JPH11246927A - 電気接点用アルミニウム合金材およびその製造方法 - Google Patents
電気接点用アルミニウム合金材およびその製造方法Info
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- JPH11246927A JPH11246927A JP10049306A JP4930698A JPH11246927A JP H11246927 A JPH11246927 A JP H11246927A JP 10049306 A JP10049306 A JP 10049306A JP 4930698 A JP4930698 A JP 4930698A JP H11246927 A JPH11246927 A JP H11246927A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 摺動を繰返し受ける電気接点に好適なアルミ
ニウム合金材の提供。 【解決手段】 Ｚｎを０．５重量％（以下、％と略記す
る）以上含有し、さらにＩｎ、Ｓｎ、Ｃａのうちの少な
くとも１元素を各々０．００２％を超え０．３％以下含
有し、残部がＡｌと不可避不純物からなるアルミニウム
合金材。前記合金材に酸洗浄またはアルカリエッチング
後酸洗浄のいずれかの表面処理が施されているアルミニ
ウム合金材。 【効果】 摺動接点面に形成される酸化皮膜が接点摺動
の際に容易に破壊して素地が露出し、従って良好な接点
性能が安定して得られる。酸洗浄またはアルカリエッチ
ング後酸洗浄を施すことにより接点性能が一層向上す
る。
ニウム合金材の提供。 【解決手段】 Ｚｎを０．５重量％（以下、％と略記す
る）以上含有し、さらにＩｎ、Ｓｎ、Ｃａのうちの少な
くとも１元素を各々０．００２％を超え０．３％以下含
有し、残部がＡｌと不可避不純物からなるアルミニウム
合金材。前記合金材に酸洗浄またはアルカリエッチング
後酸洗浄のいずれかの表面処理が施されているアルミニ
ウム合金材。 【効果】 摺動接点面に形成される酸化皮膜が接点摺動
の際に容易に破壊して素地が露出し、従って良好な接点
性能が安定して得られる。酸洗浄またはアルカリエッチ
ング後酸洗浄を施すことにより接点性能が一層向上す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、摺動を繰返し受け
る電気接点に好適なアルミニウム合金材およびその製造
方法に関する。
る電気接点に好適なアルミニウム合金材およびその製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子電気機器用部品などの電気接点に
は、接触抵抗の小さいターンシート（亜鉛／錫めっき鋼
板）が使用されているが、このターンシートは摺動を繰
返し受けるうちにめっき層が剥離し、この剥離しためっ
き層がカスとなって回路基盤上に落下して回路を短絡さ
せるという問題がある。また、アルミニウム合金材の表
面には、Ａｌなどの酸化物や水酸化物などを主成分とす
る酸化皮膜が形成され、この酸化皮膜は大気中で成長し
て高絶縁物質層となり接触抵抗を増大させるという問題
がある。このようなことから、めっきしないで使用で
き、かつ表面の酸化皮膜による弊害を除去した電気接点
用材料の開発が望まれ、これまでに、酸化皮膜を除去
したスポット溶接用Ａｌ−Ｚｎ系合金（特開平３−２５
７１８３号公報）、ＭｇＯの皮膜を除去した溶接用Ａ
ｌ−Ｍｇ系合金（特開平２−５７６２５号公報）、ア
ルミニウム合金にＺｎを添加した電子機器用合金（特願
平８−２３４１３１号公報）などが提案された。
は、接触抵抗の小さいターンシート（亜鉛／錫めっき鋼
