鋁基端子金屬件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供Sn層難以剝離的鋁基端子金屬件以及具備該端子金屬件的電線的末端連接結(jié)構(gòu)。鋁基端子金屬件具備：接線套管部(110)，用于連接電線(200)所具備的由鋁或鋁合金形成的導(dǎo)體(210)；以及嵌合部(母型嵌合部(130)或公型嵌合部(140))，延伸設(shè)置于接線套管部(110)，并與其他端子金屬件電連接。在該嵌合部中的觸點(diǎn)區(qū)域具備Sn層，該Sn層直接形成于構(gòu)成該端子金屬件的母材上。本發(fā)明的端子金屬件在由鋁合金形成的母材與Sn層之間不存在Zn層，因此Sn層不會(huì)伴隨因異種金屬的接觸腐蝕造成的Zn層的流出而消失，Sn層能長期存在。因而，能夠使Sn層作為觸點(diǎn)材料而良好地發(fā)揮功能。
【專利說明】鋁基端子金屬件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及被安裝到由鋁或鋁合金形成的導(dǎo)體上的鋁基端子金屬件、以及具備該端子金屬件的電線的末端連接結(jié)構(gòu)。本發(fā)明尤其涉及設(shè)在表面的Sn層難以剝離的鋁基端子金屬件。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，汽車或飛機(jī)等交通工具、機(jī)器人等產(chǎn)業(yè)設(shè)備等中的電線，在其端部去除絕緣層以使導(dǎo)體露出并將端子金屬件安裝于該露出部分來被使用。端子金屬件有各種形式。其中作為將各端子金屬件相連接的形式，例如有如圖1所示那樣的具備母型嵌合部130的母型端子金屬件100F和具備公型嵌合部140的公型端子金屬件100M，母型嵌合部130和公型嵌合部140分別為將兩端子金屬件電連接的電連接部。
[0003]圖1所示的母型端子金屬件100F、公型端子金屬件100M都是壓接型，具備以一對(duì)壓接片為主體的接線套管部110，該接線套管部110相當(dāng)于導(dǎo)體連接部，用于連接電線200所具備的導(dǎo)體210。如圖1(A)所示，母型端子金屬件100F在接線套管部110的一側(cè)延伸設(shè)置有筒狀的母型嵌合部130，在筒體內(nèi)部具備相對(duì)配置的彈片131、132，公型端子金屬件100M在接線套管部110的一側(cè)延伸設(shè)置有棒狀的公型嵌合部140。如圖1(B)所示，當(dāng)將棒狀的公型嵌合部140插入母型嵌合部130的筒體時(shí)，公型嵌合部140借助彈片131、132的作用力被牢固地夾持，兩端子金屬件100FU00M被電連接。另外，為了便于理解，圖1中僅對(duì)于母型嵌合部130示出剖面。
[0004]電線的導(dǎo)體或端子金屬件的構(gòu)成材料主要采用導(dǎo)電性優(yōu)異的銅或銅合金等銅類材料。近年來，為了實(shí)現(xiàn)電線的輕量化，正研究將比重為銅的約1/3的鋁或鋁合金(以下稱作Al合金等)用作導(dǎo)體或端子金屬件的構(gòu)成材料(專利文獻(xiàn)I)。
[0005]專利文獻(xiàn)I建議在所述嵌合部的表面設(shè)置鍍敷層，以便降低將各端子金屬件相連接時(shí)的互聯(lián)電阻。該鍍敷層從母材側(cè)依次具備Zn層/Cu層/Sn層或者Zn層/Ni層/Cu層/Sn層。由于Sn (錫)柔軟易變形，因此借助Sn的變形，能夠使相連接的端子金屬件間充分導(dǎo)通。即，通過使Sn層作為觸點(diǎn)材料發(fā)揮功能，能夠降低互聯(lián)電阻。而且，通過利用此類鍍敷層來覆蓋母材表面，能夠防止構(gòu)成母材的Al合金等的氧化。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn):
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本專利公開公報(bào)特開2010-272414號(hào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明需要解決的問題
[0009]當(dāng)將Sn層設(shè)置在由鋁合金形成的端子金屬件的外周上時(shí)，理想的是Sn層能長期緊密粘附。尤其，當(dāng)將Sn層用作觸點(diǎn)材料時(shí)，如果Sn層剝離就導(dǎo)致互聯(lián)電阻的增大，因此理想的是Sn層難以剝離。
[0010]本發(fā)明人通過研究發(fā)現(xiàn):若如專利文獻(xiàn)I所公開的那樣具備Zn層作為基底層，則會(huì)因異種金屬的接觸腐蝕導(dǎo)致Zn層隨時(shí)間溶出，結(jié)果設(shè)置在Zn層外周的Sn層會(huì)從母材剝離。因此，期望開發(fā)出Sn層能夠長期不脫落而充分存在的鋁基端子金屬件。
[0011]解決問題的手段
[0012]因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種Sn層難以剝離的鋁基端子金屬件。此外，本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種在將各端子金屬件相連接時(shí)能夠降低互聯(lián)電阻的鋁基端子金屬件。進(jìn)一步，本發(fā)明的另外一個(gè)目的在于提供一種具備所述鋁基端子金屬件的電線的末端連接結(jié)構(gòu)。
[0013]本發(fā)明通過在由鋁合金形成的母材上直接形成Sn層而實(shí)現(xiàn)上述目的。本發(fā)明的端子金屬件具備:導(dǎo)體連接部，用于連接電線的導(dǎo)體；以及電連接部，延伸設(shè)置于所述導(dǎo)體連接部，并與其他連接對(duì)象電連接，其中，該端子金屬件被安裝到由鋁或鋁合金形成的所述導(dǎo)體。并且，在該端子金屬件的表面中至少在所述電連接部的觸點(diǎn)區(qū)域具備Sn層，該Sn層直接形成于構(gòu)成該端子金屬件的母材上。
[0014]本發(fā)明的電線的末端連接結(jié)構(gòu)包括:具有導(dǎo)體的電線；以及安裝在所述導(dǎo)體的端部的端子金屬件，其中，所述導(dǎo)體由鋁或鋁合金形成。并且，所述端子金屬件是具備所述Sn層的本發(fā)明的鋁基端子金屬件。
[0015]本發(fā)明的鋁基端子金屬件在由鋁合金形成的母材的表面上直接形成Sn層，在該母材與Sn層之間不具備Zn層。因此，本發(fā)明的端子金屬件不會(huì)伴隨因異種金屬的接觸腐蝕造成的Zn層的流出而產(chǎn)生Sn層的消失/剝離，能夠長期充分維持Sn層。通過使觸點(diǎn)區(qū)域具備該Sn層并將該Sn層用作觸點(diǎn)材料，從而本發(fā)明的端子金屬件能夠減小與其他連接對(duì)象的互聯(lián)電阻，并且能夠長期維持互聯(lián)電阻小的狀態(tài)。此外，在觸點(diǎn)區(qū)域以外的被Sn層覆蓋的區(qū)域能夠防止氧化。
[0016]本發(fā)明的電線的末端連接結(jié)構(gòu)由于具備本發(fā)明的端子金屬件，因此能夠長期構(gòu)建互聯(lián)電阻小的連接結(jié)構(gòu)或抗氧化效果高的連接結(jié)構(gòu)，或者能夠抑制互聯(lián)電阻的增大造成的損失。
[0017]作為本發(fā)明的端子金屬件的一個(gè)實(shí)施方式，可列舉如下實(shí)施方式:所述電連接部是與其他端子金屬件相嵌合來電連接的嵌合部，在該嵌合部的觸點(diǎn)區(qū)域具備所述Sn層。
[0018]所述實(shí)施方式是將各端子金屬件相連接的形式，通過至少在觸點(diǎn)區(qū)域具備Sn層，從而能夠使Sn層作為觸點(diǎn)材料發(fā)揮功能，以減小互聯(lián)電阻。此外，所述實(shí)施方式能夠長期維持互聯(lián)電阻小的狀態(tài)。
[0019]作為本發(fā)明的端子金屬件的一個(gè)實(shí)施方式，可列舉如下實(shí)施方式:所述Sn層從構(gòu)成該端子金屬件的母材側(cè)依次具備浸鍍層(immersion-plated layer)、電鍍層,所述浸鍍層的厚度為0.05 μ m以上且0.3 μ m以下，所述電鍍層的厚度為0.25 μ m以上且1.7 μ m以下，兩鍍敷層的合計(jì)厚度為0.3 μ m以上且2 μ m以下。
[0020]由于鋁合金為活性金屬，因此若曝露在大氣等含氧環(huán)境下，會(huì)形成自然氧化膜。若存在自然氧化膜，則鍍敷層將難以充分緊密粘附于母材。而且，由于自然氧化膜是絕緣物，因此即使利用需要導(dǎo)通的電鍍法，也難以形成鍍敷層。由于這些問題，在專利文獻(xiàn)I中，通過鋅酸鹽處理來形成Zn層，但若形成Zn層，則如上所述，可能會(huì)隨時(shí)間產(chǎn)生Sn層的脫落。因此，本發(fā)明人通過浸鍍法或如等離子體派鍍法之類的真空鍍敷法(vacuum plating)等方法以取代鋅酸鹽處理，來形成了 Sn層。由結(jié)果發(fā)現(xiàn):當(dāng)要使Sn層形成得較厚時(shí)，若通過浸鍍法等單一的方法來形成Sn層，則Sn層有可能發(fā)生剝離。因此，通過進(jìn)一步研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn):若通過浸鍍法或?yàn)R鍍法等形成薄層，將該薄層作為基底層來實(shí)施電鍍法等而形成所需厚度的Sn層，則能夠獲得與由鋁合金形成的母材的粘附性優(yōu)異的Sn層。尤其，浸鍍法比起真空鍍敷法，能夠以短時(shí)間形成鍍敷層，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)效率的提高。
[0021]所述實(shí)施方式由于采用了相對(duì)較薄的浸鍍層與相對(duì)較厚的電鍍層的復(fù)合層，從而比起僅利用浸鍍法形成與復(fù)合層相同厚度的Sn層的情況，Sn層難以剝離而粘附性優(yōu)異，因此能夠使Sn層長期存在。此外，所述實(shí)施方式由于具備特定厚度的Sn層，因此能夠使Sn層作為觸點(diǎn)材料或抗氧化層而充分發(fā)揮功能。此外，所述實(shí)施方式中，當(dāng)要形成特定厚度的Sn層時(shí)，利用形成相對(duì)較容易的電鍍法來實(shí)現(xiàn)厚膜化，因此生產(chǎn)效率優(yōu)異。
[0022]作為本發(fā)明的端子金屬件的一個(gè)實(shí)施方式，可采用遍及其整個(gè)表面具備Sn層的實(shí)施方式。該形式由于使構(gòu)成端子金屬件的鋁合金整體被Sn層覆蓋，因此能夠防止由該鋁合金形成的母材的氧化，以實(shí)現(xiàn)相對(duì)于外部環(huán)境的耐蝕性的提高。另一方面，在將Sn層用作觸點(diǎn)材料的情況等下，可采用如下實(shí)施方式:僅在端子金屬件的表面的一部分，詳細(xì)而言，僅在電連接部的觸點(diǎn)區(qū)域具備Sn層。此時(shí)，作為本發(fā)明的端子金屬件的一個(gè)實(shí)施方式，可列舉如下實(shí)施方式:所述Sn層的面積相對(duì)于所述母材的露出面積的比例為0.02%以上且0.6%以下。
[0023]本發(fā)明人通過調(diào)研，其結(jié)果發(fā)現(xiàn):若相對(duì)于由鋁合金形成的母材的露出面積而將Sn層設(shè)為相對(duì)較小，具體而言，若所述的面積比例滿足所述特定范圍，則能夠有效降低因異種金屬的接觸腐蝕造成的母材的溶出。因而，所述實(shí)施方式減輕異種金屬的接觸腐蝕，使母材充分存在，從而能夠?qū)⒅辽僭谟|點(diǎn)區(qū)域具備的Sn層作為觸點(diǎn)材料充分利用，能夠長期維持互聯(lián)電阻小的狀態(tài)。所述面積比例滿足所述特定范圍的情況，例如是指如下情況:若假定母材為20mmX 20mm的招合金板，則Sn層具有直徑φ為0.5mm以上且2.5mm以下的圓形區(qū)域。
[0024]作為本發(fā)明的端子金屬件的一個(gè)實(shí)施方式，可列舉如下實(shí)施方式:構(gòu)成該端子金屬件的母材由從2000系合金、6000系合金及7000系合金中選擇的一種鋁合金形成。
[0025]由于列舉的鋁合金在如彎曲等機(jī)械特性以及耐熱性方面優(yōu)異，因此所述實(shí)施方式能夠使壓制加工容易進(jìn)行而制造性優(yōu)異，或者能夠在高溫環(huán)境(例如在汽車用途中為120°C至150°C左右)下使用。
[0026]發(fā)明的效果
[0027]本發(fā)明的鋁基端子金屬件及本發(fā)明的電線的末端連接結(jié)構(gòu)的Sn層難以剝離。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是母型端子金屬件及公型端子金屬件的概略結(jié)構(gòu)圖，其中(A)表示兩端子金屬件的嵌合前的狀態(tài)，(B)表示使兩端子金屬件的嵌合部相嵌合后的狀態(tài)。
[0029]圖2是說明測(cè)試?yán)齀中制作的具備Zn層的各樣品的形式的示意說明圖。
[0030]圖3中，(A)是表示粘附性測(cè)試后的樣品N0.3-1的表面狀態(tài)的照片，(a)是樣品N0.3-1的剖面的掃描型電子顯微鏡(SEM)照片，(B)是表示粘附性測(cè)試后的樣品N0.3-100的表面狀態(tài)的照片，(b)是樣品N0.3-100的剖面的SEM照片。
[0031]圖4是表示粘附性測(cè)試后的表面狀態(tài)的照片，(A)表示樣品N0.3-2，⑶表示樣品N0.3_3，(C)表不樣品 N0.3_4。
[0032]圖5是說明粘附性測(cè)試的測(cè)試方法的說明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面，更詳細(xì)地說明本發(fā)明。
[0034][端子金屬件]
[0035]〔組分〕
[0036]本發(fā)明的鋁基端子金屬件由鋁合金形成。鋁合金有各種組分的鋁合金，尤其可列舉彎曲等機(jī)械特性或耐熱性優(yōu)異的組分的鋁合金，具體而言，可列舉在JIS規(guī)格中規(guī)定的2000系合金、6000系合金、7000系合金。2000系合金是被稱作硬鋁(duralumin)、超硬鋁(super duralumin)的Al-Cu系合金，強(qiáng)度優(yōu)異。具體的合金編號(hào)例如為2024、2219等。6000系合金是Al-Mg-Si系合金，強(qiáng)度、耐蝕性、陽極氧化性優(yōu)異。具體的合金編號(hào)例如為6061等。7000系合金是被稱作特超硬招(extra super duralumin)的Al-Zn-Mg系合金，強(qiáng)度非常高。具體的合金編號(hào)例如為7075等。
[0037]〔形狀〕
[0038]本發(fā)明的端子金屬件可包括:用于連接電線所具備的導(dǎo)體的導(dǎo)體連接部；以及與其他連接對(duì)象電連接的電連接部。導(dǎo)體連接部有壓接導(dǎo)體的壓接型、連接熔融的導(dǎo)體的熔融型等。壓接型可具備以一對(duì)壓接片或一個(gè)壓接筒體為主體的接線套管部作為導(dǎo)體連接部。更具體而言，可采用剖面呈U字狀的接線套管部，該接線套管部包括用于設(shè)置電線的導(dǎo)體的底部、以及豎立設(shè)置在該底部且用于夾持導(dǎo)體的一對(duì)壓接片。通過壓縮所述壓接片使其彎折，所述接線套管部連接于導(dǎo)體。壓接筒體具有讓導(dǎo)體插入的孔，通過將導(dǎo)體插入該孔中并在此狀態(tài)下進(jìn)行壓縮，從而該接線套管部連接于導(dǎo)體。
[0039]電連接部延伸設(shè)置于導(dǎo)體連接部的一側(cè)，與作為連接對(duì)象的其他端子金屬件或電子設(shè)備等相連接。在將各端子金屬件相連接的形式中，電連接部可為上述圖1所示的棒狀的公型嵌合部140、具備相對(duì)配置的彈片131、132的母型嵌合部130。在借助螺栓等緊固部件與其他端子金屬件或電子設(shè)備等相連接的形式中，電連接部可為具備使緊固部件插通的貫穿孔或U字片的緊固部。或者，電連接部可為插入設(shè)置在連接對(duì)象上的嵌合孔中的平板部件等。
[0040]除此以外，如圖1所示，本發(fā)明的端子金屬件可采用在導(dǎo)體連接部的另一側(cè)具備絕緣套管部120的形式，該絕緣套管部120用于壓接電線200的絕緣層220。本發(fā)明的端子金屬件可適當(dāng)利用具備導(dǎo)體連接部及電連接部的公知的端子金屬件的形狀。
[0041]〔Sn 層〕
[0042]本發(fā)明的端子金屬件最大的特征在于，在其表面的至少一部分具備直接形成于由鋁合金形成的母材上的Sn層。Sn層可良好地用作觸點(diǎn)材料，因此本發(fā)明的端子金屬件至少在所述電連接部的觸點(diǎn)區(qū)域具備Sn層。除此以外，Sn層可作為抗氧化層發(fā)揮功能，因此本發(fā)明的端子金屬件還可采用一種在期望防止氧化腐蝕的部位具備Sn層的形式。
[0043]所述觸點(diǎn)區(qū)域?yàn)樵陔娺B接部中與其他連接對(duì)象直接接觸的區(qū)域。在具備所述嵌合部的形式中，對(duì)公型端子金屬件而言，觸點(diǎn)區(qū)域可為棒狀的公型嵌合部中與母型嵌合部的彈片131、132(圖1)接觸的相向的兩面的至少一部分，對(duì)母型端子金屬件而言，觸點(diǎn)區(qū)域可為母型嵌合部所具備的相對(duì)配置的彈片131、132的表面的至少一部分。尤其，若以Sn層的面積相對(duì)于所述母材的露出面積的比例(以下稱作面積比)滿足0.02%以上且0.6%以下的方式具備Sn層，則可有效降低因異種金屬的接觸腐蝕造成的母材(鋁合金)的溶出，能夠防止因母材的溶出造成的Sn層的消失/剝離。因而，當(dāng)在所述嵌合部的觸點(diǎn)區(qū)域具備Sn層，并將Sn層作為觸點(diǎn)材料使用時(shí)，滿足所述面積比較為理想。所述面積比在所述范圍中越小，越容易降低異種金屬的接觸腐蝕，若所述面積比越大，則觸點(diǎn)材料的具備越充分，因此，更為理想的是所述面積比在0.1 %以上且0.4%以下。
[0044]Sn層的厚度(合計(jì)厚度)若過厚，則在將各端子金屬件相連接等時(shí)會(huì)發(fā)生變形而摩擦變大，從而導(dǎo)致連接作業(yè)性能下降，若過薄，則在將各端子金屬件相連接等時(shí)會(huì)發(fā)生磨耗而母材露出，從而難以充分發(fā)揮所需的功能。因而，Sn層的厚度在0.3 μ m以上且2 μ m以下較為理想，更為理想的是0.7 μ m以上且1.2 μ m以下。當(dāng)Sn層滿足所述范圍時(shí)，可將Sn層良好地用作觸點(diǎn)材料或抗氧化層。
[0045]較為理想的是，通過作為濕式鍍敷法之一的浸鍍法、或作為干式鍍敷法之一的真空鍍敷法(PVD法)來形成Sn層中至少與母材接觸的區(qū)域。浸鍍法可一邊去除形成在由鋁合金形成的母材表面上的自然氧化膜，一邊形成Sn層，因此能夠形成與母材的粘附性優(yōu)異的Sn層。此外，浸鍍法可用相對(duì)較短的時(shí)間形成Sn層，生產(chǎn)效率也優(yōu)異。真空鍍敷法可列舉真空蒸鍍法、濺鍍法(例如等離子體濺鍍法等)、離子鍍敷法等，其在前處理中，通過在真空中實(shí)施等離子體處理，能夠去除自然氧化膜。
[0046]當(dāng)利用浸鍍法時(shí)，將浸鍍層的厚度設(shè)為0.3 μ m以下，若要使Sn層的整體厚度超過0.3 μ m，則較為理想的是利用電鍍法等其他方法，在浸鍍層之上形成借助其他方法的層，以獲得所需厚度的Sn層。通過如上所述般將浸鍍層設(shè)為薄，并復(fù)合性地具備借助其他方法形成的層，從而與具備一層厚的浸鍍層的情況相比，能夠有效防止Sn層的剝離，能夠形成粘附性優(yōu)異的Sn層。若浸鍍層的厚度為0.05 μ m以上，則例如能夠?qū)⑵涑浞钟米麟婂儗拥幕讓?，能夠容易地形成使該基底層上具備電鍍層的結(jié)構(gòu)。當(dāng)在浸鍍層上具備的層為電鍍層時(shí)，其形成相對(duì)較容易且生產(chǎn)效率優(yōu)異。電鍍層的厚度較為理想的是0.25 μ m以上且
1.7 μ m以下，更為理想的是0.4 μ m以上且1.15 μ m以下。以使浸鍍層與電鍍層的合計(jì)厚度滿足所述范圍(0.3μπι至2μπι)的方式選擇兩層的厚度。另外，對(duì)于形成在由鋁合金形成的母材表面上的Sn層的厚度，利用顯微鏡觀察母材的剖面，求出從該觀察像中選擇的測(cè)定區(qū)域(例如，在將Sn層形成為圓形狀的情況下，滿足其直徑的20%以上的長度的區(qū)域)中的厚度的平均值，將該平均厚度設(shè)為Sn層的厚度。
[0047]本發(fā)明的端子金屬件具備的Sn層在與由鋁合金形成的母材的粘附性上優(yōu)異。具體而言，當(dāng)進(jìn)行后述的粘附性測(cè)試時(shí)，實(shí)質(zhì)上不會(huì)產(chǎn)生剝離。并且，取剖面，以掃描型電子顯微鏡SEM觀察該剖面(1000倍至10000倍左右)，從觀察像中取任意的測(cè)定長度(例如，在將Sn層形成為圓形狀的情況下，取其直徑的20%以上的長度)時(shí)，在測(cè)定長度的95%以上的區(qū)域中，在母材與Sn層的邊界實(shí)質(zhì)上不存在空隙。
[0048]〔制造方法〕
[0049]典型的是，所述形式的端子金屬件均可通過如下方式來制造，即:將原材料板沖壓成指定形狀，并實(shí)施壓制加工之類的塑性加工，使其成為指定形狀。原材料板例如可通過鑄造一熱軋一冷軋一各種熱處理(例如Τ6處理或T9處理等)等工序而制造。[0050]本發(fā)明的端子金屬件也基本上可通過所述原材料板的制作沖壓壓制加工這一流程來制造。并且，在所述制造工序的任意時(shí)期，具體而言，在原材料板的階段、沖壓成指定形狀的原材料片的階段、經(jīng)壓制加工的成形體的階段中的任一階段，在所需區(qū)域上形成Sn層。在原材料板或原材料片的階段，Sn層的形成對(duì)象為平坦的形狀，因此容易形成Sn層而生產(chǎn)效率優(yōu)異，在成形體的階段，能夠在所需區(qū)域上高精度地形成Sn層。對(duì)于不形成Sn層的部位，預(yù)先實(shí)施遮蔽處理。如上所述，Sn層的形成可利用浸鍍法、真空鍍敷法或電鍍法等方法。以使Sn層達(dá)到所需厚度的方式調(diào)整條件(在采用浸鍍法或電鍍法的情況下，調(diào)整鍍敷前的清洗工序中的清洗液的材質(zhì)、鍍敷液的材質(zhì)、溫度、時(shí)間、電流密度等，在采用真空鍍敷法的情況下，調(diào)整真空度、靶材溫度等)。在所述各方法中，若縮短鍍敷液的浸潰時(shí)間、通電時(shí)間或蒸鍍時(shí)間，則容易使Sn層為薄。
[0051][電線的末端連接結(jié)構(gòu)]
[0052]〔電線〕
[0053]安裝本發(fā)明的端子金屬件的電線具備導(dǎo)體、以及設(shè)置在導(dǎo)體外周的絕緣層，其中導(dǎo)體由鋁或鋁合金(Al合金等)形成。即，本發(fā)明的電線的末端連接結(jié)構(gòu)是由鋁合金形成的端子金屬件與由Al合金等形成的導(dǎo)體之間的連接結(jié)構(gòu)，即是由主成分為同種金屬形成的連接結(jié)構(gòu)，在導(dǎo)體與端子金屬件之間實(shí)質(zhì)上不會(huì)產(chǎn)生電池腐蝕。
[0054]用于構(gòu)成導(dǎo)體的鋁合金，例如可為這樣一種鋁合金:合計(jì)含有0.005質(zhì)量％以上且5.0質(zhì)量％以下的從Fe、Mg、S1、Cu、Zn、N1、Mn、Ag、Cr及Zr中選擇的一種以上的元素，剩余部分包含Al及雜質(zhì)。各元素的優(yōu)選含量以質(zhì)量％計(jì)為如下:Fe:0.005%以上且2.2%以下，Mg:0.05% 以上且 1.0%&T，Mn、N1、Zr、Zn、Cr&Ag:合計(jì) 0.005% 以上且 0.2% 以下，Cu:0.05%以上且0.5%以下，S1:0.04%以上且1.0%以下。這些添加元素可僅含有一種，或者可組合含有兩種以上。所述添加元素之外，還可以含有500ppm以下范圍內(nèi)的T1、B (質(zhì)量比例)。作為含有所述添加元素的合金，例如有Al-Fe合金、Al-Fe-Mg合金、Al-Fe-Mg-Si合金、Al-Fe-Si 合金、Al-Fe-Mg-(Mn、N1、Zr、Ag 中的至少一種)合金、Al-Fe-Cu 合金、Al-Fe-Cu-(Mg、Si中的至少一種)合金、Al-Mg-S1-Cu合金等。構(gòu)成導(dǎo)體的線材可采用公知的鋁合金線。
[0055]單線、將多根單線絞合而成的絞合線、將絞合線壓縮而成的壓縮線材均可作為導(dǎo)體的線材。導(dǎo)體的線材的線徑(在絞合線的情況下，為絞合前的單線的線徑)可視用途等來適當(dāng)選擇。例如，可以為線徑為0.2mm以上且1.5mm以下的線材。
[0056]導(dǎo)體的線材(在絞合線的情況下，為單線)可以是滿足以下條件中的至少一個(gè)條件的線材:拉伸強(qiáng)度為IlOMPa以上且200MPa以下、0.2%耐力為40MPa以上、伸展率為10%以上、導(dǎo)電率為58% IACS以上。尤其，伸展率為10%以上的線材的耐沖擊性優(yōu)異，在將端子金屬件安裝于其他端子金屬件或連接器、電子設(shè)備等時(shí)，難以發(fā)生斷線。
[0057]絕緣層的構(gòu)成材料可為各種絕緣材料，例如，聚氯乙烯(PVC)、以聚烯烴系樹脂為基礎(chǔ)的無鹵素的樹脂組成物、阻燃性組成物等。絕緣層的厚度可考慮所需的絕緣強(qiáng)度來適當(dāng)選擇。
[0058]所述導(dǎo)體例如可通過鑄造一熱軋(一當(dāng)采用鑄造坯料時(shí)，實(shí)施均質(zhì)化處理)一冷拉加工(一適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行軟化處理/絞合/壓縮)等工序來制造。通過在該導(dǎo)體上形成絕緣層，從而能夠制造所述電線。[0059]在所述電線的端部剝開其絕緣層而使導(dǎo)體露出，將該露出部分配置到所述本發(fā)明的端子金屬件的導(dǎo)體連接部并加以連接。例如，在具備壓接片的形式中，將導(dǎo)體配置到導(dǎo)體連接部的底部，在彎折壓接片來包住該導(dǎo)體后進(jìn)一步加以壓縮。此時(shí)，以壓接高度(C/Η)成為指定大小(高度)的方式調(diào)整壓縮狀態(tài)。通過所述工序，能夠制造本發(fā)明的電線的末端連接結(jié)構(gòu)、以及在所述電線的端部安裝有本發(fā)明的端子金屬件的帶端子電線。
[0060][測(cè)試?yán)齀]
[0061]在鋁合金板上形成包含Zn層的金屬鍍敷層并進(jìn)行腐蝕測(cè)試，調(diào)查異種金屬的接觸腐蝕的狀態(tài)。
[0062]在該測(cè)試中，準(zhǔn)備了由JIS規(guī)格的6000系合金(相當(dāng)于6061合金)形成的鋁合金板，對(duì)該鋁合金板實(shí)施了 T6處理(此處為550°C X 3小時(shí)一水冷一1750C X 16小時(shí))。將準(zhǔn)備的鋁合金板切割成適當(dāng)?shù)拇笮?，制作各種大小的測(cè)試板，在各測(cè)試板上，按照公知的條件實(shí)施鋅酸鹽處理之后，通過公知條件的電鍍法，按需要形成Ni層，并在最上層形成Sn層，從而制作了從由鋁合金形成的母材側(cè)依次具備Zn層、Ni層、Sn層的樣品或者具備Zn層、Sn層的樣品。
[0063]更具體而言，樣品N0.A如圖2 (A)所示，從母材側(cè)依次具備由鋁合金形成的測(cè)試板1000、Zn層1100、Ni層1200、Sn層1300，樣品N0.B如圖2(B)所示，從母材側(cè)依次具備由鋁合金形成的測(cè)試板1000、Zn層1100、Sn層1300。樣品N0.A、B使測(cè)試板1000中設(shè)有金屬鍍敷層的一面的面積Sai與各層1100、1200、1300的形成面積相等。
[0064]如圖2(C)所示，樣品N0.C具備由鋁合金形成的測(cè)試板1001、Zn層1101、Ni層1201、Sn層1301，各層1101、1201、1301的形成面積相等，且各層1101、1201、1301的形成面積小于測(cè)試板1001的面積SA1。樣品N0.D是與樣品N0.C相比較沒有形成Ni層的樣品，如圖2(D)所示，Zn層1101及Sn層1301的形成面積相等，且各層1101、1301的形成面積小于測(cè)試板1001的面積Sai。樣品N0.E是與樣品N0.C相比較變更了 Sn層的形成面積的樣品，如圖2(E)所示，與測(cè)試板1001的面積Sai相比，Zn層IlOUNi層1201的形成面積較小，Sn層1302的形成面積更小。另外，在圖2中，為了便于理解而將金屬鍍敷層的各層以與測(cè)試板相同的厚度來示出，但實(shí)際上厚度不同。此外，對(duì)于樣品N0.A至E所具備的金屬鍍敷層的各層的厚度而言，相同的材質(zhì)設(shè)為相同的厚度。
[0065]在對(duì)準(zhǔn)備的樣品N0.A至E進(jìn)行腐蝕測(cè)試之后，確認(rèn)了腐蝕狀態(tài)。此次，在將遵照J(rèn)IS Z2371 (2000)中規(guī)定的鹽水噴霧測(cè)試方法的測(cè)試條件與高溫高濕條件組合而成的條件下進(jìn)行腐蝕測(cè)試，調(diào)查了腐蝕狀況。
[0066]結(jié)果顯示，由鋁合金形成的測(cè)試板中的金屬鍍敷層的形成面的面積Sai與金屬鍍敷層的形成面積相等的樣品N0.A、B中，在層疊金屬鍍敷層而形成的層疊面(端面)上發(fā)生了金屬鍍敷層的剝離。金屬鍍敷層小于所述測(cè)試板的面積Sai的樣品N0.C、D中，Zn層發(fā)生了溶出，其上的Sn層從該測(cè)試板消失。金屬鍍敷層小于所述測(cè)試板的面積Sa1、尤其使Sn層充分小于面積Sai的樣品N0.E中，也與樣品N0.C、D同樣地，Zn層發(fā)生了溶出而Sn層消失。此外，在樣品N0.C、D、E的測(cè)試板中沒有設(shè)置金屬鍍敷層的部位，發(fā)生了孔蝕1010。
[0067]根據(jù)以上的結(jié)果確認(rèn)到:在由鋁合金形成的母材上直接形成Zn層時(shí)，不論Zn層的形成區(qū)域的大小如何，Zn層均會(huì)發(fā)生溶出，結(jié)果導(dǎo)致設(shè)置在Zn層上方的Sn層從該母材消失/剝離。[0068][測(cè)試?yán)?]
[0069]在鋁合金板上直接形成Sn層并進(jìn)行腐蝕測(cè)試，調(diào)查了異種金屬的接觸腐蝕的狀態(tài)。
[0070]在該測(cè)試中，準(zhǔn)備了與測(cè)試?yán)齀同樣的鋁合金板(對(duì)由相當(dāng)于6061合金形成的鋁合金板實(shí)施了所述T6處理的鋁合金板)，將其切割成20mmX20mm作為測(cè)試板，在該測(cè)試板上通過浸鍍法直接形成了 Sn層(Sn層的厚度:0.1 μ m、形狀:圓形狀、直徑Φ 2mm)。將該樣品作為樣品N0.2-1。按照脫脂一蝕刻一水洗一酸洗一水洗一鍍敷一水洗的工序進(jìn)行了浸鍍處理。脫脂工序是將樣品在含浸于市售的脫脂液中之后，一邊攪拌一邊含浸到乙醇中，隨后進(jìn)行了超聲波清洗。在蝕刻工序中使用了作為堿溶液的氫氧化鈉水溶液(200g/L、pH12)，在酸洗工序中使用了將400ml/L的硝酸與40ml/L的50%氫氟酸混合而成的混合酸水溶液。在鍍敷工序中使用大和化成株式會(huì)社制備的鍍錫溶液(150g/L的錫酸鈉+氫氧化鈉水溶液(10g/L、pH12))，形成了所述厚度的Sn層。在蝕刻后的水洗工序及酸洗后的水洗工序中使用了超聲波清洗，在鍍敷后的水洗工序中使用了流水。獲取了樣品的剖面，并使用該剖面的顯微鏡照片來測(cè)定了所形成的Sn層的厚度(測(cè)定區(qū)域:2mmX 20%= 0.4mm以上)。
[0071]為了比較，準(zhǔn)備了在測(cè)試?yán)齀中制作的樣品N0.D0測(cè)試板的大小與樣品N0.2-1相同(20mmX20mm的平板)，設(shè)Sn層的厚度為0.1 μ m,Zn層、Sn層的形狀為圓形狀,直徑為Ψ2mm ο
[0072]對(duì)于樣品N0.2-1、D，在以與測(cè)試?yán)齀同樣的條件進(jìn)行了腐蝕測(cè)試后，確認(rèn)了腐蝕狀態(tài)。其中，通過光學(xué)顯微鏡調(diào)查了外觀，并且利用裝備有能量分散型X射線分析裝置(EDX)的掃描型電子顯微鏡(SEM)，對(duì)于在測(cè)試板中形成有金屬鍍敷層的區(qū)域及其附近，借助EDX進(jìn)行了元素分析(Sn或Al)。表I表示顯微鏡觀察像及元素映射。元素映射以亮色表示分析對(duì)象的元素，以暗色表示其他元素。
[0073][表 I]
【權(quán)利要求】
1.一種鋁基端子金屬件，其特征在于具備: 導(dǎo)體連接部，用于連接電線的導(dǎo)體；以及 電連接部，延伸設(shè)置于所述導(dǎo)體連接部，并與其他連接對(duì)象電連接，其中， 所述導(dǎo)體由鋁或鋁合金形成， 在所述端子金屬件的表面中至少在所述電連接部的觸點(diǎn)區(qū)域具備Sn層，該Sn層直接形成于構(gòu)成該端子金屬件的母材上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁基端子金屬件，其特征在于: 所述電連接部是與其他端子金屬件相嵌合來電連接的嵌合部， 在所述嵌合部的觸點(diǎn)區(qū)域具備所述Sn層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋁基端子金屬件，其特征在于: 所述Sn層從構(gòu)成該端子金屬件的母材側(cè)依次具備浸鍍層、電鍍層， 所述浸鍍層的厚度為0.05 μ m以上且0.3 μ m以下，所述電鍍層的厚度為0.25 μ m以上且1.7 μ m以下,兩鍍敷層的合計(jì)厚度為0.3 μ m以上且2 μ m以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的鋁基端子金屬件，其特征在于: 所述Sn層的面積相對(duì)于所述母材的露出面積的比例為0.02%以上且0.6%以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的鋁基端子金屬件，其特征在于: 所述母材由從2000系合金、6000系合金及7000系合金中選擇的一種鋁合金形成。
6.一種電線的末端連接結(jié)構(gòu)，其特征在于包括: 具有導(dǎo)體的電線；以及 安裝在所述導(dǎo)體的端部的端子金屬件，其中， 所述導(dǎo)體由鋁或鋁合金形成， 所述端子金屬件是權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的鋁基端子金屬件。
【文檔編號(hào)】H01R13/03GK103733436SQ201280039084
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2012年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月31日
【發(fā)明者】大塚拓次, 平井宏樹, 小野純一, 古川欣吾, 宗像照善, 太田肇, 中井由弘, 西川太一郎, 桑原鐵也, 高木義幸, 小林啟之 申請(qǐng)人:株式會(huì)社自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究所, 住友電裝株式會(huì)社, 住友電氣工業(yè)株式會(huì)社