CN103782449B - 端子连接器、具有端子连接器的电线及将端子连接器和电线连接的方法 - Google Patents

端子连接器、具有端子连接器的电线及将端子连接器和电线连接的方法 Download PDF

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Abstract

本发明是端子连接器(12),其包括可压接到被包覆电线(40)上的压接部(30),其特征在于:铝层或铝合金层被形成在基础材料的表面层上,基础材料形成压接部(30);以及,防蚀铝层(35)形成在铝层或铝合金层的表面上,防蚀铝层比基础材料硬。本发明还可以是设有端子连接器的电线(10),该电线设有上述的端子连接器(12)和包覆电线(40),该包覆电线具有由铝或铝合金制成的芯线(42)并且端子连接器(12)的压接部(30)被压接到芯线(42)上。

Description

端子连接器、具有端子连接器 的电线及将端子连接器和电线连接的方法
技术领域
本发明涉及端子连接器、具有端子连接器的电线和将端子连接器和电线连接的方法
背景技术
常规地,专利文献1公开了一种将端子连接器和铝电线进行连接的已知方法,其中铝电线包括由绝缘包覆物覆盖的铝芯。在铝电线的芯的表面上可能会形成氧化膜。端子连接器的压接部是锯齿状的以刺破氧化膜,从而形成在铝电线表面上的氧化膜被锯齿刺破。在该结构中,当氧化膜被刺破而露出铝芯时,芯被导电地连接到压接部。因此,能够减小铝电线和端子连接器之间的连接电阻。
专利文献1:日本未审专利公开No.2010-3584。
发明内容
发明要解决的问题
然而,在上述连接方法,虽然氧化膜被锯齿刺破,但是压接部仍然需要被用力地压接,以获得稳定的连接电阻。当压接部被用力地压接时,由于压接部在前后方向上延伸,所以端子连接器可能被破坏或者压接部可能从连接器的后端突出。因此,期望一种即使在温和压接的情形下也能够提供稳定连接电阻的连接方法。
鉴于以上情况,完成了本发明。本发明的目的是即使在温和压接的情形下也能够获得稳定的连接电阻。
解决问题的方法
本发明是一种端子连接器,包括压接到电线上的压接部。所述压接部包括:基础材料;在所述基础材料上的铝层或铝合金层;和在所述铝层或所述铝合金层的表面上的硬质层,所述硬质层比所述基础材料硬。
本发明可以是一种具有端子连接器的电线,包括上述的端子连接器和包括由铝或铝合金制成的芯线的电线。所述端子连接器的压接部被压接到所述芯线上。
本发明可以是一种将端子连接器和电线连接的方法。所述端子连接器包括连接到所述电线上的压接部,该电线包括由铝或铝合金制成的芯线。该方法包括:在形成于包含在所述压接部中的基础材料上的铝层或铝合金层上形成硬质层,以及使所述压接部变形且压接到所述芯线上以使得所述硬质层被刺破。所述被刺破的硬质层切割所述芯线的表面层,以使得所述芯线的芯露出,并且所述露出的芯和基础材料彼此压力接触。所述硬质层比所述基础材料硬。
在该结构中,由于硬质层比基础材料硬,所以当端子连接器的压接部压接到电线的芯线上时,硬质层不会沿着压接部的变形而变形。因此,硬质层能够被轻易刺破。被刺破的硬质层切割形成在电线芯线表面上的氧化膜,以使得芯线的芯露出,因此当硬质层被刺破时露出的芯和未露出的基础材料能够电连接。由于这种结构,端子连接器几乎不被端子连接器的紧密压接损坏,并且压接部几乎不从连接器后端突出。因此,能够在温和压接情形下获得稳定的连接电阻。
接下来的结构作为本发明的实施例是优选的。
所述基础材料可以是金属材料,其与构成所述铝层或所述铝合金层的金属材料相同。所述基础材料和所述铝层或所述铝合金层是整体构件。
利用该结构,基础材料和铝层或铝合金层能够整体地形成。
所述硬质层是防蚀铝层。
防蚀铝是形成在铝或铝合金表面上的氧化膜,因此防蚀铝层作为硬质层容易形成在铝层或铝合金层的表面上。
所述防蚀铝层具有大于等于1μm且小于等于10μm的厚度。
利用该结构,芯线的芯和端子连接器的基础材料能够被适当地连接,由于芯和基础材料之间没有设置多余的绝缘件(防蚀铝层的刺破件),所以能够获得具有低电阻的连接结构。
所述基础材料是铝合金,选自2000系列合金、6000系列合金、和7000系列合金。