板）が使用されているが、このターンシートは摺動を繰
返し受けるうちにめっき層が剥離し、この剥離しためっ
き層がカスとなって回路基盤上に落下して回路を短絡さ
せるという問題がある。また、アルミニウム合金材の表
面には、Ａｌなどの酸化物や水酸化物などを主成分とす
る酸化皮膜が形成され、この酸化皮膜は大気中で成長し
て高絶縁物質層となり接触抵抗を増大させるという問題
がある。このようなことから、めっきしないで使用で
き、かつ表面の酸化皮膜による弊害を除去した電気接点
用材料の開発が望まれ、これまでに、酸化皮膜を除去
したスポット溶接用Ａｌ−Ｚｎ系合金（特開平３−２５
７１８３号公報）、ＭｇＯの皮膜を除去した溶接用Ａ
ｌ−Ｍｇ系合金（特開平２−５７６２５号公報）、ア
ルミニウム合金にＺｎを添加した電子機器用合金（特願
平８−２３４１３１号公報）などが提案された。
【０００３】しかし、本発明者等は前記アルミニウム合
金について調査し、のアルミニウム合金は酸化皮膜
やＭｇＯ皮膜を除去しても、その後、経時的に接触抵抗
が増加するため接点部をシールドする用途には使用でき
ないこと、のアルミニウム合金は接触抵抗が大きく実
用性に欠けることなどを明らかにした。
金について調査し、のアルミニウム合金は酸化皮膜
やＭｇＯ皮膜を除去しても、その後、経時的に接触抵抗
が増加するため接点部をシールドする用途には使用でき
ないこと、のアルミニウム合金は接触抵抗が大きく実
用性に欠けることなどを明らかにした。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このようなことから、
本発明者等は、めっきしないでも接触抵抗を低く維持で
きる電気接点用アルミニウム合金材の開発に取組み、ア
ルミニウムにＺｎと、Ｉｎなどを添加した合金は、摺動
により酸化皮膜が破壊しその跡に素地が露出して接触抵
抗が低く抑えられることを知見し、さらに検討を重ねて
本発明を完成させるに至った。本発明は、めっきしない
でも接触抵抗を低く維持できる電気接点用アルミニウム
合金材およびその製造方法の提供を目的とする。
本発明者等は、めっきしないでも接触抵抗を低く維持で
きる電気接点用アルミニウム合金材の開発に取組み、ア
ルミニウムにＺｎと、Ｉｎなどを添加した合金は、摺動
により酸化皮膜が破壊しその跡に素地が露出して接触抵
抗が低く抑えられることを知見し、さらに検討を重ねて
本発明を完成させるに至った。本発明は、めっきしない
でも接触抵抗を低く維持できる電気接点用アルミニウム
合金材およびその製造方法の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
Ｚｎを０．５重量％（以下、％と略記する）以上含有
し、さらにＩｎ、Ｓｎ、Ｃａのうちの少なくとも１元素
を各々０．００２％を超え０．３％以下含有し、残部が
Ａｌと不可避不純物からなることを特徴とする電気接点
用アルミニウム合金材である。
Ｚｎを０．５重量％（以下、％と略記する）以上含有
し、さらにＩｎ、Ｓｎ、Ｃａのうちの少なくとも１元素
を各々０．００２％を超え０．３％以下含有し、残部が
Ａｌと不可避不純物からなることを特徴とする電気接点
用アルミニウム合金材である。
【０００６】請求項２記載の発明は、酸洗浄、またはア
ルカリエッチング後酸洗浄のいずれかの表面処理が施さ
れていることを特徴とする請求項１記載の電気接点用ア
ルミニウム合金材である。
ルカリエッチング後酸洗浄のいずれかの表面処理が施さ
れていることを特徴とする請求項１記載の電気接点用ア
ルミニウム合金材である。
【０００７】請求項３記載の発明は、Ｚｎを０．５重量
％（以下、％と略記する）以上含有し、さらにＩｎ、Ｓ
ｎ、Ｃａのうちの少なくとも１元素を各々０．００２％
