端子和端子的制造方法

端子和端子的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种强度、耐热性和成形加工性优异，在初期和耐久试验后表现出低接触电阻的端子及其制造方法。本发明的端子由金属构件(1、1')形成，该金属构件(1、1')包括基材(2)和形成于基材(2)上的局部或全部的金属包覆层(3)。基材(2)的组成中合计含有0.005质量％～3.000质量％的选自Mg、Si、Cu、Zn、Mn、Ni、Cr和Zr中的至少1种以上的元素，余量由Al和不可避免的杂质构成，并且，具有500个/μm2以上的平均粒径为10nm～100nm的析出物。金属包覆层(3)由Sn或以Sn为主成分的合金形成。
【专利说明】
端子和端子的制造方法
技术领域
[0001] 本发明主要涉及用于汽车的端子和该端子的制造方法。
【背景技术】
[0002] 汽车等所用的线束(铠装线）是接合包覆电线和端子而成的连接构造体。目前，正 在将该线束所使用的包覆电线的芯线由铜合金替换为铝合金。然而，存在在构成芯线的铝 (铝合金)和构成端子的铜(铜合金)的触点处容易引起异种金属之间的腐蚀的问题。当腐蚀 发展时，会在芯线和端子的连接部产生裂纹、接触不良。因此，为了今后的进一步的实用化， 研究了不易引起该腐蚀问题的端子。
[0003] 例如，作为消除腐蚀的方法，提出了使铜端子和电线芯线的压接部分呈密闭状态 的连接构造体(专利文献1)。此外，提出了端子采用和电线的芯线相同的铝合金的方法(专 利文献2~5)。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1:日本特许第4326797号公报
[0007] 专利文献2:日本特开昭53-122790号公报
[0008] 专利文献3:日本特开平4-41646号公报 [0009] 专利文献4:日本特开平4-41648号公报 [0010] 专利文献5:日本特开2013-54824号公报

【发明内容】

[0011]然而，在专利文献1中，为了使铜端子和芯线的压接部分呈密闭状态，额外需要帽 形成工序，并且为了在帽和芯线之间设置防水用充填材料，因此，与以往的端子相比成本提 高。即使考虑将芯线由铜合金换为铝合金所带来的成本优势，当从端子和芯线整体来考虑 时也还是会使成本提高，这成为向铝合金芯线的转换不广泛的原因之一。
[0012] 此外，在专利文献2中，端子材料使用了铝合金，但仅限于使用了纯铝的例子，其强 度和耐热性不是用于具有嵌合弹簧的端子。此外，在专利文献3、4中，端子材料使用了6000 系铝合金，但6000系铝合金是在固溶处理后在室温下进行过时效处理的材料，强度不足是 不可否认的。此外，在专利文献5中，端子材料使用了 2000、6000、7000系铝合金，通过铸造、 热乳、冷乳和各种热处理工序制造了端子，但存在成形加工时强度高，成型性差，难以由板 材加工成端子的问题。
[0013] 本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种端子，该端子强度、耐应力 缓和特性优异，作为端子在初期和耐久试验后表现出低接触电阻。此外，其目的在于提供用 于良好地成形具有上述效果的端子的制造方法。
[0014] 为了实现上述目的，本发明的端子由金属构件形成，该金属构件包括基材和形成 于所述基材上的局部或全部的金属包覆层，其特征在于，所述基材具有如下组成:合计含有 0.005质量％~3.000质量％的选自Mg、Si、Cu、Zn、Mn、Ni、Cr和Zr中的至少l种以上的元素， 余量由A1和不可避免的杂质构成，并且，具有500个Am2以上的平均粒径为lOnm~lOOnm的 析出物，所述金属包覆层由3]1、0、(：11、211、411或48、或者以它们中的任一种为主成分的合金 形成。
[0015]所述金属构件也可以还具有形成于所述金属包覆层的表面的氧化物层，优选所述 氧化物层以所述金属包覆层的主成分的氧化物为主成分，厚度为50nm以下。
[0016]优选在所述基材和所述金属包覆层之间具有1层以上的基底层。
[0017]此外，优选所述基底层由Ni、以Ni为主成分的合金、Co和以Co为主成分的合金中的 任一种形成。
[0018] 本发明的端子的制造方法的特征在于，依次包括:板材制备工序，用于制备板材， 该板材合计含有0.005质量％~3.000质量％的选自Mg、Si、Cu、Zn、Mn、Ni、Cr和Zr中的至少l 种以上的元素，余量由A1和不可避免的杂质构成；固溶工序，加热所述板材而进行固溶处 理;冷乳工序，对所述固溶处理后的板材进行冷乳；金属包覆层形成工序，用于在所述冷乳 后的板材的表面的局部或全部形成由311、(>、(：11、211^11或48、或者以它们中的任一种为主成 分的合金形成的金属包覆层;第1端子加工工序，将形成了所述金属包覆层的板材冲裁成端 子的展开图形状，从而成形展开端子件;第2端子加工工序，将所述展开端子件成形为端子； 以及时效工序，对所述端子进行时效处理。
