表面处理材料及使用该表面处理材料制作的零件制造技术

本发明专利技术的表面处理材料(10)具有导电性基体(1)，以及由形成于该导电性基体(1)上的至少一层以上金属层(3、4)构成的表面处理覆膜(2)，至少一层以上金属层(3、4)中的直接形成于导电性基体(1)上的最下层金属层(3)具有多个散布于导电性基体(1)且从导电性基体(1)的表面向内部分支并扩展延伸的金属埋设部(3a)，在导电性基体(1)中存在至少1个金属埋设部(3a)的表面处理材料(10)的垂直截面中观察时，金属埋设部(3a)占导电性基体(1)的规定观察区域的面积比例的平均值为5％以上且50％以下的范围。

Surface treatment material and parts made of the surface treatment material

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】表面处理材料及使用该表面处理材料制作的零件
本专利技术涉及表面处理材料及使用该表面处理材料制作的零件，特别涉及以下的技术，即，在主要由离子化倾向大的贱金属构成、且难以形成致密的镀覆膜的导电性基体上，附着性良好且简便地形成由至少一层金属层构成的表面处理覆膜。
技术介绍
从廉价并且相对特性优异的观点考虑，在现有的用于形成电触点等的被镀覆材料(导电性基体)中，广泛使用铜、铜合金、铁、铁合金等金属材料。这样的金属材料尤其是导电性、加工性良好，也比较容易获得，而且容易在其表面上进行覆盖处理，且具有镀层附着性优异的表面等，因此，现在也用作主流的导电性基体用材料。然而，铜(比重8.96)、铁(比重7.87)是比重比较大的材料，因此，例如在汽车的线束、飞机的机体等中，应用铝(比重2.70)、镁(比重1.74)等比重较小的材料来代替铜和铁等的情况在增加。但是，对于即使金属中也被称作轻金属的铝而言，对表面镀膜的方法复杂，而且难以形成附着性良好的镀覆膜。作为主要原因，可列举出：在铝的表上面容易形成被称作钝化膜的氧化覆膜，且该氧化覆膜以稳定的状态存在；在铝这样的贱金属中，难以以湿式实施镀膜等原因。为了抑制在铝系基材的表面形成氧化覆膜，一直以来，采取由锡等金属覆盖基材表面来维持接触阻力以及抑制其増加的对策(例如专利文献1等)。此外，在通过例如湿式镀覆法而在铝系基材的表面上依次形成为了使镀层附着性提高等而形成的镍层等基底层和由电触点用金属(锡、银等)形成的被覆层的情况下，由于存在于基材表面的氧化覆膜，即使在基材表面上形成基底层后，在该基底层上形成被覆层，通常也得不到充分的附着性。因此，以往，通常在形成基底层、被覆层前，使用含有锌的溶液进行称作锌酸盐处理的锌置换处理，由此进行提高基材与镀覆膜(基底层和被覆层)的附着强度的预处理(例如专利文献2)。在专利文献3中，示出对铝合金实施镀覆后的电子元件材料，为了得到充分的结合力，考虑优选具有一定量以上的锌层。虽然在专利文献3中，记述了可以在不形成锌层的条件下对基材进行镀覆，但未明确示出制造方法。因此，对于使锌层减少到极限的情况、或者不形成锌层的情况下得到的效果，未进行讨论。此外，在专利文献4中示出以下内容，即，进行如下预处理：通过使用活性酸处理液进行蚀刻，从而在基材的表面上形成细微的蚀刻凹部，并通过形成的细微的蚀刻凹部产生的锚定效应，从而提高附着强度。但是，由于5-10μm这样的凹凸成为变形时的应力集中点，因此，存在弯曲加工性恶化的问题。一般而言，在铝基材的表面上进行锌酸盐处理后形成镀覆膜，由于在基材与镀覆膜之间，存在有例如以100nm左右的厚度形成的锌层，并且在该锌层上形成有主镀层(镀覆膜)，因此，加热时，锌层的锌在主镀层中扩散，进而扩散并出现在主镀层的表层。其结果为，引起使接触阻力上升的问题，进而引线接合性下降、焊料润湿性下降等各种问题。