以上铝合金具有诸如弯曲特性的高机械特性,因此铝合金能够适当地加工,例如被加压。此外,以上铝合金具有高热阻,因此铝合金能够用于高温环境(例如,当应用于汽车时,在大约120℃至大约150℃的温度下)。
发明的效果
根据本发明,能够在温和压接情形下获得稳定的连接电阻。
附图说明
图1是根据一实施例的端子连接器的平面图。
图2是端子连接器的侧视图。
图3是图示端子连接器的压接部即将由压接机压接之前的状态的侧视图。
图4是图示端子连接器的压接部刚由压接机压接之后的状态的侧视图。
图5是具有端子连接器的电线的侧视图。
图6是图示铝端子和铝电线被压接之前的状态的横截面图。
图7是图示铝端子和铝电线被压接之后的状态的横截面图。
图8是图示铝端子的压接部即将由压接机压接之前的状态的正视横截面图。
图9是图示铝端子由压接机压接期间的状态的正视横截面图。
图10是图示铝端子的压接部刚由压接机压接之后的状态的正视横截面图。
图11是图8的部分放大横截面图。
图12是图10的部分放大横截面图。
图13是接线筒的未被防蚀铝处理的压接表面的SEM图像。
图14是接线筒的被防蚀铝处理的压接表面的SEM图像。
图15是芯线的压接表面的SEM图像且与图13对应。
图16是芯线的压接表面的SEM图像且与图13对应。
图17是表1中的数据(未被防蚀铝处理的压接表面)的图表。
图18是表2中的数据(被防蚀铝处理的压接表面)的图表。
图19是表3中的数据(被水软铝石处理的样品No.200)的图表。
图20是表4中的数据(被水软铝石处理的样品No.210)的图表。
图21是表5中的数据(被水软铝石处理的样品No.220)的图表。
具体实施方式
<实施例>
将参考图1至图18描述本发明的实施例。如图1所示,在压接之前,端子连接器12包括具有多边形管状形状的本体20和形成本体20后部上的压接部30。端子连接器12是通过压制铝合金板而形成的铝端子(通过以预定形状冲压出铝合金板并进一步弯曲而形成),其中铝合金板是基础材料。更具体地描述,基础材料是JIS(JIS H4000:1999)的6000系列合金(例如6061合金)的铝合金板。例如,通过铸造、热轧、冷轧和各种热处理(例如T6处理)而生产基础材料。在本实施例中,端子连接器12是阴性端子连接器,但是根据本发明,可以是具有突片似形状的阳性端子连接器。端子连接器12的基础材料可以由诸如铜、铜合金和铝的任何金属制成。
铝合金可以具有表现为高机械特性(诸如弯曲特性)和高热阻的成分。具体的实例包括JIS(JIS H4000:1999)的2000系列合金,6000系列合金,和7000系列合金。2000系列合金是铝铜合金,其被称为硬铝合金或超硬铝合金,并且强度高。合金编号的具体实例包括2024和2219。6000系列合金是铝镁硅合金,并且具有高强度、高耐腐蚀性和高阳极电镀特性。合金编号的具体实例包括6061。7000系列合金是铝锌镁合金,其被称为极超硬铝合金,并且强度非常高。具体合金编号的实例包括7075。
包覆电线40是铝电线,并且包括芯线42和包覆物43,芯线42包含多个金属线41,包覆物43由绝缘合成树脂制成。包覆物43覆盖芯线42。本实施例的包覆电线40包括11根金属线41构成的捆。可以使用任何金属,例如铜、铜合金、铝和铝合金作为包含在芯线42中的金属线41的芯。本实施例的金属线41由铝合金制成。在本实施例中,由铝合金制成的端子连接器和由铝合金制成的芯线连接,即,包括同类型金属作为主要成分的元件连接,因此难以发生电腐蚀。
在包覆电线中包含的铝合金包括从铁、镁、硅、铜、锌、镍、猛、银、铬和锆中选择的至少一种元素,其总量是质量的0.005%或更多且是质量的5.0%或更少,并且剩余的是铝和杂质。铝合金优选地在总量上包含以下元素(质量百分比):铁:大于等于0.005%且小于等于2.2%;镁:大于等于0.05%且小于等于1.0%;猛、镍、锆、锌、铬和银总计为:大于等于0.005%且小于等于0.2%;铜:大于等于0.05%且小于等于0.5%;硅:大于等于0.04%且小于等于1.0%。化合物中可以包含一个或多个附加元素。除了上述附加元素之外,合金可以包含500ppm或更少的钛、硼。包含上述附加元素的合金的实例包括铝铁合金、铝铁镁合金、铝铁镁硅合金、铝铁硅合金、铝铁镁-(猛、镍、锆、银)合金、铝铁铜合金、铝铁铜-(镁、硅)合金、和铝镁硅铜合金。
构成包覆电线的铝合金可以是单根线、金属绞合线,或压缩绞合线。可以基于使用适当地选择芯线的直径(绞合之前的绞合线的每个芯线的直径)。例如,芯线可以具有大于等于0.2mm且小于等于1.5mm的直径。
构成包覆电线(线捆的金属线)的铝合金满足大于等于110MPa且小于等于200MPa的抗张强度、40MPa或更大的0.2%屈服应力、10%或更长的伸长、和58%或更大的IACS(International Annealed CopperStandard国际退火铜标准)的导电性中的至少一个。具体地,满足10%或更长的伸长的芯具有高冲击阻力,并且当端子连接器连接到另一端子连接器、连接器、或电设备时不可能被刺破。
包含在包覆电线中的绝缘包覆物可以是各种绝缘材料,例如聚氯乙烯(PVC)、包括作为基础的聚烯烃树脂的无卤素树脂成分和阻燃剂成分。包覆物可以具有根据期望的绝缘强度适当选择的厚度。
可以诸如通过铸造、热轧(坯铸造材料的均质化)、冷拉工艺(其可以适当地包括诸如软化处理、绞合和压缩的工艺)而生产芯线。能够通过在芯线的外周表面上形成绝缘层而生产包覆电线。
如图1所示,多个端子连接器12连接到载体C的一个边缘。每个端子连接器12从载体C的前边缘向前突出。端子连接器12布置为它们之间在载体C的承载方向上具有预定空间。端子连接器12和载体C由连接部13连接。端子连接器12、载体C和连接部13构成具有载体11的端子连接器。
本体20包括底部22、从底部22的各侧边缘升起的两侧23、和顶部24,顶部24是在一侧23的上边缘朝向另一侧23的上边缘弯曲的部分。
可弹性移位的挠性接触条21形成在本体20内。挠性接触条21是从底部22的前边缘向后弯曲的部分。在本体20中,挠性接触条21和面对挠性接触条21的相对表面(顶部24的下表面)之间为导电本体提供空间,具有突片似形状(未图示)的导电本体能够插入到其中。自然状态下挠性接触条21和相对表面之间的距离小于待插入的导电本体的厚度。在该结构中,当导电本体插入挠性接触条21和相对表面之间而挠性接触条21由导电本体弯曲时,导电本体弹性地接触且电连接到挠性接触条21。
压接部30包括U似形状的接线筒31和布置在接线筒31后侧上的U似形状的绝缘筒32。压接部30包括底壁33,其在前后方向上从本体20的底部22连续地延伸。
接线筒31包括两个挤锻件(swaging piece)31A、31A,其从底壁33的各侧边缘向上彼此面对地延伸。芯线42的端部沿着前后方向布置在底壁33上,并且接线筒31构成为通过由挤锻件31A、31A挤锻芯线42的端部而构成为压接芯线42。芯线42与挤锻件31A、31A和底壁33导电接触,因此芯线42和接线筒31电连接。
绝缘筒32包括两个挤锻件32A、32B,其从底壁33的各侧边缘向上延伸。挤锻件32A、32B在前后方向上彼此远离地布置。在以下的描述中,位于前侧的一个被称为挤锻件32A,位于后侧的另一个被称为挤锻件32B。包覆物43布置在底壁33上,并且通过由挤锻件32A、32B挤锻包覆物43,绝缘筒32被构造成压接芯线42和包覆物43。
如图1所示,载体C在与连接部13对应的位置上具有用于承载载体C的承载孔14。每个承载孔14是圆形孔,并且在其厚度方向上通过载体C延伸。压接装置50(见图3和图4)包括承载轴(未示出),其构成为插入承载孔14中以承载具有载体11的端子连接器。
如图3所示,压接装置50包括砧座51和布置在砧座51上的两个压接器52A、52B。接线筒31和绝缘筒32放置在砧座51上。与接线筒31对应的压接器52A被称为第一压接器52A,与绝缘筒32对应的压接器52B被称为第二压接器52B。压接器52A、52B构成为由未示出的驱动装置沿垂直方向移动。
切割机(未图示)被布置在端子连接器12的后侧上,该切割机被构造成从载体C切割端子连接器12。具有载体11的端子连接器由载体C载入压接装置50,然后,包覆电线40的端部布置在压接部30上。接着,压接部30由压接装置50压接,并且压接部30通过切割机与载体C分开。结果,形成具有端子连接器的电线。
由于空气中的湿气或氧气的反应,在包含在芯线42中的每个金属线41的表面上可能形成绝缘氧化膜(例如氧化铝)L。如果芯线42连接到其间具有氧化膜L的接线筒31上,则连接电阻会变大。
为了解这个问题,在本实施例中,锯齿34被设置在待与芯线42接触的压接表面上。芯线42埋入锯齿34中,以使得锯齿34的边缘刺破氧化膜L。三个锯齿34每个都形成为在宽度方向上延伸的槽似形状,该宽度方向是与接线筒31的前后方向垂直的方向,并且锯齿34布置为它们之间具在前后方向上有预定空间。
为了即使在执行诸如热震试验的耐久试验之后也可获得稳定的连接电阻,接线筒31的压缩比(由压接之后的导体的横截面区域除压接之前导体的横截面计算得到的比率)需要是低的。然而,“低压缩比”意味着接线筒31在较高的压缩条件下进行压缩,在下文中可以简单地称为“紧密压缩”。类似地,“高压缩比”意味着接线筒31在较低(更温和)的压缩条件下进行压缩,在下文中可以简单地称为“松散压缩”。当接线筒31被紧密压缩时,接线筒31塑性变形,使接线筒31在前后方向上伸长。具体地,当具有端子连接器10的电线插入连接器(未图示)的腔(未图示)中时,在后侧上从挤锻件32B的后端突出的连接部13的后端13R从腔突出,因此在彼此接近的具有端子连接器10的电线之间可能发生漏电。
为了解决此问题,在本实施例中,如图6所示,作为阳极电镀层的防蚀铝层35形成在将与接线筒31的压接表面(将与芯线42接触的导电本体接触表面)上。在端子连接器12连接到包覆电线40的端部之后,防蚀铝层35保持在芯线42和接线筒31之间。作为防蚀铝层35的主要成分的氧化铝(Al2O3)是绝缘体,因此如果防蚀铝层35太厚,则连接电阻可能变大。此外,如果防蚀铝层35太薄,则形成在芯线42表面上的氧化膜L不能被充分地刺破,因此连接电阻可能变大。因此,优选地,防蚀铝层35具有大于等于0.5μm且小于等于10μm的厚度。防蚀铝层35是多孔层,并且具有比氧化膜L密集的晶体结构。防蚀铝层35具有200至250Hv的硬度。作为基础材料的铝合金具有30至105Hv的硬度。防蚀铝层35是硬质层,其比基础材料更硬。在此结构中,当挤锻接线筒31时,因为防蚀铝层35不能沿着接线筒31的变形而变形,所以防蚀铝层35被刺破到防蚀铝件中。防蚀铝件从接线筒31的表面突出。
通过电解处理(具体地,顺序执行脱脂处理,蚀刻处理,水净处理,酸净处理,水冷处理,阳极电镀处理,和水净处理)形成防蚀铝层35。在脱脂处理中,以此顺序执行注入商业上可用的脱脂溶液,注入已醇溶液,并进行搅动,以及超声波清洗。在蚀刻处理中,使用氢氧化钠溶液(200g/L,pH=12)。在酸净处理中,使用硝酸的混合水的酸溶液:400ml/L,和氢氟酸:40ml/L。在阳极电镀处理中,使用稀释的硫磺酸溶液(含水的硫磺酸溶液(200ml/L)),并且控制通电电流和通电时间以获得具有期望厚度的防蚀铝层35。在蚀刻处理之后的水净处理中,使用超声波清洗。在酸净处理之后的水净处理和阳极电镀处理之后的水净处理中,使用流动水。
在图6中,为了简短地解释在压缩期间防蚀铝层35如何刺破氧化膜L,图示了金属线61,它包括由铝合金制成且其表面上具有氧化膜L的芯线60。最初,在图6的状态下,挤锻件31A、31A被挤锻,以使得接线筒31变形。然后,由于防蚀铝层35不能沿着芯60的变形而变形,所以防蚀铝层35被刺破。如图7所示,刺破的防蚀铝层35通过刮擦和剥削而刺破氧化膜L。在这种状态下,作为接线筒31的基础材料的铝合金和作为金属线61的芯60的铝合金彼此压接触并且构成整体,从而将它们导电地连接。通过这种结构,能够由松散压缩而不是紧密压缩的接线筒31获得稳定的连接电阻。
然而,能够由锯齿34刺破的氧化膜L清楚地限制为金属线41的氧化膜L,其被设置在芯线42的外周上。被设置在芯线42的内侧而不在外周上的金属线41的氧化膜L不能与锯齿34直接接触,因此,不能获得稳定的连接电阻。
为了解决此问题,在本实施例中,芯线42的所有的金属线41在其表面上具有防蚀铝层44。类似于接线筒31的防蚀铝层35,通过对芯的铝合金的表面进行电解处理而形成防蚀铝层44。防蚀铝层44具有与防蚀铝层35相同的特性。
将参考图8至图12描述在压缩期间防蚀铝层44如何刺破氧化膜L。在图11和图12中,为了简短地解释在压缩期间防蚀铝层44如何刺破氧化膜L,图示了将金属线63和金属线41混合捆扎在一起构成的芯线64。每个金属线63包括由铝合金制成且其表面上具有氧化膜L的基础材料62。每个金属线41包括基础材料62,基础材料62由铝合金制成且具有其表面上形成的防蚀铝层44。图示如下接线筒31作为实例,其中在压接表面的左半部上具有防蚀铝层44并且在右半部上没有防蚀铝层44。
如图8所示,接线筒31和芯线64布置在砧座51上。在此状态下,第一压接器51A向下移动,因此挤锻件31A、31A由第一压接器52A向内弯曲,然后,挤锻件31A、31A从上侧埋在芯线64中,如图9所示。第一压接器52A进一步地向下移动,因此如图10所示,在金属线41、63变形的情况下,接线筒31被压接到芯线64。
此时,由于防蚀铝层44不能沿着金属线41和挤锻件31A、31A的变形而变形,所以防蚀铝层44被刺破。如图12所示,刺破的防蚀铝层44通过刮擦和剥削每个金属线63表面上的氧化膜L而刺破氧化膜L,从而露出每个金属线41的由防蚀铝层44覆盖的芯线。然后,作为金属线41的芯线的铝合金和作为金属线63的芯的铝合金彼此压接触并且构成整体,从而将它们导电地连接。在这种结构中,未与锯齿34接触的氧化膜L和防蚀铝层44能够被刺破,从而导电连接芯线64内侧上的金属线41、63。通过这种结构,能够通过被低压缩的接线筒31,即接线筒31不需高压缩,来获得稳定的连接电阻。
<实例>
在下文中,将参考实例更详细地描述实施例。在接下来的描述中,铝端子对应于实施例的具有端子连接器10的电线,并且铝电线对应于包覆电线40的芯线42。
将参考图13至图16描述受到防蚀铝处理的表面和未受到防蚀铝处理的表面的情况。未受到防蚀铝处理的铝端子压接到未受到防蚀铝处理的铝电线上,然后,将铝电线从铝端子分离开。
图13是铝端子的压接表面的SEM图像。图15是铝电线的压接表面的SEM图像。如图13的放大图的左部分所示,铝端子的压接表面是平滑的。如图15的放大图的右部分所示,铝端子的压接表面是平滑的。
接下来,被防蚀铝处理的铝端子压接到未防蚀铝处理的铝电线上,然后,将铝电线从铝材料分离开。图14是铝端子的压接表面的SEM图像。图16是铝电线的压接表面的SEM图像。如图14的放大图的左部分所示,通过刺破铝端子压接表面上的防蚀铝层而形成鳞片状防蚀铝处理件。压接表面整体上具有小的撞伤和凹痕。类似地,如图16所示,铝电线的压接表面具有转移的小撞伤和凹痕。
如从SEM图像清晰可知,鳞片状防蚀铝处理件刺破铝电线的氧化膜,因此氧化膜能够不仅由锯齿的边缘而且由铝端子的压接表面整体来刺破。为了由此方法刺破氧化膜,防蚀铝将被预先刺入鳞片状防蚀铝件。铝电线的压接表面需要变形以在铝端子压接表面压接到铝电线压接表面之前刺破防蚀铝。
接下来,将参考图17和图18描述受到耐久试验(热震试验)的压接部上的电阻改变。由T6处理(在550℃加热三小时,由水冷却,然后在175℃加热16小时)铝合金板来获得在耐久试验中使用的铝端子的基础材料,其中铝合金板由JIS(JIS H4000:1999)的6000系列合金(例如,6061合金)组成。用于耐久试验的防蚀铝层具有2μm的平均厚度。基于接线筒截面的SEM图像而确定平均厚度。图17图示了具有铝端子的铝电线的压接部上的电阻改变,该铝端子包括未被防蚀铝处理的铝电线和压接到未被防蚀铝处理的铝电线上的未被防蚀铝处理的铝端子。图18图示了具有铝端子的铝电线的压接部上的电阻改变,该铝端子包括未被防蚀铝处理的铝电线和压接到未被防蚀铝处理的铝电线上的被防蚀铝处理的铝端子。在实施例中,术语“压接部上的电阻”与术语“连接电阻”被同义地使用。
下面的表1是图17的图表的原始数据。表2是图18的图表的原始数据。图17和图18中的压缩比是由压接之后的芯线的横截面区域除压接之前芯线的横截面计算得到的比率。当压缩比降低时,接线筒被更紧密地压接。当压缩比增加时,接线筒被更松散地压接。
表1
未被防蚀铝处理
压接部上的原始电阻(mΩ)
压缩比(%) 40 45 50 55 60 65
平均(mΩ) 0.26 0.25 0.23 0.30 0.29 0.43
最大(mΩ) 0.43 0.41 0.32 0.35 0.50 0.47
最小(mΩ) 0.15 0.15 0.17 0.23 0.19 0.40
耐久试验之后的压接部上的电阻(mΩ)
压缩比(%) 40 45 50 55 60 65
平均(mΩ) 0.40 0.50 0.32 0.36 0.49 0.62
最大(mΩ) 0.66 0.75 0.51 0.60 0.91 0.74
最小(mΩ) 0.23 0.31 0.24 0.16 0.27 0.50
表2
被防蚀铝处理
压接部上的原始电阻(mΩ)
压缩比(%) 40 45 50 55 60 65
平均(mΩ) 0.18 0.22 0.18 0.19 0.18 0.19
最大(mΩ) 0.20 0.29 0.20 0.21 0.20 0.22
最小(mΩ) 0.15 0.14 0.16 0.18 0.15 0.17
耐久试验之后的压接部上的电阻(mΩ)
压缩比(%) 40 45 50 55 60 65
平均(mΩ) 0.18 0.20 0.17 0.18 0.20 0.22
最大(mΩ) 0.26 0.25 0.23 0.20 0.33 0.26
最小(mΩ) 0.08 0.15 0.12 0.16 0.12 0.18
如图18所示,具有被防蚀铝处理的铝端子的铝电线整体上在压接部具有比具有未被防蚀铝处理的铝端子的铝电线更低的电阻。进一步地,不考虑压缩比,具有被防蚀铝处理的铝端子的铝电线在压接部上具有低电阻。在图18中,在耐久试验之前和之后,在40%至65%的压缩比的范围内,压接部上的电阻稳定在0.2mΩ。压接部上的电阻几乎没有表现出增加,这表示在压接部上获得稳定的电阻。另一方面,如图17所示,在具有未被防蚀铝处理的铝端子的铝电线中,在耐久试验之后,在40%至65%的压缩比的范围内,压接部上的电阻最大增加0.2mΩ。在具有被防蚀铝处理的铝端子的铝电线中,在耐久试验之前和之后,在压接部上的电阻几乎没有表现出增加,且维持低电阻。具体地,在65%的压缩比下,这被认为是最温和的压缩情形,压接部上的电阻没有增加,这意味着压接部上的电阻即使在温和压缩情形下也是稳定的。因此,具有被防蚀铝处理的铝端子的铝电线能够维持长期的低电阻。
接下来,参考图19和图21,将描述在包括接线筒的压接部上经过耐久试验(热震试验)之后电阻的改变,其中接线筒受到水软铝石处理而不是防蚀铝处理。下面的表3是用于图19的图表的原始数据,表4是用于图20的图表的原始数据,表5是用于图21的图表的原始数据。图19至图21中的压缩比,其与图17和图18中的压缩比含义相同,是由压接之后芯线的横截面区域除压接之前的芯线的横截面区域而计算得到的比率。当压缩率降低时,接线筒31被更紧密地压接。当压缩率增加时,接线筒31被更松散地压接。
表3
样品No.200水软铝石处理
压接部上的原始电阻(mΩ)
压缩比(%) 40 45 50 55 60
平均(mΩ) 0.35 0.24 0.43 0.28 0.26
最大(mΩ) 0.52 0.34 0.75 0.36 0.42
最小(mΩ) 0.29 0.17 0.29 0.18 0.19
耐久试验之后的压接部上的电阻(mΩ)
压缩比(%) 40 45 50 55 60
ave(mΩ) 0.45 0.31 0.55 0.43 0.27
max(mΩ) 0.80 0.40 0.86 0.63 0.41
min(mΩ) 0.28 0.27 0.32 0.32 0.16
表4
样品No.210水软铝石处理
压接部上的原始电阻(mΩ)
压缩比(%) 40 45 50 55 60
平均(mΩ) 0.30 0.33 0.25 0.29 0.52
最大(mΩ) 0.38 0.53 0.28 0.37 0.67
最小(mΩ) 0.22 0.27 0.23 0.18 0.22
耐久试验之后的压接部上的电阻(mΩ)
压缩比(%) 40 45 50 55 60
ave(mΩ) 0.35 0.41 0.30 0.35 0.83
max(mΩ) 0.53 0.73 0.35 0.50 1.28
min(mΩ) 0.22 0.18 0.24 0.23 0.34
表5
样品No.220水软铝石处理
压接部上的原始电阻(mΩ)
压缩比(%) 40 45 50 55 60
平均(mΩ) 0.33 0.38 0.45 0.60 0.65
最大(mΩ) 0.52 0.47 0.57 0.85 0.78
最小(mΩ) 0.24 0.26 0.40 0.40 0.39
耐久试验之后的压接部上的电阻(mΩ)
压缩比(%) 40 45 50 55 60
平均(mΩ) 0.65 0.98 0.76 1.55 1.08
最大(mΩ) 1.36 3.11 0.98 3.89 1.65
最小(mΩ) 0.22 0.39 0.63 0.75 0.37
样品No.200、210和220的每个铝端子包括具有受到水软铝石处理的压接表面的接线筒。水软铝石处理使用公知的水软铝石处理。在水软铝石处理中,改变沉浸周期以获得具有不同厚度的水软铝石层。样品No.200的沉浸周期最短,样品No.210的沉浸周期比样品No.200的沉浸周期长,样品No.220的沉浸周期比样品No.210的沉浸周期长。在水软铝石处理之后,水软铝石层的平均厚度被确定,样品No.220的平均厚度是0.7μm,样品No.200的平均厚度是0.1μm。类似于防蚀铝层,基于横截面的SEM图像确定平均厚度。
提供绞合(在此绞合具有0.3mm直径的11根线)的包括多个金属线(其中,获得1.05质量%的铁,0.15质量%的镁,剩余是铝)的绞合线,作为铝电线的芯线。芯线放置在每个样品No.200、210和220的接线筒上,并且被挤锻,从而将接线筒压接到芯线上。对于每个样品No.200、210和220,以40、45、50、55、60%的各压缩比设置并压缩五个样品。
对于每个样品No.200、210和220,确定压接部上的原始电阻(耐久试验之前),和耐久试验之后的电阻。由四端子法测量铝端子和铝电线以确定压接部上的电阻。结果在图19至图21中图示。图19图示了具有铝端子的铝电线的压接部上的电阻的改变,其中样品No.200的铝端子被压接到未被防蚀铝处理的铝电线上。图20图示了具有铝端子的铝电线的压接部上的电阻的改变,其中样品No.210的铝端子被压接到未被防蚀铝处理的铝电线上。图21图示了具有铝端子的铝电线的压接部上的电阻的改变,其中样品No.220的铝端子被压接到未被防蚀铝处理的铝电线上。
在受到水软铝石处理的样品No.200、210和220中,包括最薄的水软铝石层的样品No.200在压接部上具有与未被处理的样品(见图17)基本上相同的电阻。包括比样品No.200的厚的水软铝石层的样品No.210和220在压接部上每个都具有比未被处理的样品大的电阻。在样品No.220的压接部上的原始电阻和耐久试验之后的电阻彼此不同。压接部上的电阻在耐久试验之后变得更大。也就是,在水软铝石处理之后,经过一段时间,压接部上的电阻趋于变得更大。因此,如果执行水软铝石处理,则水软铝石层不会被刺破,因此水软铝石层作为绝缘件被设置在铝端子和接线筒之间。这是因为水软铝石层在总厚度上包括30%的密集层和70%的多孔层,并且由于存在多孔层,氧化膜L不会被刺破。另一方面,几乎整个防蚀铝层是密集层,因此防蚀铝层容易被刺破,被刺破的防蚀铝层的部件容易刺破氧化膜L。
如上所述,在本实施例中,防蚀铝层44通过防蚀铝处理形成在金属线41的表面上。由于这种结构,防蚀铝层在压接期间被刺破,因此被刺破的防蚀铝层44能够刺破另一金属线41的表面上的氧化膜L。此外,由于构成金属线41的芯的铝合金能够在整体状态下导电连接到彼此,因此没有出现在芯线42的外周表面上的金属线41能够在内侧连接到彼此。进一步地,由于防蚀铝层44形成在每个金属线41上,所以能够安全地连接金属线41。进一步地,金属线41的芯由铝合金制成,所以能够通过对芯执行电解处理而形成防蚀铝层35。
此外,通过防蚀铝处理防蚀铝层35被形成在压接部30的压接表面上。由于这种结构,防蚀铝层35在压接期间被刺破,从而被刺破的防蚀铝层35能够刺破金属线41表面上的氧化膜L。此外,作为金属线41的芯的铝合金和作为压接部30的基础材料的铝合金能够在整体状态下导电连接到彼此。进一步地,由于压接部30的基础材料由铝合金制成,所以能够通过对基础材料执行电解处理而形成防蚀铝层35。
<其他实施例>
本发明不限于参考附图解释和在上述说明中描述的实施例。接下来的实施例可以包括在本发明的技术范围中。
(1)在上述实施例中,铝合金用作压接部的基础材料。然而,根据本发明铝可以用作基础材料。此外,铜合金可以用作基础材料,铝合金层可以形成在铜合金的表面上。然后,铝合金层可以受到电解处理以形成防蚀铝层。
(2)在上述实施例中,接线筒31是开放的筒。然而,根据本发明,接线筒31可以是闭合的筒。
(3)在上述实施例中,通过对铝合金层的表面执行防蚀铝处理而形成硬质层。然而,根据本发明,硬质层可以是氮化铝,或者铝合金层的表面可以受到阿洛丁(Alodine)处理,它也被认知为阿洛克(Alocrom)处理。
(4)在上述实施例中,接线筒31和芯线42受到防蚀铝处理。然而,根据本发明,接线筒31可以单独地受到防蚀铝处理。
(5)在上述实施例中,挤锻件由压接器挤锻,以使得接线筒31和芯线42被挤锻和连接。然而,本发明可以应用于绝缘置换连接器,其中芯线被压在两个刀片之间,以使得芯线和刀片彼此压抵。
(6)根据本发明,例如,防蚀铝层的厚度,端子连接器的成分,包覆电线的成分,包覆电线的结构,以及包覆电线的芯线的直径都可以被适当地改变。
附图标记说明
10…具有端子连接器的电线
12…端子连接器(压接之前)
30…压接部
35…防蚀铝层(硬质层)
40…被包覆的电线
42…芯线
60…芯
61…金属线
62…基础材料
63…金属线
64…芯线
L…氧化膜

Claims (7)

1.一种具有端子连接器的电线,包括:
端子连接器,所述端子连接器包括:
可压接到电线上的压接部,所述压接部包括:
基础材料;
在所述基础材料的表面上的铝层或铝合金层;和
在所述铝层或铝合金层的表面上的防蚀铝层,所述防蚀铝层比所述基础材料更硬,所述防蚀铝层具有大于等于1μm且小于等于10μm的厚度;以及
电线,所述电线包括由铝或铝合金制成的芯线,
其中,所述端子连接器的所述压接部被压接到所述芯线上,
其中,在所述压接部变形且压接到所述芯线上时,包括在所述压接部中的所述防蚀铝层被刺破,被刺破的防蚀铝层切割所述芯线的氧化膜,使得所述芯线的芯露出,并且露出的芯和所述基础材料彼此压力接触,并且
其中,所述防蚀铝层是多孔层,并且具有比所述芯线上的氧化膜更密集的晶体结构。
2.根据权利要求1所述的具有端子连接器的电线,其中,所述基础材料是与构成所述铝层或铝合金层的金属材料相同的金属材料,所述基础材料和所述铝层或铝合金层是整体构件。
3.根据权利要求1所述的具有端子连接器的电线,其中,所述基础材料是选自2000系列合金、6000系列合金、和7000系列合金的铝合金。
4.根据权利要求2所述的具有端子连接器的电线,其中,所述基础材料是选自2000系列合金、6000系列合金、和7000系列合金的铝合金。
5.一种将端子连接器和电线连接的方法,所述端子连接器包括连接到所述电线上的压接部,所述电线包括由铝或铝合金制成的芯线,所述方法包括:
在形成于包含在所述压接部中的基础材料的表面上的铝层或铝合金层的表面上形成防蚀铝层,所述防蚀铝层比所述基础材料更硬,所述防蚀铝层具有大于等于1μm且小于等于10μm的厚度;以及
使所述压接部变形且压接到所述芯线上,使得包括在所述压接部中的所述防蚀铝层被刺破,其中被刺破的防蚀铝层切割所述芯线的氧化膜,使得所述芯线的芯露出,并且露出的芯和所述基础材料彼此压力接触,
其中,所述防蚀铝层是多孔层,并且具有比所述芯线上的氧化膜更密集的晶体结构。
6.根据权利要求5所述的将端子连接器和电线连接的方法,其中,所述基础材料是与构成所述铝层或铝合金层的金属材料相同的金属材料,所述基础材料和所述铝层或铝合金层是整体构件。
7.根据权利要求5所述的将端子连接器和电线连接的方法,其中,所述基础材料是选自2000系列合金、6000系列合金、和7000系列合金的铝合金。
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