[0019] 此外，本发明的端子的制造方法的特征在于，依次包括:板材制备工序，用于制备 板材，该板材合计含有0.005质量％~3.000质量％的选自Mg、Si、Cu、Zn、Mn、Ni、Cr和Zr中的 至少1种以上的元素，余量由A1和不可避免的杂质构成；固溶工序，加热所述板材而进行固 溶处理;冷乳工序，对所述固溶处理后的板材进行冷乳;第1端子加工工序，将所述冷乳后的 板材冲裁成端子的展开图形状而成形展开端子件;金属包覆层形成工序，在所述展开端子 件的表面的局部或全部形成由3]1、0、(：11、211、411或48、或者以它们中任一种为主成分的合金 形成的金属包覆层;第2端子加工工序，将形成了所述金属包覆层的展开端子成形为端子； 以及时效工序，对所述端子进行时效处理。
[0020] 优选所述金属包覆层形成工序包括在所述板材和所述金属包覆层之间形成基底 层的基底层形成工序。
[0021] 本发明的端子具有优异的强度、耐应力缓和特性，在初期和耐久试验后表现出低 接触电阻。此外，本发明的端子的制造方法能够很好地制造具有上述效果的端子。
【附图说明】
[0022] 图1的(a)和(b)是示意性地表示用于形成本实施方式的端子的金属构件的结构的 图。
[0023]图2是表示本实施方式的铝合金端子的立体图。
[0024] 图3的（a)是用于制造本实施方式的铝合金端子的铝合金条的俯视图。（b)是用于 制造本实施方式的铝合金端子的端子展开件的俯视图。
[0025] 图4是用于说明端子的制造方法的图。
[0026] 图5是用于说明端子的制造方法的图。
【具体实施方式】
[0027]基于【附图说明】本发明的优选实施方式。
[0028](构成端子的金属构件）
[0029] 图1是示意性地表示构成本实施方式的端子的金属构件的图。如图1所示，金属构 件1包括基材2、形成于基材2上的金属包覆层3以及形成于金属包覆层3上的氧化物层4。
[0030] 基材2是由铝合金形成的基材。其组成合计含有0.005质量％~3.000质量％的选 自皿8、5;[、(]11、211、]\111、附、0和21'中的至少1种以上的元素，余量由41和不可避免的杂质构成。 优选的组成是合计含有1.000质量％~2.300质量％的选自1%、31、〇1、111和(>的至少1种以 上的元素，余量由A1和不可避免的杂质构成。
[0031] Mg与Si形成Mg2Si，起到增大材料强度的作用。Si与Mg形成Mg2Si，起到增大材料强 度的作用。Cu除了促进Mg2Si的形成，还形成Al-Cu系析出物，起到增大材料强度的作用。Zn 与Mg形成Mg Zn 2，起到增大材料强度的作用。Μη形成A1 -Μη析出物，起到增大材料强度的作 用。Ni、Zr、Cr起到提高耐热性的作用。因此，当选自1%、5;[、(]11、211、]\111、附、0和21'中的至少1 种以上的元素的合计含量不足0.005质量％时，增大材料强度的效果小。另一方面，当合计 含量超过3.000质量％时，增大材料强度的效果饱和。此外，由于固溶状态下发生铝母相的 腐蚀，或者由于表面上存在未完全固溶的元素而促进与铝母相之间的金属间腐蚀，因此，导 致耐腐蚀性变差。除此之外，有时也会含有来自原料等的杂质量的Fe，只要在0.200质量％ 以下，含有Fe也没问题。当Fe的含量超过0.200质量％时，容易引起耐腐蚀性变差、韧性变差 等，因此，尽可能不要超过0.200质量％。另外，]\%、5;[、(]11、211、]\111、附、0和21'等元素在合金中 未必需要与其他元素形成金属间化合物，有时也以单相的形态存在。
[0032] 在基材2的合金组织中存在500个/μπι2以上的平均粒径为10nm~100nm的析出物。 当析出物的密度不足500个/μπι2时，为了充分确保端子接触力而要求铝合金所具有的强度 (屈服强度）、耐应力缓和特性不充分。通常，这种微细且分散的析出物通过对基材2进行固 溶处理，再进行时效处理而设置。但是，如果要将析出物的密度为500个/μπι 2以上的板状基 材2加工成端子形状，则存在由于其强度高而导致加工成形性差的问题。也就是说，在加工 成端子形状的过程中，容易因弯曲加工等而产生裂缝，难以加工成端子。因此，并不优选将 经过固溶处理和时效处理的基材2成形为端子。于是，在本实施方式中，在将固溶处理后的 基材2加工成端子形状之后再对端子进行时效处理。由此，成为在基材2中存在500个/μπι 2以 上的平均粒径为1 Onm~1 OOnm的析出物的端子。
[0033]金属包覆层3是设于基材2上的局部或全部的层。通常，是为了防止腐蚀、改善触点 特性而设置。设置于局部或全部是因为仅设置于基材2上的必要部分（在最终形成端子之 后，对于端子的表面特性来说必要的部分）即可。作为一个例子，金属包覆层3由Sn或以Sn为 主成分的合金形成。以Sn为主成分的合金是指，Sn的含量按质量比计算超过50 %的合金。其 中，作为金属包覆层3,优选Sn为80%以上。在本实施方式中，示出了在基材2上形成1层由Sn 形成的金属包覆层3的例子，但金属包覆层3也可以为2层以上。此外，作为金属包覆层3的基 底，可以设置由镍、钴或以它们为主成分的合金形成的基底层(未图示）。基底层是为了提高 金属包覆层3的密合性、防止基材2和金属包覆层3的成分互相扩散而设于基材2和金属包覆 层3之间的层。金属包覆层3的厚度(层的厚度)根据其功能通常为0.2μπι~2.Ομπι。金属包覆 层3通常通过镀敷来设置，但并不限定于此。
[0034]氧化物层4是设于金属包覆层3上的以金属包覆层的金属的氧化物为主成分的层。 因此，在金属包覆层3由Sn或以Sn为主成分的合金形成时，氧化物层4也是由Sn或以Sn为主 成分的合金的氧化物形成的层，主成分为氧化锡(Sn0 2等）。氧化物层4即使不满足氧化锡的 结晶构造，但只要是与设在金属包覆层3上的氧化被膜同等的物质也是可以的。氧化物层4 在端子的设计上通常不是特意要设置的层。本发明的端子是通过在加工成端子形状之后进 行时效处理来制造的，因此，金属包覆层3的表面被氧化。但是，若无条件地进行时效处理， 则会产生Sn或以Sn为主成分的合金熔融，或氧化物层变得过厚的问题。因此，为了不影响金 属包覆层3的触点特性，氧化物层4的厚度要设定为50nm以下。当厚度超过50nm时，氧化物层 的电阻高，因此，作为端子的接触电阻提高，不满足触点特性。
[0035]此外，金属包覆层3也可以由Sn或以Sn为主成分的合金以外的金属形成，氧化物层 4则以该金属的氧化物为主成分。即，在金属包覆层3为金属X或以X为主成分的合金时，氧化 物层4可以以金属X的氧化物为主成分。
[0036] 在本实施方式中，作为金属X的元素，除了上述Sn之外，还可以选择Cr、Cu、Zn、AuS Ag〇
[0037] 其中，当金属X为Au时，Au在本实施方式所进行的制造条件下不能被氧化，但有时 在特殊条件下也能形成以Au为主成分的氧化物层，因此，该情况也包含于本发明。此外，在 金属X为Au以外时，由于检测极限的关系，氧化物层4未必能检测得到。此外，如上所述，在本 发明中，氧化物层4并非特意形成，且并非积极地形成，因此不是必需结构。因此，如图1的 (b)所示那样，金属构件Γ也可以是包括基材2和形成于基材2上的金属包覆层3,而在金属 被膜层3上不具有氧化物层4的构造。
[0038] (端子）
[0039] 图2是本实施方式的端子的立体图。
[0040] 端子10包括端子连接部20、与电线的导体部分连接的导体连接部30a以及与电线 的绝缘包覆部分连接的包覆电线连接部30b，端子连接部20和导体连接部30a借助第1过渡 部40a连结，导体连接部30a和包覆电线连接部30b借助第2过渡部40b连结。本实施方式的端 子例如通过在与包覆电线连接之后被容纳于连接器壳体而构成线束(铠装线）。另外，对于 本实施方式的端子，示出了阴端子的例子，但也可以是阳端子。此外，在本实施方式的端子 中，与包覆电线连接的连接部是所谓的开放筒型的端子，但也可以是与包覆电线连接的连 接部被封闭的闭合筒型的构造。
[0041 ](端子的制造方法）
[0042 ]说明本实施方式的端子的制造方法。
[0043]本实施方式的端子的第一制造方法依次包括如下工序:板材制备工序，用于制备 板材，该板材合计含有0.005质量％~3.000质量％的选自Mg、Si、Cu、Zn、Mn、Ni、Cr和Zr中的 至少1种以上的元素，余量由A1和不可避免的杂质构成；固溶工序，加热板材而进行固溶处 理;冷乳工序，对固溶处理后的板材进行冷乳;金属包覆层形成工序，在冷乳后的板材的表 面的局部或全部形成例如由Sn或以Sn为主成分的合金形成的金属包覆层3;第1端子加工工 序，将形成有金属包覆层3的基材冲裁成端子10的展开图形状，从而成形展开端子件;第2端 子加工工序，将展开端子件成形为端子10;以及时效工序，对端子10进行时效处理。
[0044] <板材制备工序>
[0045] 在该工序中，将具有上述组成的铝合金熔化之后，通过半连续铸造法等得到铝合 金铸锭。然后，进行均质化处理、热加工处理、冷加工处理等而得到具有期望的合金组成的 板材。这些处理和工序可以按通常公知的方法进行。可以将后续工序即固溶工序之前所进 行的所有处理工序总称为板材制备工序。
[0046] <固溶工序>
[0047] 接下来，对该板材进行固溶处理。通过进行该处理，能够使板材(基材）中偏析的析 出物、结晶物等过饱和地固溶于板材的铝母相中。当固溶处理在上述温度、时间的范围外进 行时，成为析出物的合金元素的固溶不充分，容易成为时效处理后的强度不足的原因。固溶 处理宜在300°C~550°C下保持1秒钟~180分钟，然后进行急冷到室温。