特别是对于电车、电力机车的电机，为了轻量化，研究了绕组的铝化，但由于因部位而达到160℃，因此，需要提高在导体表面上实施的镀层的耐热性。对于大型的母线等，由铝化实现的轻量化的效果大。它们是通过焊接几个零件而进行制造，但由于焊接位置的附近达到高温，因此要求耐热性更高的镀覆。此外，近年来，游击暴雨増加，当受到雷击时瞬间流过强电流，此时的焦耳热产生的发热可以说在180℃以上。用于配电盘等的导体必须有耐热性。并且，汽车的线束的铝化在发展，在发动机周围和高输出功率的电机周围要求耐热150℃。根据这样的背景，要求即使在加速试验中以200℃保持了24小时的情况下也不引起附着性劣化、接触阻力上升的镀层。并且，根据锌酸盐处理中的锌层的形成状态，经常发生在之后的主镀覆中发生打结、析出异常等的镀层不良的情况。此外，在无人机、可穿戴设备中，雨水、汗水可能进入设备内部，为了确保长期可靠性，也要求高耐腐蚀性。风力发电那样的盐水环境中的变压器的电机、逆变器也同样如此。然而，当使锌置换处理后形成的镀层(基底层)形成得较薄时，形成不均匀的镀层或针孔，从而使得难以完全覆盖含锌层，且在盐水环境中腐蚀优先沿着含锌层发展，其结果为，存在基底层与基材之间发生剥离的问题。因此，为了不产生上述那样的问题，也优选在基体与镀覆膜之间不存在锌层，而且，在需要形成锌层的情况下，优先形成厚度尽量薄的锌层。对于不经由锌层而对铝基材镀覆的方法，例如，提出了使用含有氢氟酸/或其盐、镍盐的无电解镀镍(例如专利文献5)，但由于镍的析出无秩序，晶格失配增大，因此，无法得到充分的附着性。此外，使用镍系镀层作为基底层的情况是普遍的，且主要为了提高附着性和抑制锌层的锌扩散而形成。然而，由于通常镍系镀层与铝系基材相比为硬质，因此，如果为了抑制锌的扩散而过于加厚镍系镀层的厚度，则在制造端子的工序中实施弯曲加工时，存在镍系镀层(覆膜)不能追随铝系基材的变形、容易产生裂纹、耐腐蚀性也发生劣化的问题。此外，近年来，电子元件等的小型化在发展，要求更严格的条件下的弯曲性。例如，当对母线、电线等进行铝化时，为了匹配导体的电阻，需要增大截面积。在使用这些导体且在不改变内侧弯曲半径的条件下进行弯曲加工的情况下，当截面积较大时，弯曲外侧的拉伸应变增大，镀覆表面容易出现裂纹。此外，即使对于已经实现了铝化的领域，例如在汽车用的母线中也要求小型化，即使进行比以往更严格的条件的弯曲、扭曲、剪切等加工，也要求镀覆不产生裂纹。并且，即使对于无人机、可穿戴式设备等要求轻量的最新的应用中，也研究了由铜和钢进行铝化，但为了零件的小型化，即使严格的加工，也要求镀覆表面不产生裂纹。上述用途中存在以下课题，即，为了抑制锌扩散而一直以来被使用的镍系镀膜的厚度会发生龟裂。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014-63662号公报专利文献2：日本特开2014-47360号公报专利文献3：日本特开2012-087411号公报专利文献4：日本特开2002-115086号公报专利文献5：日本特开2011-99161号公报
技术实现思路
(专利技术要解决的课题)因此，本专利技术的目的在于提供如下的表面处理材料及使用其制作的零件：在特别是主要由离子化倾向大的贱金属构成、且难以形成致密的镀覆膜的导电性基体上，能够在短时间内简便地形成附着性良好的表面处理覆膜，并且弯曲加工性也优异。(用于解决课题的手段)本专利技术的专利技术者们对上述问题进行了深入研究，结果发现，着眼于构成形成于导电性基体上的表面处理覆膜的至少一层以上金属层中的、直接形成于导电性基体上的金属层即最下层金属层，并且通过优化该最下层金属层的与导电性基体附着(接触)的部分在导电性基体的规定的观察区域内所占的面积比例，从而能够提供弯曲加工性和附着性这双方的特性优异的表面处理材料，由此完成本专利技术。