[发明专利]耐磨损性和耐热性优良的导电材料

说明书

本发明是一种导电材料，其是包含10质量％以上且70质量％以下的Ag、30质量％以上且90质量％以下的Pd、大于5质量％且45质量％以下的Ni和不可避免的杂质的导电材料，其中，Ni含量(质量％)与Ag含量(质量％)的比率(Ni(质量％)/Ag(质量％))为0.1以上且5.0以下，金属组织包含AgPd合金相和PdNi合金相，上述PdNi合金相的体积率为18体积％以上且80体积％以下。本发明通过在AgPd合金中主动地添加高浓度的Ni并且控制作为分离相生成的PdNi合金相的量而实现了合金整体的强化。该合金的加工性也良好，并且与现有合金相比，刚性率和再结晶特性得到了改善。

技术领域

本发明涉及用于在DC电动机、微型DC电动机等电动机、滑动开关和电位器等可变电阻器、以及滑环等连接器等的电接触部从静止部件向可动部件传送电流的包含金属合金的导电材料。

背景技术

作为上述领域中使用的导电材料，以往广泛使用AgPd合金(Ag30～70质量％、特别是Ag-50质量％Pd合金)。AgPd合金不仅耐腐蚀性优良，而且具有低接触电阻这样的适合于导电材料的特性。另外，AgPd合金是完全固溶型合金，具有面心立方结构，比较容易发生塑性变形，加工性也良好。

对于应用于上述各种可变电阻器、电动机、连接器等的导电材料，为了确保在滑动时长期稳定的电接触，要求兼具耐磨损性和耐热性的材料。AgPd合金到目前为止被认为是能够应对这些要求的材料。但是，近年来，在导电材料的使用方式中，滑动速度、投入电力、接触载荷这样的负荷增大，对导电材料的耐久性提高的要求变得严格。另外，AgPd合金被指出针对该增大的负荷的耐久性的问题。

滑动接触中的导电材料在其最表面受到滑动应力所引起的塑性变形，形成金属组织被微细地搅拌的变质层。另外，对于电动机、滑环等中的在数百～数万rpm的高速旋转条件、通电电力为10W以上时发生电弧放电的条件下使用的导电材料而言，还受到因旋转引起的摩擦热、因电弧放电引起的热的影响。在导电材料的最表面，由于这些热的影响，也发生金属组织的变质。图10是对实际使用后的包含AgPd合金的滑动构件的、在最表面形成有变质层的情形进行观察的结果。如图10所示，在导电材料的自最表面起约10μm的范围内，能够确认到塑性变形、热影响所引起的变质层的存在。

由导电材料构成的滑动构件的消耗是由于上述材料表面的变质层的部分无法耐受滑动应力、电弧能量这样的外力、变为消耗粉末并脱落而引起的。由于这样的消耗机理，对于构成滑动构件的导电材料，要求提高耐磨损性和耐热性这两者。

为了提高导电材料的耐磨损性和耐热性，应制成即使受到因滑动引起的剪切应力也不易变形的刚性率高的材料、且即使受到热能也不易再结晶的材料。对于导电材料而言改良这些特性在实现滑动构件的长寿命化方面可以说是极其重要的课题。在此，作为用于提高包含AgPd合金的现有的导电材料的耐磨损性和耐热性的对策，已知有通过在合金中添加微量的添加元素而实现晶粒的微细化、析出强化的方法。

作为利用微量添加元素实现AgPd合金的晶粒微细化的方法，公开了添加3质量％以下的Ni、Fe、Co的方法(专利文献1)。在AgPd合金中添加微量的这些元素时，PdFe、PdNi、PdCo的微小粒子在AgPd基质的晶界生长，基质的晶粒微细化。由此，能够期待材料的强度特性的提高以及滑动时的材料表面的软化防止。

另外，作为通过析出强化改善AgPd合金的特性的方法，公开了添加1～5质量％的Al、Mn、Ga、In、Sn、Zn、Pb等添加元素的方法(专利文献2～4)。添加这些添加元素时，在AgPd基质的晶界生成Pd和金属间化合物。该金属间化合物具有与面心立方结构的AgPd基质不同的晶体结构，高强度且不易变形，显示出提高合金的刚性率的效果。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开WO2017/130781号

专利文献2：日本特公平3-051262号公报