[0048] <冷乳工序>
[0049]对固溶处理后的板材进行冷乳。冷乳优选以90%以下的压延率进行。对板厚等、板 材的各状态进行调整。当冷乳率超过90%时，板材可能会变得过硬，因此不优选。另外，压延 率由下式定义。
[0050]压延率（％) = {(乳制前的板厚)-(乳制后的板厚）} X 100/(乳制前的板厚）
[0051 ] <金属包覆层形成工序>
[0052]接下来，在板材表面的局部或全部形成由Sn或以Sn为主成分的合金形成的金属包 覆层。根据情况，也可以在形成基底层之后再设置金属包覆层3。形成金属包覆层3的方法没 有特别限定。金属包覆层形成工序可以包括脱脂工序、钝态膜去除工序、浸锌(zincate)处 理工序、基底层形成工序等。金属包覆层形成工序例如在通过镀敷在板材的表面形成Ni基 底层之后，再通过在该Ni基底表面镀Sn而作为金属包覆层来设置。基底层形成工序可以在 进行镀Zn处理之后，通过进行与Zn的置换镀敷来设置基底层。
[0053] <第1端子加工工序>
[0054]将形成有金属包覆层3的板材冲裁成端子10的展开图形状。该情况示于图3。图3的 (a)是形成有金属包覆层3的板材100的俯视图。RD表示乳制方向，TD表示乳制垂直方向，ND 表示乳制面垂直方向。在该端子加工工序中，将板材100冲裁加工成平面展开后的端子形 状，得到图3的(b)所示那样的展开端子件101。展开端子件101通过一体连结加工后成为端 子连接部20的端子连接部用板材200、加工后成为导体连接部30a的导体连接部用板材 300a、加工后成为包覆电线连接部30b的包覆电线连接部用板材300b以及加工后成为第1过 渡部40a和第2过渡部40b的第1过渡部用板材400a和第2过渡部用基材400b而成。另外，金属 包覆层可以形成于展开端子件101的整个表面，但只要至少形成于（1)与包覆电线导体连接 的导体连接部用基材300a的表面、（2)与其他端子连接的端子连接部用板材200的部分即 可。
[0055] <第2端子加工工序>
[0056] 接下来，将展开端子件101成形为最终的端子形状。本实施方式的端子10通过对展 开端子件101进行弯曲加工而制造。在该加工中或加工后，将各端子自连结部500切下而得 到端子。或者，各端子也可以呈保持利用连结部500连结的状态。在本说明书中，即便像这样 利用连结部500连结的状态，但形成了即将切下之前的端子形状的部分与切下后的部分同 样称为端子10。
[0057] <时效工序>
[0058] 最后，对端子10进行时效处理。时效处理是使在固溶处理工序中过饱和地固溶于 铝母相的合金元素以析出物的形态析出的工序。通过该工序，使构成端子的基材中析出均 质且微细的析出物，从而提高强度。此外，随着该强度提升，耐应力缓和特性也提高。若不将 该时效处理设为最后的工序，则板材的强度会变高，难以将板材成形为端子形状。此外，通 过该时效工序，在金属包覆层3上形成氧化物层4。
[0059] 对于时效温度的设定，当时效温度过高时，该氧化物层4会变得过厚，由此，接触电 阻容易上升，此外，当金属包覆层的熔点低于时效温度时，有时还会导致金属包覆层3熔融。 此外，当时效处理的温度过低时，时效不充分，强度和耐应力缓和特性不充分。
[0060] 考虑以上条件，例如金属包覆层3为Sn或Sn合金时，纯Sn的熔点为232°C，因此，时 效处理优选在150 °C~190 °C下进行60分钟~600分钟。在由Sn、Sn合金以外的兀素构成金属 包覆层3时，只要考虑以上条件适当设定制造条件即可。
[0061] 以上为本实施方式的端子的制造方法，但也可以采用调换金属包覆形成工序和第 1端子加工工序的顺序的制法。即，也可以是这样的制造方法，该方法依次包括如下工序:板 材制备工序，用于制备板材，该板材合计含有0.005质量％~3.000质量％的选自Mg、Si、Cu、 211、]\111、附、(>和21中的至少1种以上的元素，余量由41和不可避免的杂质构成 ；固溶工序，加 热板材而进行固溶处理;冷乳工序，对固溶处理后的板材进行冷乳;第1端子加工工序，将冷 乳后的板材冲裁成端子的展开图形状，从而成形展开端子件;金属包覆层形成工序，在展开 端子件的表面的局部或全部形成由Sn或以Sn为主成分的合金形成的金属包覆层3;第2端子 加工工序，将形成有金属包覆层3的展开端子成形为端子；以及时效工序，对端子进行时效 处理。在该制法中，由于在冲裁展开端子件101之后设置金属包覆层3,因此，能够将金属包 覆层3-直设置到展开端子件101的端面(切口）。
[0062] 如上所述，本实施方式的端子包括基材2、形成于基材2上的局部或全部的金属包 覆层3以及形成于金属包覆层4的表面的氧化物层，其中，基材的组成合计含有0.005质量％ ~3.000质量％的选自Mg、Si、Cu、Zn、Mn、Ni、Cr和Zr中的至少l种以上的元素，余量由Al和不 可避免的杂质构成，并且，具有500个Λ? 2以上的平均粒径为10nm~100nm的析出物。
[0063]在金属包覆层3例如由Sn或以Sn为主成分的合金形成时，氧化物层4以Sn氧化物为 主成分，厚度为50nm以下，因此，强度、耐热性和成形加工性优异，在初期和耐久试验后表现 出低接触电阻。
[0064]作为金属包覆层3使用Sn或Sn合金以外的材料时，通过使金属氧化物层4的厚度为 50nm以下，也能使强度、耐热性和成形加工性优异，在初期和耐久试验后表现出低接触电 阻。但是，如上所述，也可以是不形成金属氧化物层4的构造，在该情况下，也能使强度、耐热 性和成形加工性优异，在初期和耐久试验后表现出低接触电阻。
[0065] 实施例
[0066] 以下，基于实施例更详细地说明本发明，但本发明不限定于此。
[0067]表1中不出了合金No. 1~9的合金组成。单位为质量％。空白栏表不未添加，余量为 A1和不可避免的杂质。
[0068][表1]
[0070] 注)表中的斜体加粗的数值表示该数值在本发明的适当范围外。
[0071] 作为端子的制造方法，在图4、图5中示出了制造条件A1~A5和B~J。制造条件A1~ A5和B~F均在中途工序之前实施了铸造、均质化热处理、热加工、冷加工、固溶热处理。各条 件采用通常进行的一般性条件。对于制造条件A1~A5和B~F，仅记载了冷乳处理以后的工 序。
[0072] A1:冷乳率为40 %的冷乳处理、金属包覆层形成处理、第1端子加工处理、第2端子 加工处理、175°C下10h的时效处理
[0073] A2:冷乳率为40 %的冷乳处理、金属包覆层形成处理、第1端子加工处理、第2端子 加工处理、170°C下8h的时效处理
[0074] A3:冷乳率为80 %的冷乳处理、金属包覆层形成处理、第1端子加工处理、第2端子 加工处理、160°C下2h的时效处理
[0075] A4:冷乳率为30 %的冷乳处理、金属包覆层形成处理、第1端子加工处理、第2端子 加工处理、170°C下8h的时效处理
[0076] A5:冷乳率为30 %的冷乳处理、金属包覆层形成处理、第1端子加工处理、第2端子 加工处理、190°C下5h的时效处理
[0077]在比较例5~19、22~27中，按以下的B~F的制造条件进行冷乳处理以后的工序。 [0078] B:冷乳率为40 %的冷乳处理、金属包覆层形成处理、第1端子加工处理、第2端子加 工处理、140 °C下5h的时效处理
[0079] C:冷乳率为40 %的冷乳处理、金属包覆层形成处理、第1端子加工处理、第2端子加 工处理、210°C下5h的时效处理
[0080] D:冷乳率为40 %的冷乳处理、金属包覆层形成处理、第1端子加工处理、第2端子加 工处理
[0081 ] E:冷乳率为40 %的冷乳处理、175 °C下10h的时效处理、金属包覆层形成处理、第1 端子加工处理、第2端子加工处理
[0082] F:冷乳率为95 %的冷乳处理、金属包覆层形成处理、第1端子加工处理、第2端子加 工处理、170 °C下8h的时效处理
[0083]在比较例20、21、28、29中，按以下的G~J的制造条件进行。
[0084] G:铸造、均质化处理、热乳处理、冷乳处理、540 °C下保持lmin后强制空冷的固溶处 理、室温30天的时效处理、金属包覆层形成处理、第1端子加工处理、第2端子加工处理 [0085] Η:铸造、均质化处理、热乳处理、冷乳处理、550 °C下保持lmin后强制空冷的固溶处 理、室温30天的时效处理、金属包覆层形成处理、第1端子加工处理、第2端子加工处理
[0086] I:铸造、均质化处理、热乳处理、冷乳处理、550 °C下保持3h后水冷的固溶处理、175 °CTl6h的时效处理、金属包覆层形成处理、第1端子加工处理、第2端子加工处理 [0087] J:铸造、均质化处理、热乳处理、冷乳处理、550°C下保持3h后水冷的固溶处理、175 °CTl6h的时效处理、冷乳率为38%的冷乳处理、金属包覆层形成处理、第1端子加工处理、 第2端子加工处理
[0088] K:铸造、均质化处理、热乳处理、冷乳处理、第1端子加工处理、第2端子加工处理、 550°C下保持3h后水冷的固溶处理之后以100°C/s进行冷却、180°C下2h的时效处理
[0089] 另外，在任意金属包覆层形成处理中，在去除了铝合金表面的钝态膜后，都进行了 浸锌处理工序。然后，进行通过Zn和Ni的置换镀敷形成Ιμπι厚的Ni的基底层形成工序。然后， 进行了厚度为lwn的镀Sn处理。
[0090] 此外，基材的合金组成采用表1的合金No. 1，分别进行镀敷处理以使金属包覆层的 最外层成为由3]1、0、(：11、211、411、48中的任一元素形成的被膜(参见表6的被膜1'1〇.1~6)，按 制造条件A1和B~D的任一项进行制造。
[0091] 以下，示出端子的分析方法。
[0092] (1)析出物的密度
[0093] 使用SEM(扫描型电子显微镜）或TEM(透射型电子显微镜）测定存在于构成端子的 铝合金中的析出物的密度。以10000~100000的倍率计数最低能确认200个的视野范围中的 析出物的个数，然后换算成每单位面积(μπι 2)的个数。
[0094] (2)氧化物层的厚度
[0095]对于不足20nm的膜厚较薄的试样，利用俄歇电子光谱分析装置（日本ULVAC-PHI公 司生产、扫描型俄歇电子光谱分析装置SAM680型），沿膜厚方向反复进行切削和俄歇电子光 谱分析，将氧化物层消失时的总切削深度作为氧化物层的厚度。此外，对于具有20nm以上的 膜厚的试样，不进行上述那样的试样切削，而是利用SEM的二次电子像、反射电子像的实际 观察和附带的EDX分析装置（日本堀场制作所生产、装置名"7021-H"）确定其膜厚。考虑到测 定精度的问题，以5nm等级判断膜厚，不足5nm的在实施例中用"<5nm"表示，推定实际存在 微小厚度(〇<)的氧化物层，在各实施例中，即使"<5nm"也包含在本发明的范围内。
[0096]以下，示出端子的评价方法。
[0097] a.屈服强度[YS]:
[0098]为了测定端子的金属构件的强度，应该在形成为端子形状之后进行强度试验，但 由于在端子成形后不易进行试验，因此，从板状的金属构件切出试验片进行测定。但是，为 了模拟按上述A1~A5、B~J的条件制造出的端子的状态，从按照从各自的条件除去第1端子 加工处理和第2端子加工处理后的条件得到的金属构件切出各试验片。例如，作为按条件A1 得到的端子的模拟材料，使用分别依次实施了铸造、均质化热处理、热加工、冷加工、固溶热 处理、冷乳率为40%的冷乳处理、金属包覆层形成处理、175°C下10h的时效处理所得的金属 构件。
[0099]屈服强度的测定基于JIS Z2241，测定了3条从金属构件的乳制平行方向切出的 JISZ2201-13B号的试验片，示出了其平均值。将屈服强度为230MPa以上的情况判断为良好 的结果，记作"〇"。另一方面，将屈服强度不足230MPa的情况判断为不良的结果，记作"X"。
[0100] 匕应力缓和率[51?]:
[0101] 应力缓和率的测定也和上述a同样，通过对板状的金属构件进行试验来进行测定。 基于日本铜及黄铜协会JCBA T309:2004(通过弯曲铜和铜合金薄板条进行的应力缓和试验 方法），以在120°C下保持100小时后的条件进行测定。使用悬臂梁式夹具，加载屈服强度的 80 %作为初始应力。将应力缓和率小于50%的情况判断为良好的结果，记作"〇"。另一方 面，将应力缓和率为50%以上的情况判断为不良的结果，记作"X"。
[0102] c.初期接触电阻
[0103] 作为本发明的端子，准备通常作为汽车端子而制造的阳型端子、阴型端子，将它们 嵌合。使用利用四端子法的电阻测定器对两端进行了测定。将表现出不足5πιΩ的电阻的端 子判断为良好的结果，记作"〇"。另一方面，将表现出5πιΩ以上的电阻的端子判断为不良的 结果，记作"X"。
[0104] d.腐蚀试验后的接触电阻
[0105] 将在上述c中试制的阳端子、阴端子嵌合，在5%的NaCl的喷雾环境下放置96h，然 后，使用利用四端子法的电阻测定器对两端进行了测定。将表现出不足5πιΩ的电阻的端子 判断为良好的结果，记作"〇"。另一方面，将表现出5πιΩ以上的电阻的端子判断为不良的结 果，记作"X"。在不能维持接触状态的情况下判断为不良的结果，记作"X"。需要说明的是， 只对充分满足初期接触电阻的条件的试制件进行本测定试验。
[0106] e.热处理试验后的接触电阻
[0107] 将在上述c中试制的阳端子、阴端子嵌合，在120°C的大气环境下放置100h，然后， 使用利用四端子法的电阻测定器对两端进行了测定。将表现出不足5πιΩ的电阻的端子判断 为良好的结果，记作"〇"。另一方面，将表现出5πιΩ以上的电阻的端子判断为不良的结果， 记作"X"。需要说明的是，只对充分满足初期接触电阻的条件的试制件进行本测定试验。
[0108] 表2~4中示出了实施例1~5和比较例1~22的、针对各合金组成(合金No. 1~9)按 各制造条件(A1~A5和B~D、G、Η、K)制造的端子的评价结果。
[0109] 此外，表5示出了比较例23~30的、按各合金组成(合金No. 1~5)和各制造条件(Ε、 F、I、J)制造的端子的评价结果。
[0110] [表 2]
[0111]
[0112][表 3]
[0113]
[0114] 注)表中的斜体加粗的数值表示该数值在本发明的适当范围外。
[0115] [表 4]
[0116]
[0117] 注)表中的斜体加粗的数值表示该数值在本发明的适当范围外。
[0118] [表 5]
[0119]
[0120] 如表2所示，可知，实施例1~5的端子的组成由于合计含有0.005质量％~3.000质 量％的选自1@、5;[、(]11、211、]\111、附、0和21'中的至少1种以上的元素，余量由41和不可避免的 杂质构成，并且，具有500个/mi 2以上的平均粒径为10nm~100nm的析出物，因此，屈服强度 为230MPa以上，并且，应力缓和率小于50%。即，强度和耐热性优异。同时，以Sn氧化物为主 成分的氧化物层的厚度为50nm以下，因此，实施例1~5的铝端子的初期接触电阻、腐蚀试验 后的接触电阻和热处理试验后的接触电阻均较低。
[0121] 需要说明的是，在实施例1~5中，均是在端子成形后进行时效工序的，因此，在端 子成形时，时效析出效果所带来的强度的提高尚未产生，端子成形加工容易。
[0122] 另一方面，如表3所示，可知，比较例1的端子合计含有0.002质量％的选自Mg、Si、 Cu、Zn、Mn、Ni、Cr和Zr中的至少1种以上的元素，并且，平均粒径为10nm~lOOnm的析出物为0 个Λ?2，因此，强度和耐热性差。此外，初期接触电阻高，不满足端子特性。
[0123] 比较例2、4的端子合计含有3.000质量％以上的选自1^、3丨、〇1、211、111、附、0和2『 中的至少1种以上的元素，因此，会促进母材铝腐蚀的化合物的存在量过多，因此，腐蚀试验 后的接触电阻高，不满足端子特性。
[0124] 比较例3的端子合计含有4.850质量％的选自Mg、Si、Cu、Zn、Mn、Ni、Cr和Zr中的至 少1种以上的元素，并且，平均粒径为l〇nm~lOOnm的析出物为100个/μπι2,因此，耐热性差。 此外，热处理试验后的接触电阻高，不满足端子特性。
[0125] 由表4所示可知，比较例5,7、8、10、11、13、14、16、17、19、20、21的端子由于平均粒 径为10nm~lOOnm的析出物不足500个/μπι2,因此，强度和耐热性差。此外，初期接触电阻高， 不满足端子特性。
[0126] 比较例5、7、8、10、13、16、19的端子没有进行所述时效工序，或者时效工序中的热 处理因温度低、时间短而不足，未获得充分的析出物密度，导致材料强度不够，未获得充分 的初期电阻。此外，是耐应力缓和特性差的合金，推想热处理试验后的电阻也达不到充分的 特性。此外，比较例6、9、12、15、18的端子由于由氧化锡形成的氧化物层的厚度超过5〇11 111，因 此，初期接触电阻高，不满足端子特性。
[0127]在比较例22中，由于未经金属包覆形成工序，因此，基材未形成金属包覆层，在触 点处无法取得导通，初期接触电阻高，不满足端子特性。
[0128] 此外，如表5所示，可知，在比较例23~30中，在第1端子加工工序或第2端子加工工 序中，加工部分出现断裂，若成形为端子形状，则在基材中产生裂缝。也就是说，在端子制造 时导致不良情况。因此，不能作为端子而进行上述评价。这样的端子可靠性不足，因此，不能 作为端子使用。由此可知，在条件E、F、I、J下不能成形良好的铝制端子。
[0129] 此外，表7中示出了实施例6~11和比较例31~42的端子的评价结果，所述端子在 合金组成No. 1的基材上形成表6的被膜No. 1~6所示的任一被膜，并按各制造条件(A1、和B ~D)制造。
[0134] 注)表中的斜体加粗的数值表示该数值在本发明的适当范围外。
[0135] 由表7的结果可知，实施例6~10的端子的基材的组成合计含有2.15质量％的1%、 Si、Cu和Cr，余量由A1和不可避免的杂质构成，并且，具有3500个/μπι2的平均粒径为10nm~ 100nm的析出物，此外，以Sn、Cr、Cu、Zn、Ag氧化物中的任一氧化物为主成分的氧化物层的厚 度为50nm以下，且屈服强度为230MPa以上，应力缓和率小于50%，因此，端子成形加工性优 异，初期接触电阻、腐蚀试验后的接触电阻和热处理试验后的接触电阻均较低。
[0136] 此外，实施例11的端子的基材的组成合计含有2.15质量％的1^51、Cu和Cr，余量 由A1和不可避免的杂质构成，并且，具有3500个/μπι 2的平均粒径为10nm~100nm的析出物， 金属被膜层由Au形成，在制造条件A1下未形成Au氧化物层，但端子成形加工性优异，初期接 触电阻、腐蚀试验后的接触电阻和热处理试验后的接触电阻均较低。
[0137] 在比较例31、33、34、36、37、39、40、42中，没有时效工序或者热处理因温度低、时间 短而不足，因此，未获得充分的析出物密度，材料强度不够，未获得充分的初期电阻。此外， 是耐应力缓和特性差的合金，推想热处理试验后的电阻也达不到充分的特性。
[0138] 在比较例32、35、38、41中，由氧化锡形成的氧化物层的厚度均超过了5〇11111，因此， 初期接触电阻高，不满足端子特性。
[0139] 如上，本实施例的端子包括基材、金属包覆层和氧化物层，基材的组成合计含有 0.005质量％~3.000质量％的选自Mg、Si、Cu、Zn、Mn、Ni、Cr和Zr中的至少l种以上的元素， 余量由A1和不可避免的杂质构成，并且，具有500个Am 2以上的平均粒径为10nm~lOOnm的 析出物，金属包覆层由3]1、0、(：11、211、411或48、或者以它们中的任一种为主成分的合金形成， 在存在氧化物层的情况下，该氧化物层以311、(^、〇1、211^8氧化物中的任一氧化物为主成 分，厚度为50nm以下，因此，强度、耐热性和成形加工性优异，在初期和耐久试验后表现出低 接触电阻。
[0140] 本发明的端子能很好地用于搭载了铝线束的汽车用端子。
[0141] 附图标记说明
[0142] 1:金属构件
[0143] Γ:金属构件
[0144] 2:基材
[0145] 3:金属包覆层
[0146] 4:氧化物层 [0147] 10:端子
[0148] 20:端子连接部
[0149] 30a:导体连接部
[0150] 30b:包覆电线连接部
[0151] 40a:第1过渡部
[0152] 40b:第2过渡部
[0153] 100:铝合金板材
[0154] 101:端子展开件
[0155] 200:端子连接部用基材
[0156] 300a:导体连接部用基材
[0157] 300b:包覆电线连接部用基材
[0158] 400a:第1过渡部用基材
[0159] 400b:第2过渡部用基材
[0160] 500:连结部。
【主权项】
1. 一种端子，其由金属构件形成，该金属构件包括基材和形成于所述基材上的局部或 全部的金属包覆层，其特征在于， 所述基材具有如下组成:合计含有0.005质量％~3.000质量％的选自Mg、Si、Cu、Zn、 111、附、(>和21中的至少1种以上的元素，余量由41和不可避免的杂质构成，并且，具有500 个/μπι2以上的平均粒径为1 Onm~1 OOnm的析出物， 所述金属包覆层由3]1、0、(：11、211、411或48、或者以它们中的任一种为主成分的合金形 成。2. 根据权利要求1所述的端子，其特征在于， 所述金属构件还具有形成于所述金属包覆层的表面的氧化物层， 所述氧化物层以所述金属包覆层的主成分的氧化物为主成分，厚度为50nm以下。3. 根据权利要求1或2所述的端子，其中，在所述基材和所述金属包覆层之间具有1层以 上的基底层。4. 根据权利要求3所述的端子，其中，所述基底层由Ni、Co、以Ni为主成分的合金和以Co 为主成分的合金中的任一种形成。5. -种端子的制造方法，其特征在于， 该端子的制造方法依次包括： 板材制备工序，用于制备板材，该板材合计含有〇. 005质量％~3.000质量％的选自Mg、 3;[、(]11、211、]\111、附、0和21'中的至少1种以上的元素，余量由41和不可避免的杂质构成； 固溶工序，加热所述板材而进行固溶处理； 冷乳工序，对所述固溶处理后的板材进行冷乳； 金属包覆层形成工序，在所述冷乳后的板材的表面的局部或全部形成由Sn、Cr、Cu、Zn、 Au或Ag、或者以它们中的任一种为主成分的合金形成的金属包覆层； 第1端子加工工序，将形成有所述金属包覆层的板材冲裁成端子的展开图形状，从而成 形展开端子件； 第2端子加工工序，将所述展开端子件成形为端子；以及 时效工序，对所述端子进行时效处理。6. -种端子的制造方法，其特征在于， 该端子的制造方法依次包括： 板材制备工序，用于制备板材，该板材合计含有〇. 005质量％~3.000质量％的选自Mg、 3;[、(]11、211、]\111、附、0和21'中的至少1种以上的元素，余量由41和不可避免的杂质构成； 固溶工序，加热所述板材而进行固溶处理； 冷乳工序，对所述固溶处理后的板材进行冷乳； 第1端子加工工序，将所述冷乳后的板材冲裁成端子的展开图形状，从而成形展开端子 件； 金属包覆层形成工序，在所述展开端子件的表面的局部或全部形成由Sn、Cr、Cu、Zn、Au 或Ag、或者以它们中任一种为主成分的合金形成的金属包覆层； 第2端子加工工序，将形成有所述金属包覆层的展开端子成形为端子；以及 时效工序，对所述端子进行时效处理。7. 根据权利要求5或6所述的端子的制造方法，其中，所述金属包覆层形成工序包括在
【文档编号】H01R13/03GK106030918SQ201580008779
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年3月5日
【发明人】松尾亮佑, 水户濑贤悟
【申请人】古河电气工业株式会社, 古河As株式会社