即，本专利技术的主旨结构如下。(1)一种表面处理材料，具有：导电性基体；以及表面处理覆膜，其由形成于该导电性基体上的至少一层以上金属层构成，所述表面处理材料的特征在于，所述至少一层以上金属层中的直接形成于所述导电性基体上的金属层、即最下层金属层具有多个散布于所述导电性基体上、且从所述导电性基体的表面向内部分支并扩展延伸的金属埋设部，利用在所述导电性基体中存在至少1个所述金属埋设部的所述表面处理材料的垂直截面进行观察时，当将由下述第一线段、第二线段、第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种表面处理材料，具有：导电性基体；以及表面处理覆膜，其由形成于该导电性基体上的至少一层以上金属层构成，所述表面处理材料的特征在于，所述至少一层以上金属层中的直接形成于所述导电性基体上的金属层、即最下层金属层具有多个散布于所述导电性基体上、且从所述导电性基体的表面向内部分支并扩展延伸的金属埋设部，在所述导电性基体中存在至少1个所述金属埋设部的所述表面处理材料的垂直截面观察时，当将由第一线段、第二线段、第三以及第四线段划分的区域设为所述导电性基体的观察区域时，所述金属埋设部占该观察区域的面积比例的平均值为5％以上且50％以下的范围，其中，所述第一线段是在所述导电性基体的表面引出的线段，所述第二线段是通过所述金属埋设部沿所述导电性基体的厚度方向延伸最长的终端位置且与所述第一线段平行引出的线段，所述第三以及第四线段是通过以具有所述终端位置的金属埋设部为中心的所述导电性基体的截面宽度20μm的位置，并且分别与所述第一线段和所述第二线段正交的线段。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.27 JP 2016-2539181.一种表面处理材料，具有：导电性基体；以及表面处理覆膜，其由形成于该导电性基体上的至少一层以上金属层构成，所述表面处理材料的特征在于，所述至少一层以上金属层中的直接形成于所述导电性基体上的金属层、即最下层金属层具有多个散布于所述导电性基体上、且从所述导电性基体的表面向内部分支并扩展延伸的金属埋设部，在所述导电性基体中存在至少1个所述金属埋设部的所述表面处理材料的垂直截面观察时，当将由第一线段、第二线段、第三以及第四线段划分的区域设为所述导电性基体的观察区域时，所述金属埋设部占该观察区域的面积比例的平均值为5％以上且50％以下的范围，其中，所述第一线段是在所述导电性基体的表面引出的线段，所述第二线段是通过所述金属埋设部沿所述导电性基体的厚度方向延伸最长的终端位置且与所述第一线段平行引出的线段，所述第三以及第四线段是通过以具有所述终端位置的金属埋设部为中心的所述导电性基体的截面宽度20μm的位置，并且分别与所述第一线段和所述第二线段正交的线段。2.一种表面处理材料，具有：导电性基体；以及表面处理覆膜，其在该导电性基体上由一层以上金属层构成，所述表面处理材料的特征在于，构成所述表面处理覆膜的金属层中的与所述导电性基体相接的最下层金属层具有多个从所述导电性基体的表面向内部分支且扩展延伸的金属埋设部，在存在有所述金属埋设部的所述导电性基体的垂直截面中，所述金属埋设部占由(与导电性基体的表面平行的截面宽度20μm)×(从导电性基体的表面到金属埋设部的终端位置的深度)表示的观察区域的面积比例的平均值为5％以上且50％以下的范围。3.根据权利要求1或2所述的表面处理材料，其特征在于，从所述导电性基体的表面沿厚度方向到所述终端...

【专利技术属性】
技术研发人员：小林良聪，山内美保，
申请(专利权)人：古河电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP