材料用於整流器或電刷、另一方使用先前之材料之情形時，因上述包層 材特有之加工變形層或者耐蝕性之影響而無法期待大幅改善電動機壽命之提高。又，於將所提出之材料彼此組合製成微型電動機之情形時，由於整流器與電刷之兩者之表面為軟質之Au或Ag及Au-Ag合金，故而於電動機運轉後不久於接點部產生凝著磨耗，電動機壽命不及先前之包層材彼此之組合等，現狀為仍未解決問題。
於日本專利第4520191號公報中，提出有於整流器片基材之一部分上遍及特定長度地形成鍍敷貴金屬之材料。作為鍍敷貴金屬，使用有Ag(銀)、Ag+Se(硒)、Ag+Se+Sb(銻)、Au(金)、Au+Co(鈷)、Pd(鈀)、Pd+Ni(鎳)。進而，亦可設為如下構成：於基材上，分別進行在Ag上鍍Au、或者在Ag上鍍Pd等2層鍍敷後，進行熱處理使該2層擴散。
於條紋狀地鍍敷貴金屬而進行被覆之情形時，與包層相比價格大幅低廉，但鍍敷被膜之組織緻密且內部應力較大，故而現狀為，於與電刷之滑動時產生凝著磨耗而使整流器之貴金屬較大損傷，從而無法獲得期待之電動機壽命。
又，條紋鍍敷係根據製品寬度而實施，故而現狀為鍍敷加工費相對變高。
進而根據本發明人，於專利文獻4中揭示有可提供一種電動機用接觸材料，其係於基體上形成由鎳或其合金、鈷或鈷合金、銅或銅合金之任一者構成之中間層，於其上層形成有由鈀或鈀合金、銠或銠合金、釕或釕合金、銀或銀合金、金或金合金中之任一者構成之最表層者，於上述 最表層形成於上述基體之表面之一部分後，藉由實施冷壓延加工而不易產生接點障礙。本例呈現冷加工表面，故而表面粗糙度強烈受到壓延機之輥粗糙度之影響，且藉由因壓延產生之潤滑油之夾帶而表面清潔度降低，其結果可知，於電動機動作試驗中亦可能產生由雜質所引起之污染。又，可知於冷加工後進行彎曲加工，結果有於一部分表層產生破裂的情況。因此，亦必需找出減面加工之最佳條件，且期待提高表面清潔度之方法。
又，可知若於最表層形成銀或銀合金，則於電動機滑動或停止中與硫結合而變為黑色，從而存在使接觸電阻上升之傾向。可知該情況係由於在整流器周邊油脂或大氣中之硫成分與銀或銀合金接觸而產生，從而進而期待亦同時滿足耐蝕性改善之方法。
[專利文獻1]日本特願昭58-218782號公報
[專利文獻2]日本特願昭58-218783號公報
[專利文獻3]日本專利第4520191號公報
[專利文獻4]日本特開2010-146925號公報
本發明係關於改良由先前以來所使用之包層製造之整流器材料、及改良藉由鍍敷形成之電動機用整流器材料，其課題在於藉由特定之鍍敷皮膜構成之整流器用材料而實現電動機成本之大幅度降低及電動機壽命之提高。進而，一面研討減面加工之最佳條件，一面研討找出最大限度地發揮其效果之方法。
本發明之課題係藉由以下手段而達成。
(1)一種整流器材料，於導電性基體之整面或一部分被覆銀或銀合金，進而於銀或銀合金之表面被覆有由金、金合金、鈀、鈀合金、鉑、鉑合金、銠、銠合金中之任一者構成的最表層，其特徵在於：在導電性基體被覆銀或銀合金後實施減面加工，其後局部被覆有由金、金合金、鈀、鈀合金、鉑、鉑合金、銠、銠合金中之任一者構成的最表層。
(2)如(1)之整流器材料，其中，於導電性基體與銀或銀合金之中間層之間被覆有1層以上之鎳或鎳合金、鈷或鈷合金中之任一者。
(3)如(1)或(2)之整流器材料，其中，於導電性基體之整面或一部分被覆銀或銀合金後的減面加工，係利用使用有輥表面之算術平均粗糙度Ra為0.2μm以下之工作輥(work roll)的壓延機來實施。
(4)一種整流器材料之製造方法，其係對導電性基體之整面或一部分鍍敷銀或銀合金，繼而，利用使用有輥表面之算術平均粗糙度Ra為0.2μm以下之工作輥的壓延機進行減面加工，其後局部鍍敷金、金合金、鈀、鈀合金、鉑、鉑合金、銠、銠合金中之任一者，藉此形成最表層。
(5)一種微型電動機，其係將上述(1)至(3)中任一項之整流器材料用於整流器。
本發明中所謂於導電性基體之整面或一部分被覆銀或銀合金之情形時的「一部分」，係與微型電動機之電刷接觸 之最低限度所需的寬度，通常為1~10mm左右。又，整流器用材料之寬度大多為8~30mm左右，於相對於該寬度10~30%之部分被覆條紋狀之銀或銀合金。
如上所述，本發明之整流器材料與先前之包層材相比，可大幅削減貴金屬之使用量，進而，由於可利用鍍敷法製造材料，故而成本大幅降低而於工業上發揮較大之效果。進而，可提供一種改善減面加工表面之清潔度而表面污染少之電動機用整流器材料，且該減面加工條件亦最佳化，藉此，可對更進一步之電動機壽命改善做出貢獻。而且，藉由在銀或銀合金上形成耐硫化變色之皮膜，可提供一種接觸電阻難以上升從而期待更長壽命之電動機用整流器材料。
本發明之上述及其他特徵及優點根據下述記載及隨附圖式而更加明確。
本發明之整流器材料係於導電性基體之整面或一部分被覆銀或銀合金，進而於銀或銀合金之表面被覆金、金合金、鈀、鈀合金、鉑、鉑合金、銠、銠合金中之任一者之材料，其特徵在於：在導電性基體被覆銀或銀合金後實施減面加工，其後局部被覆例如條紋狀之由金、金合金、鈀、鈀合金、鉑、鉑合金、銠、銠合金中之任一者構成之最表層。於導電性基體中應用有銅、鎳、鐵、或其等之合金、或者對鋼材或鋁材等被覆銅或銅合金而成之複合素材等。
上述整流器材料之構成採用如下構成。
如圖1(1)所示，構成為於基體4之一面(表面)上，介隔成為鍍敷之基底層之由鎳、鎳合金、鈷、鈷合金中之任一者構成之層3而形成銀或銀合金層2，進而形成有例如局部之被覆形狀即條紋狀之由金、金合金、鈀、鈀合金、鉑、鉑合金、銠、銠合金中之任一者構成之最表層1。
如圖1(2)所示，構成為於基體4之一面(表面)上形成銀或銀合金層2，進而形成有例如局部之被覆形狀即條紋狀之由金、金合金、鈀、鈀合金、鉑、鉑合金、銠、銠合金中之任一者構成之最表層1。
如圖1(3)所示，構成為於基體4之一面(表面)上形成銀或銀合金層2，進而形成有例如局部之被覆形狀即條紋狀之由金、金合金、鈀、鈀合金、鉑、鉑合金、銠、銠合金中之任一者構成之最表層1，且於基體4之背面形成有銀或銀合金層2。
如圖1(4)所示，構成為於基體4之一面(表面)上介隔成為鍍敷之基底層之由鎳、鈷、或其等之合金構成之基底層3而形成銀或銀合金層2，進而形成有例如局部之被覆形狀即條紋狀之由金、金合金、鈀、鈀合金、鉑、鉑合金、銠、銠合金中之任一者構成之最表層1，且於基體4之背面介隔成為鍍敷之基底層之由鎳、鎳合金、鈷、鈷合金中之任一者構成之層3而形成有Ag或Ag合金層2。
作為於本發明中形成之銀或銀合金，應用銀(Ag)、銀-銻(Sb)合金、銀-硒(Se)合金、銀-銻-硒合金等。其減面加工後之厚度並無特別限定，例如於0.5~10μm之 範圍實施，較佳為2~5μm。於薄於0.5μm之情形時電動機壽命極短，於過厚之情形時就經濟性之方面而言較不理想。
再者，於圖式中銀或銀合金層係形成於整面，但藉由僅於作為電動機用整流器材料所必需之部位形成銀或銀合金層，可達成更進一步之成本下降。其形狀例如存在條紋狀或點狀，可根據整流器材料之形狀或壓製間隔適當選擇。又，關於與作為整流器材料所必需之功能面相反之面(背面)，若需要例如僅焊接之功能，則亦可選擇以薄於功能面之被覆厚度形成。
作為最表層1，例如作為金或金合金、鉑或鉑合金而應用有金、金-鈷合金、金-鎳合金、金-銀合金、鉑、鉑-鈷合金、鉑-鎳合金、鉑-銀合金、金-鉑合金等。其厚度並無特別限定，較佳為於0.005~0.5μm之範圍實施，更佳為0.02~0.2μm。其原因在於：於薄於0.005μm之情形時，存在與電刷材料產生凝著磨耗而降低電動機壽命之可能性，於厚於0.5μm之情形時，就經濟性而言效果消失。
進而作為最表層1，例如可列舉鈀或鈀合金、銠或銠合金。作為鈀或鈀合金，應用有鈀、鈀-鎳合金等，作為銠或銠合金，應用有銠、銠-鎳合金等。其厚度並無特別限定，較佳為於0.005~0.2μm之範圍實施，更佳為0.01~0.1μm。其原因在於：若過薄，則與電刷材料產生凝著磨耗而電動機壽命降低之可能性增高，又，於厚於0.2μm之情形時，效果飽和，以及於彎曲加工或壓製加工時容易產 生鍍敷之破裂，進而就經濟性而言效果消失。
被覆由金、金合金、鈀、鈀合金、鉑、鉑合金、銠、銠合金中之任一者構成之最表層的目的之一在於：因為於將銀或銀合金直接用於整流器之情形時，與電刷之滑動會產生凝著磨耗，故而防止此種情況。尤其是作為先前例之銀或銀合金鍍敷完成者之凝著磨耗明顯。本發明之銀或銀合金釋放內部應力，故而與先前品相比具有難以產生凝著磨耗之特徵，但若為該被膜單體則無法獲得充分之效果，藉由該被膜與由金、金合金、鈀、鈀合金、鉑、鉑合金、銠、銠合金中之任一者構成之最表層之組合而發揮較大之效果。
進而作為另一效果，防止銀或銀合金於電動機滑動或停止中產生硫化變色。其係防止因於整流器周邊油脂或大氣中之硫成分與銀或銀合金接觸而產生之變色所致之接觸電阻上升，從而期待更長壽命化。
進而於本發明中可知，由於對銀或銀合金層進行減面加工，釋放銀或銀合金之內部應力，故而銀或銀合金之表面清潔度不充分，例如殘留之壓延油等會成為使電動機壽命降低之主要原因。因此，藉由進而形成由上述元素構成之最表層，而成為亦兼具可恢復表面清潔度並改善電動機壽命之效果之最表層。
作為本發明之銀或銀合金之基底，可被覆1層以上之鎳或鈷及其等之合金。該基底鍍敷係作為基材之防擴散障壁發揮作用，具有防止基材成分於銀或銀合金層內擴散並 到達至表面層而使接觸電阻上升之效果。其厚度並無特別限定，於0.1~2.0μm之範圍實施。
於被覆銀或銀合金後進行之減面加工係使用壓延機進行，此時之壓延輥之表面粗糙度(算術平均粗糙度)以Ra計調整為0.2μm以下進行。
本發明之減面加工之目的在於：釋放銀及銀合金之鍍敷內部應力，及減小表面粗糙度，進而提高基材與銀或銀合金層、或者基底層與銀或銀合金層之結合力，提高密合性。減面加工係藉由壓延而進行，因壓延時之塑性變形及隨之產生之發熱，銀及銀合金被膜再結晶並釋放內部應力，而變化為難以進行凝著磨耗之被膜。又，藉由減小壓延加工中使用之工作輥之表面粗糙度，可減小銀及銀合金之表面粗糙度，發揮進而難以產生凝著磨耗之效果。進而藉由機械性之力、塑性加工力而提高基材與銀或銀合金層、或者基底層與銀或銀合金層之界面結合力，從而可提供密合性更加優異之皮膜。減面加工率較佳為於1~80%之範圍進行，更佳為5~50%。若減面加工率未達1%則銀及銀合金之再結晶不充分，若超過80%則效果飽和。壓延之工作輥之表面粗糙度Ra為0.2μm以下則可觀察到效果，較佳為0.1μm以下。
本發明之整流器材料之製造方法係以提高銀或銀合金鍍敷材料之板厚精度及降低加工費為目的而進行，該製造方法之特徵在於：視需要對導電性基體之整面或一部分導入由鎳、鎳合金、鈷、鈷合金中之任一者構成之基底層後， 鍍敷銀或銀合金，繼而，利用使用有輥表面粗糙度Ra為0.2μm以下之工作輥的壓延機進行減面加工，繼而視需要進行狹縫加工至所需之寬度後，局部鍍敷例如條紋狀之金或金合金、或者條紋狀之鈀或鈀合金。由金、金合金、鈀、鈀合金、鉑、鉑合金、銠、銠合金中之任一者構成之最表層之局部鍍敷、例如條紋狀之鍍敷可適當調節條紋之寬度及其間隔而進行，並無特別限制，條紋寬度為與微型電動機之電刷接觸之最低限度所需之寬度，通常為1~10mm左右。整流器用材料之寬度大多為8~30mm左右，於相對於該寬度10~30%之部分被覆條紋狀之銀或銀合金。
進而，藉由以鍍敷法形成由金、金合金、鈀、鈀合金、鉑、鉑合金、銠、銠合金中之任一者構成之最表層，可恢復因減面加工所引起之表面清潔度之降低且排除壓延油等污染物質源，從而可獲得能夠抑制電動機壽命降低之效果。
此外，製品寬度上之鍍敷係於製品寬度方向上產生鍍敷厚度分佈而板厚精度變差，於成型為電動機整流器時對真圓度造成較大之影響，從而於電動機運轉時，產生因電刷之振動而導致之壽命降低或者追隨性、機械性及電性噪音之問題。該問題係於鍍敷厚度為1μm以上之情形時明顯，藉由本發明來解決該問題。
藉由在鍍銀或鍍銀合金之後實施減面加工，可使藉由鍍敷而形成之凸部平滑，結果提高板厚精度。又，藉由以製品寬度之數倍之寬幅實施銀或銀合金之鍍敷，繼而進行狹縫加工至製品寬度，可大幅降低鍍敷加工費。
[實施例]
基於實施例進一步詳細說明本發明。
於連續對條材實施鍍敷之生產線中，通過表1所示之板寬為100mm、板厚為各種尺寸之C14410條(基體)，於進行電解脫脂、酸洗之預處理之後實施鍍敷，進而進行壓延加工。其後，由切條機切斷為30mm之寬度，對金、金合金、鈀、鈀合金、鉑或銠實施條紋鍍敷至5mm之寬度，獲得本發明之整流器材料。
對上述整流器材料進行壓製加工，組裝至微型電動機而進行電動機壽命之試驗。再者，於電刷材料中使用0.07mm厚之實施鍍敷厚度為1μm之鍍Pd而成之彈簧用白銅條(C7701R-H材)。
將評價結果示於表1。
鍍敷條件係下述所示。
[鍍Ni]
鍍敷液：Ni(SO3NH2)2．4H2O為500g/l、NiCl2為30g/l、H3BO3為30g/l，鍍敷條件：電流密度為5A/dm2、溫度為50℃；[鍍Co]
鍍敷液：CoSO4為400g/l、NaCl為20g/l、H3BO4為40g/l，鍍敷條件：電流密度為5A/dm2、溫度為30℃；[預鍍Ag]
鍍敷液：AgCN為5g/l、KCN為60g/l、K2CO3為30g /l，鍍敷條件：電流密度為2A/dm2、溫度為30℃；[鍍Ag]
鍍敷液：AgCN為50g/l、KCN為100g/l、K2CO3為30g/l，鍍敷條件：電流密度為1A/dm2、溫度為30℃；[鍍Ag-Sb合金]
鍍敷液：AgCN為50g/l、KCN為100g/l、K2CO3為30g/l、KSb(C4H2O6)．1.5H2O為10g/l，鍍敷條件：電流密度為1A/dm2、溫度為30℃；[鍍Ag-Se合金]Ag-0.5%Se
鍍敷液：KCN為150g/l、K2CO3為15g/l、KAg[CN]2為75g/l、Na2O3Se．5H2O為5g/l，鍍敷條件：電流密度為2A/dm2、溫度為50℃；[鍍Au]
鍍敷液：K[Au(CN)2]為10g/l、KCN為30g/l、K2CO3為30g/l、KH2PO4為30g/l，鍍敷條件：電流密度為0.5A/dm2、溫度為50℃；[鍍Au-Co合金]
鍍敷液：K[Au(CN)2]為15g/l、C6H8O7為150g/l、K3(C6H5O7)．H2O為180g/l、鈷溶液(10g/l)為0.1ml/l、哌嗪為2.0g/l，鍍敷條件：電流密度為1A/dm2、溫度為50℃；[鍍Au-Ni合金]
鍍敷液：K[Au(CN)2]為3g/l、KCN為1g/l、CoSO4為3g/L、C6H8O7為150g/l、K3(C6H5O7)．H2O為100g/l、Ni(SO3NH2)2．4H2O為90g/l，鍍敷條件：電流密度為1A/dm2、溫度為50℃；[鍍Pd]
鍍敷液：Pd(NH3)2Cl2為45g/l、NH4OH為90ml/l、(NH4)2SO4為50g/l，鍍敷條件：電流密度為1A/dm2、溫度為30℃；[鍍Pd-Ni合金：Pd/Ni(%)為80/20]
鍍敷液：Pd(NH3)2Cl2為40g/l、NiSO4為45g/l、NH4OH為90ml/l、(NH4)2SO4為50g/l，鍍敷條件：電流密度為1A/dm2、溫度為30℃；[鍍Pt]
鍍敷液：Pt(NO2)2(NH3)2為10g/l、NaNO2為10g/l、NH4NO3為100g/l、NH3為50ml/l，鍍敷條件：電流密度為5A/dm2、溫度為90℃；[鍍Rh]
鍍敷液：ROHDEX(商品名，日本Electroplating Engineers(股份有限公司)製造)，鍍敷條件：電流密度為1.3A/dm2、溫度為50℃。
[電動機試驗]
對電刷材料使用0.07mm厚之實施鍍敷厚度為1μm之鍍Pd而成之彈簧用白銅條(C7701R-H材)，將該電刷之電刷壓(推壓至整流器之壓力(或力))設定為2.0g，於 2.5V、0.2A、2000rpm之條件下進行電動機試驗。藉由下述式，由電動機停止時間求出整流器之Ag或Ag合金單位被覆厚度之壽命。
[電動機停止時間]÷[鍍Ag厚]=[單位被覆厚度之壽命]
[彎曲加工性試驗]
於所獲得之整流器片中，於以2mm之彎曲半徑R彎曲90°時，調查彎曲凸側有無最表層之破裂。將未產生彎曲破裂而未露出基材之情形設為良並以「○」標記，將亦包含輕微者在內產生破裂之情形設為不可並以「×」標記，並示於表1中。
[硫化試驗]
實施依據JIS H8502之硫化試驗(H2S濃度3ppm、40℃、濕度80%)24小時。其後，關於整流器片表面之變色程度評價額定數值(RN，Rating Number)，將RN為9以上者判斷為耐蝕性優異。
發明例1~4係上述圖1(2)之整流器材料且使壓延加工率發生變化者。發明例5~7係上述圖1(2)之整流器材料且使中間層之鍍Ag層之厚度發生變化者。發明例8~11係上述圖1(2)之整流器材料且使壓延加工之工作輥粗糙度發生變化者。發明例12~13係使發明例1之鍍Ag層為鍍Ag合金層者。發明例14~15係上述圖1(1)之整流器材料。發明例16係上述圖1(1)之整流器材料且將基底層設為下層Ni/上層Co層者。發明例17~21係上述圖1(2)之整流器材料且使最表層鍍敷之AuCo合金層之厚度發生 變化者。發明例22係上述圖1(2)之整流器材料且將最表層鍍敷設為AuNi合金層者。發明例23係上述圖1(2)之整流器材料且將最表層鍍敷設為鍍Au層者。發明例24~28係上述圖1(2)之整流器材料且使最表層鍍敷之Pd或PdNi合金層之厚度發生變化者。發明例29~32係上述圖1(2)之整流器材料且使最表層鍍敷之Pt層之厚度發生變化者。發明例33係上述圖1(2)之整流器材料且將最表層鍍敷設為Rh層者。
比較例1係除將壓延加工之工作輥粗糙度設為0.30μm且未形成最表層鍍敷以外，與發明例1為相同構成之整流器材料。
比較例2係除於比較例1中未進行壓延加工，且於Ag層上形成有最表層鍍敷之條紋狀之Au合金層以外，與比較例1為相同構成之整流器材料。
比較例3係除於比較例1中未進行壓延加工，且於Ag層上形成有最表層鍍敷之條紋狀之Pt層以外，與比較例1為相同構成之整流器材料。
比較例4係除於比較例1中未進行壓延加工以外，與比較例1為相同構成之整流器材料。
比較例5係AgCuNi包層C14410R且AgCuNi厚為50μm之整流器材料。
由表1明確，可知本發明之整流器材料可提供Ag單位層厚之電動機之整流器壽命長且耐蝕性優異的電動機用整流器材料。又，可知能夠提供較包層材之Ag單位層厚之電動機壽命提高到至少2倍以上，且即便被覆厚度薄亦長壽命的整流器材。
又，當然，工作輥表面之算術平均粗糙度Ra越小越佳。例如，於除了將工作輥表面之算術平均粗糙度Ra設為0.25μm以外，與發明例1為相同構成之整流器材料之情形時，整流器之每1μm之Ag之壽命成為760hr./μm。因此，藉由將工作輥表面之算術平均粗糙度Ra設為如各發明例般可獲得900hr./μm以上之整流器壽命之0.20μm以下，而成為更不易產生凝著磨耗且密合性更加優異之皮膜。
進而本發明例於彎曲加工試驗中亦未觀察到表層之破裂，藉由壓延加工之導入與壓延條件之最佳化而可觀測到基材與表層之密合性提高並且彎曲破裂性改善的情況。可知顯示該等電動機之整流器壽命、彎曲加工性、耐蝕性皆優異之特性一事僅於本發明例中可達成。
雖說明本發明與其實施態樣，但只要本發明沒有特別指定，則即使在說明本發明之任一細部中，皆非用以限定本發明，且只要在不違反本案申請專利範圍所示之發明精神與範圍下，應作最大範圍的解釋。
本案主張基於2011年11月7日於日本提出申請之特願2011-243242之優先權，本發明係參照此申請案並將其內容加入作為本說明書記載之一部份。
1‧‧‧條紋狀之最表層
2‧‧‧Ag或Ag合金層
3‧‧‧基底層
4‧‧‧基體
圖1係表示本發明之整流器材料之較佳構成例的模式性剖面圖。
1‧‧‧條紋狀之最表層
2‧‧‧Ag或Ag合金層
3‧‧‧基底層
4‧‧‧基體

Claims (4)

  1. 一種整流器材料，於導電性基體之整面或一部分被覆銀或銀合金，進而於銀或銀合金之表面被覆有由金、金合金、鈀、鈀合金、鉑、鉑合金、銠、銠合金中之任一者構成的最表層，其特徵在於：在導電性基體被覆銀或銀合金後，利用使用有輥表面之算術平均粗糙度Ra為0.2μm以下之工作輥(work roll)的壓延機，以減面加工率為1~80%之範圍來實施減面加工，其後局部被覆有由金、金合金、鈀、鈀合金、鉑、鉑合金、銠、銠合金中之任一者構成的最表層。
  2. 如申請專利範圍第1項之整流器材料，其中，於導電性基體與銀或銀合金的中間層之間被覆有1層以上之鎳或鎳合金、鈷或鈷合金中之任一者。
  3. 一種整流器材料之製造方法，其係對導電性基體之整面或一部分鍍敷銀或銀合金，繼而，利用使用有輥表面之算術平均粗糙度Ra為0.2μm以下之工作輥的壓延機，以減面加工率為1~80%之範圍來進行減面加工，其後局部鍍敷金、金合金、鈀、鈀合金、鉑、鉑合金、銠、銠合金中之任一者，藉此形成最表層。
  4. 一種微型電動機，其係將申請專利範圍第1或2項之整流器材料用於整流器。
TW101141492A 2011-11-07 2012-11-07 A rectifier material and a manufacturing method thereof, and a micro electric motor using the same TWI577097B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011243242 2011-11-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201334326A TW201334326A (zh) 2013-08-16
TWI577097B true TWI577097B (zh) 2017-04-01

Family

ID=48290063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101141492A TWI577097B (zh) 2011-11-07 2012-11-07 A rectifier material and a manufacturing method thereof, and a micro electric motor using the same

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP5485474B2 (zh)
KR (1) KR101649056B1 (zh)
CN (1) CN103857522B (zh)
TW (1) TWI577097B (zh)
WO (1) WO2013069689A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6247926B2 (ja) * 2013-12-19 2017-12-13 古河電気工業株式会社 可動接点部品用材料およびその製造方法
JP6687437B2 (ja) * 2016-03-24 2020-04-22 Ｄｏｗａメタルテック株式会社 部分めっき方法
FR3074193B1 (fr) * 2017-11-28 2020-07-10 Linxens Holding Circuit electrique, module electronique pour carte a puce realise sur ce circuit electrique et procede pour la realisation d’un tel circuit electrique.
CN108347147A (zh) * 2018-02-11 2018-07-31 金卡智能集团股份有限公司 一种防腐蚀的直流有刷电机及流量计量仪表
JP7083662B2 (ja) * 2018-03-01 2022-06-13 Ｄｏｗａメタルテック株式会社 めっき材
JP2020205729A (ja) * 2019-06-19 2020-12-24 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 回転電機用のコイルの製造方法およびステータ
CN113872373A (zh) * 2021-10-20 2021-12-31 东莞市升玛电机有限公司 一种微型直流电机

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005051987A (ja) * 2003-07-11 2005-02-24 Mabuchi Motor Co Ltd 小型モータの整流装置及びその製造方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58218783A (ja) 1982-06-14 1983-12-20 田中貴金属工業株式会社 摺動接点用刷子材料
JPS58218782A (ja) 1982-06-14 1983-12-20 田中貴金属工業株式会社 整流子用接触片材料
JP2915623B2 (ja) * 1991-06-25 1999-07-05 古河電気工業株式会社 電気接点材料とその製造方法
JPH0520191A (ja) 1991-07-17 1993-01-29 Shikoku Nippon Denki Software Kk キヤツシユメモリ制御方式
JPH09330629A (ja) * 1996-06-07 1997-12-22 Furukawa Electric Co Ltd:The 電気接点材料、及びその製造方法、及び前記電気接点材料を用いた操作スイッチ
WO2002001700A1 (fr) * 2000-06-28 2002-01-03 Totankako Co., Ltd. Balai au carbone pour machine electrique
JP2006149144A (ja) * 2004-11-24 2006-06-08 Furukawa Electric Co Ltd:The マイクロモーター、マイクロモータ用摺動接点及びその製造方法
JP2007174815A (ja) * 2005-12-22 2007-07-05 Mitsubishi Denki Metetsukusu Kk 小型モータの整流装置及びその製造方法
JP2009117275A (ja) * 2007-11-09 2009-05-28 Fujikura Ltd めっき平角導体の製造方法及びフレキシブルフラットケーブル
CN101241776B (zh) * 2008-02-25 2011-09-14 重庆川仪自动化股份有限公司 电接触复合材料的制备方法
JP2010146925A (ja) 2008-12-19 2010-07-01 Furukawa Electric Co Ltd:The モータ用接触子材料およびその製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005051987A (ja) * 2003-07-11 2005-02-24 Mabuchi Motor Co Ltd 小型モータの整流装置及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013069689A1 (ja) 2013-05-16
KR101649056B1 (ko) 2016-08-17
JP5485474B2 (ja) 2014-05-07
JPWO2013069689A1 (ja) 2015-04-02
CN103857522A (zh) 2014-06-11
KR20150008371A (ko) 2015-01-22
CN103857522B (zh) 2015-12-23
TW201334326A (zh) 2013-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI577097B (zh) A rectifier material and a manufacturing method thereof, and a micro electric motor using the same
JP5128153B2 (ja) 電気接点材料及びその製造方法
JP5705738B2 (ja) 可動接点部品用銀被覆複合材料とその製造方法および可動接点部品
EP2139012A1 (en) Silver-coated material for movable contact component and method for manufacturing such silver-coated material
EP2175460A1 (en) Silver-coated material for movable contact component and method for manufacturing such silver-coated material
JP5184328B2 (ja) 可動接点部品用銀被覆材およびその製造方法
JP6247926B2 (ja) 可動接点部品用材料およびその製造方法
CA2849410A1 (en) Metal material for electronic component and method for manufacturing the same
TWI719093B (zh) 附鍍錫之銅端子材料的製造方法
JP2007138237A (ja) 可動接点用銀被覆ステンレス条およびその製造方法
WO2017077903A1 (ja) リードフレーム材およびその製造方法
JP2010146925A (ja) モータ用接触子材料およびその製造方法
JP6615093B2 (ja) 電気接点材、電気接点材の製造方法および端子
JP5854574B2 (ja) 電気接点部品用金属材料
JP2009099548A (ja) 可動接点用銀被覆複合材料およびその製造方法
JP2012049041A (ja) 可動接点部品用銀被覆材およびその製造方法
TWI642818B (zh) Material for connecting components
JP7313600B2 (ja) コネクタ用端子材及びコネクタ用端子
JP5598851B2 (ja) 可動接点部品用銀被覆複合材料およびその製造方法および可動接点部品
JP4558823B2 (ja) 可動接点用銀被覆複合材料およびその製造方法
JP2009099550A5 (zh)
JP2009099550A (ja) 可動接点用銀被覆複合材料およびその製造方法
JP2009245659A (ja) モータ用摺動接点材料
WO2023234015A1 (ja) 電気接点用表面被覆材料、ならびにそれを用いた電気接点、スイッチおよびコネクタ端子
JP2020193366A (ja) めっき積層体の製造方法及びめっき積層体