を超え０．３％以下含有し、残部がＡｌと不可避不純物
からなるアルミニウム合金を常法により所望形状に加工
し、必要に応じて焼鈍処理を施し、次いで酸洗浄、また
はアルカリエッチング後酸洗浄のいずれかの表面処理を
施すことを特徴とする電気接点用アルミニウム合金材の
製造方法である。
％（以下、％と略記する）以上含有し、さらにＩｎ、Ｓ
ｎ、Ｃａのうちの少なくとも１元素を各々０．００２％
を超え０．３％以下含有し、残部がＡｌと不可避不純物
からなるアルミニウム合金を常法により所望形状に加工
し、必要に応じて焼鈍処理を施し、次いで酸洗浄、また
はアルカリエッチング後酸洗浄のいずれかの表面処理を
施すことを特徴とする電気接点用アルミニウム合金材の
製造方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明のアルミニウム合金材は、
接点面に形成される酸化皮膜が脆いため接点間の摺動に
より破壊し、その跡に素地が露出するので、接触抵抗が
低く維持される。従って、本発明のアルミニウム合金材
は、加工上がりのままで、或いは加工上がり後表面処理
するだけで使用でき、めっきが不要であり、めっき層の
カスによる回路の短絡事故が回避され、長期間安定した
電気接続が可能である。
接点面に形成される酸化皮膜が脆いため接点間の摺動に
より破壊し、その跡に素地が露出するので、接触抵抗が
低く維持される。従って、本発明のアルミニウム合金材
は、加工上がりのままで、或いは加工上がり後表面処理
するだけで使用でき、めっきが不要であり、めっき層の
カスによる回路の短絡事故が回避され、長期間安定した
電気接続が可能である。
【０００９】本発明において、合金元素のＺｎは接点面
に形成される酸化皮膜中にＺｎＯとして分布して酸化皮
膜を脆くする。前記Ｚｎの含有量を０．５％以上に規定
する理由は、０．５％未満ではその効果が十分に得られ
ないためである。Ｚｎは、２０％を超えて含有されても
その効果が飽和して不経済なうえ、コバ（端部）割れが
発生するなど加工性が悪化するので２０％以下が望まし
い。
に形成される酸化皮膜中にＺｎＯとして分布して酸化皮
膜を脆くする。前記Ｚｎの含有量を０．５％以上に規定
する理由は、０．５％未満ではその効果が十分に得られ
ないためである。Ｚｎは、２０％を超えて含有されても
その効果が飽和して不経済なうえ、コバ（端部）割れが
発生するなど加工性が悪化するので２０％以下が望まし
い。
【００１０】本発明において、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｃａは、い
ずれも、ＺｎＯが分散して脆くなった酸化皮膜の下側に
酸化物として分布し、接点間の摺動で前記酸化皮膜を容
易に破壊させる。ここで、ＩｎとＣａの酸化物は膜状
に、Ｓｎの酸化物は粒状に分布する。前記Ｉｎ、Ｓｎ、
Ｃａの含有量をそれぞれ０．００２％を超え０．３％以
下に規定する理由は、０．００２％以下ではいずれもそ
の効果が十分に得られず、０．３％を超えると、Ｉｎは
圧延割れの、Ｓｎは鋳造割れの、Ｃａは冷間加工割れの
それぞれ原因になるためである。
ずれも、ＺｎＯが分散して脆くなった酸化皮膜の下側に
酸化物として分布し、接点間の摺動で前記酸化皮膜を容
易に破壊させる。ここで、ＩｎとＣａの酸化物は膜状
に、Ｓｎの酸化物は粒状に分布する。前記Ｉｎ、Ｓｎ、
Ｃａの含有量をそれぞれ０．００２％を超え０．３％以
下に規定する理由は、０．００２％以下ではいずれもそ
の効果が十分に得られず、０．３％を超えると、Ｉｎは
圧延割れの、Ｓｎは鋳造割れの、Ｃａは冷間加工割れの
それぞれ原因になるためである。
【００１１】不純物のＳｉおよびＦｅはＪＩＳ−Ａ１０
５０合金に許容される範囲内（Ｓｉ０．２５％以下、Ｆ
ｅ０．４０％以下）であれば含まれていても差し支えな
い。鋳塊組織微細化剤のＴｉなどは本発明の趣旨を逸脱
しない範囲で添加しても差し支えない。
５０合金に許容される範囲内（Ｓｉ０．２５％以下、Ｆ
ｅ０．４０％以下）であれば含まれていても差し支えな
い。鋳塊組織微細化剤のＴｉなどは本発明の趣旨を逸脱
しない範囲で添加しても差し支えない。
【００１２】本発明のアルミニウム合金材は通常の方法
により製造できる。すなわち、半連続鋳造法により鋳塊
とし、これに熱間圧延と冷間圧延を施すことにより製造
できる。本発明のアルミニウム合金材の形状は、板、
棒、線、平角線など任意である。本発明のアルミニウム
合金材は、酸洗浄、またはアルカリエッチング後酸洗浄
のいずれかの表面処理を施すことにより接点性能が向上
する。前記酸洗浄には、りん酸−硝酸系、硝酸−ふっ化
物系、過酸化水素系などの洗浄液が使用される。前記酸
洗浄前にアルカリエッチングしておくとさらに良好な表
面処理が行える。アルカリエッチングにはカセイソーダ
溶液、またはカセイカリ溶液に硝酸ソーダなどを添加し
た浴が使用される。
により製造できる。すなわち、半連続鋳造法により鋳塊
とし、これに熱間圧延と冷間圧延を施すことにより製造
できる。本発明のアルミニウム合金材の形状は、板、
棒、線、平角線など任意である。本発明のアルミニウム
合金材は、酸洗浄、またはアルカリエッチング後酸洗浄
のいずれかの表面処理を施すことにより接点性能が向上
する。前記酸洗浄には、りん酸−硝酸系、硝酸−ふっ化
物系、過酸化水素系などの洗浄液が使用される。前記酸
洗浄前にアルカリエッチングしておくとさらに良好な表
面処理が行える。アルカリエッチングにはカセイソーダ
溶液、またはカセイカリ溶液に硝酸ソーダなどを添加し
た浴が使用される。
【００１３】
【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。 （実施例１）表１に示す本発明規定組成のアルミニウム
合金を半連続鋳造法により鋳造し、得られた鋳塊に熱間
圧延および冷間圧延を順に施して板材とし、この板材に
１８０℃で２時間焼鈍処理を施してＨ２Ｘのアルミニウ
ム合金板を製造した。
る。 （実施例１）表１に示す本発明規定組成のアルミニウム
合金を半連続鋳造法により鋳造し、得られた鋳塊に熱間
圧延および冷間圧延を順に施して板材とし、この板材に
１８０℃で２時間焼鈍処理を施してＨ２Ｘのアルミニウ
ム合金板を製造した。
【００１４】実施例１で得られた各々のアルミニウム合
金板から試験片Ａを切り出し、また前記各合金板に下記
表面処理を施したのち試験片Ｂを切り出した。試験片
Ａ、Ｂはいずれも５ｃｍ角とした。表面処理は、酸洗浄
のみ行う方法、またはアルカリエッチング後酸洗浄を行
う方法の２通りについて行った。酸洗浄およびアルカリ
エッチングの条件を下記に示す。 〔酸洗浄〕 酸処理剤：ＦＬ−４０４０（日本パーカライジング社
製）、 処理温度：常温、処理時間：２０秒間。 〔アルカリエッチング〕 エッチング液：ＦＬＣ−４４６０（日本パーカライジン
グ社製）、 処理温度：４５℃、処理時間：２０秒間。
金板から試験片Ａを切り出し、また前記各合金板に下記
表面処理を施したのち試験片Ｂを切り出した。試験片
Ａ、Ｂはいずれも５ｃｍ角とした。表面処理は、酸洗浄
のみ行う方法、またはアルカリエッチング後酸洗浄を行
う方法の２通りについて行った。酸洗浄およびアルカリ
エッチングの条件を下記に示す。 〔酸洗浄〕 酸処理剤：ＦＬ−４０４０（日本パーカライジング社
製）、 処理温度：常温、処理時間：２０秒間。 〔アルカリエッチング〕 エッチング液：ＦＬＣ−４４６０（日本パーカライジン
グ社製）、 処理温度：４５℃、処理時間：２０秒間。
【００１５】前記試験片Ａ、Ｂの接触抵抗を、そのまま
の状態、擦り合わせ試験後の状態、湿潤試験後の状態に
ついて測定した。また１０5 回擦り合わせ後のカスの発
生状況を実体顕微鏡を用いて観察した。前記擦り合わせ
試験は、同じ種類の試験片を２枚重ね合わせ、一方の試
験片を５０ｇの荷重を掛けながら５ｍｍ／ｓｅｃの速度
で往復させて行った。１往復を１回と数え、擦り合わせ
回数は最大１０5 回とした。前記湿潤試験は、温度４０
℃、湿度９８％Ｒ．Ｈ．の恒温恒湿槽内に４８０時間保
持して行った。前記接触抵抗の測定は、接触子：ＡｇＰ
ｄ５０、荷重：５ｇｆ、負荷電流：１０ｍＡの条件で行
った。
の状態、擦り合わせ試験後の状態、湿潤試験後の状態に
ついて測定した。また１０5 回擦り合わせ後のカスの発
生状況を実体顕微鏡を用いて観察した。前記擦り合わせ
試験は、同じ種類の試験片を２枚重ね合わせ、一方の試
験片を５０ｇの荷重を掛けながら５ｍｍ／ｓｅｃの速度
で往復させて行った。１往復を１回と数え、擦り合わせ
回数は最大１０5 回とした。前記湿潤試験は、温度４０
℃、湿度９８％Ｒ．Ｈ．の恒温恒湿槽内に４８０時間保
持して行った。前記接触抵抗の測定は、接触子：ＡｇＰ
ｄ５０、荷重：５ｇｆ、負荷電流：１０ｍＡの条件で行
った。
【００１６】（比較例１）比較のため、本発明規定外組
成のアルミニウム合金材、および従来のターンシートに
ついても同様の測定を行った。結果を表１〜４に示す。
成のアルミニウム合金材、および従来のターンシートに
ついても同様の測定を行った。結果を表１〜４に示す。
【００１７】
【表１】 （注）Ｓ：酸洗浄。０〜１０5 回擦り合わせ後の接触抵抗。湿潤試験後の 接触抵抗、単位ｍΩ。１０5 回擦り合わせ後のカスの発生。
【００１８】
【表２】 （注）A+S:アルカリエッチング後酸洗浄。０〜１０5 回擦り合わせ後の接触抵抗。 湿潤試験後の接触抵抗、単位ｍΩ。１０5 回擦り合わせ後のカスの発生。
【００１９】
【表３】 （注）Ｓ：酸洗浄。０〜１０5 回擦り合わせ後の接触抵抗。湿潤試験後の 接触抵抗、単位ｍΩ。１０5 回擦り合わせ後のカスの発生。
【００２０】
【表４】 （注）０〜１０5 回擦り合わせ後の接触抵抗。湿潤試験後の接触抵抗、単位 ｍΩ。１０5 回擦り合わせ後のカスの発生。No.36 は従来品。
【００２１】表１〜４より明らかなように、本発明例の
No.1〜27は、いずれも、接触抵抗が８０ｍΩ以下と低か
った。特に、表面処理したNo.4〜6, No.13〜18,No.25〜
27は、いずれも、接触抵抗が７２ｍΩ以下と低かった。
これに対し、比較例の No.28はＺｎが少なく、 No.29は
Ｓｎが少なく、 No.31はＩｎが少なく、 No.33はＣａが
少ないため、また No.35はＩｎ、Ｃａ、Ｓｎが添加され
ていないため、いずれも接触抵抗が高くなった。No.30
はＳｎが多いため半連続鋳造で鋳塊に割れが生じ、 No.
32はＩｎが多いため熱間圧延で割れが生じ、 No.34はＣ
ａが多いため冷間圧延で割れが生じ、いずれも板材に加
工できなかった。 No.36（従来のターンシート）は接触
抵抗は低かったが、摺動でめっき層のカスが発生した。
No.1〜27は、いずれも、接触抵抗が８０ｍΩ以下と低か
った。特に、表面処理したNo.4〜6, No.13〜18,No.25〜
27は、いずれも、接触抵抗が７２ｍΩ以下と低かった。
これに対し、比較例の No.28はＺｎが少なく、 No.29は
Ｓｎが少なく、 No.31はＩｎが少なく、 No.33はＣａが
少ないため、また No.35はＩｎ、Ｃａ、Ｓｎが添加され
ていないため、いずれも接触抵抗が高くなった。No.30
はＳｎが多いため半連続鋳造で鋳塊に割れが生じ、 No.
32はＩｎが多いため熱間圧延で割れが生じ、 No.34はＣ
ａが多いため冷間圧延で割れが生じ、いずれも板材に加
工できなかった。 No.36（従来のターンシート）は接触
抵抗は低かったが、摺動でめっき層のカスが発生した。
【００２２】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明の合金材
は、Ｚｎ、およびＩｎ、Ｓｎ、Ｃａのうちの少なくとも
１元素を含有するため、摺動接点面に形成される酸化皮
膜が接点摺動の際に容易に破壊して素地が露出し、従っ
て、良好な接点性能が安定して得られる。またアルミニ
ウム合金材を酸洗浄、またはアルカリエッチング後酸洗
浄することにより接点性能が一層向上する。さらに本発
明の合金材はめっきが不要なのでめっき層のカスによる
回路の短絡事故が回避できる。依って、工業上顕著な効
果を奏する。
は、Ｚｎ、およびＩｎ、Ｓｎ、Ｃａのうちの少なくとも
１元素を含有するため、摺動接点面に形成される酸化皮
膜が接点摺動の際に容易に破壊して素地が露出し、従っ
て、良好な接点性能が安定して得られる。またアルミニ
ウム合金材を酸洗浄、またはアルカリエッチング後酸洗
浄することにより接点性能が一層向上する。さらに本発
明の合金材はめっきが不要なのでめっき層のカスによる
回路の短絡事故が回避できる。依って、工業上顕著な効
果を奏する。
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｚｎを０．５重量％（以下、％と略記す
る）以上含有し、さらにＩｎ、Ｓｎ、Ｃａのうちの少な
くとも１元素を各々０．００２％を超え０．３％以下含
有し、残部がＡｌと不可避不純物からなることを特徴と
する電気接点用アルミニウム合金材。 - 【請求項２】 酸洗浄、またはアルカリエッチング後酸
洗浄のいずれかの表面処理が施されていることを特徴と
する請求項１記載の電気接点用アルミニウム合金材。 - 【請求項３】 Ｚｎを０．５重量％（以下、％と略記す
る）以上含有し、さらにＩｎ、Ｓｎ、Ｃａのうちの少な
くとも１元素を各々０．００２％を超え０．３％以下含
有し、残部がＡｌと不可避不純物からなるアルミニウム
合金を常法により所望形状に加工し、必要に応じて焼鈍
処理を施し、次いで酸洗浄、またはアルカリエッチング
後酸洗浄のいずれかの表面処理を施すことを特徴とする
電気接点用アルミニウム合金材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10049306A JPH11246927A (ja) | 1998-03-02 | 1998-03-02 | 電気接点用アルミニウム合金材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10049306A JPH11246927A (ja) | 1998-03-02 | 1998-03-02 | 電気接点用アルミニウム合金材およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11246927A true JPH11246927A (ja) | 1999-09-14 |
Family
ID=12827271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10049306A Pending JPH11246927A (ja) | 1998-03-02 | 1998-03-02 | 電気接点用アルミニウム合金材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11246927A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2189548A4 (en) * | 2007-09-14 | 2010-10-20 | Nissan Motor | SPANNUNGSPUFFERUNGSMATERIAL |
-
1998
- 1998-03-02 JP JP10049306A patent/JPH11246927A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2189548A4 (en) * | 2007-09-14 | 2010-10-20 | Nissan Motor | SPANNUNGSPUFFERUNGSMATERIAL |
| US8241561B2 (en) | 2007-09-14 | 2012-08-14 | Nissan Motor Co., Ltd. | Stress-buffering material |
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