CN104969431B - 铝导电构件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供具备导电性和防锈性优异的电连接部和长期耐久性及耐化学品性等优异的电绝缘部、且能够以低成本制造的铝导电构件及其制造方法。本发明的铝导电构件及其制造方法中，该铝导电构件具备铝导电基材、电连接部和电绝缘部，上述铝导电基材由包含铝或铝合金的铝材形成；上述电连接部形成于上述铝导电基材的部分区域，其表面由导电性抗氧化膜被覆且作为端子使用；上述电绝缘部形成于上述电连接部以外的区域，且由阳极氧化皮膜被覆。

Description

铝导电构件及其制造方法
技术领域
本发明涉及在工厂、大楼、家庭等需要电力的场所中，作为各种受配电设备、控制设备等中所安装的绝缘母线(或绝缘汇流条)、绝缘母线槽等使用的铝导电构件及其制造方法。
背景技术
在发电站等发出的电力通常通过高压输电线输送至电力需要地，在电力需要地根据需要分若干阶段降低电压，利用配电线路配电至工厂、大楼、家庭等需要电力的场所。此外，在这样的电力的供给中，使用用于降低电压的变压器及用于电力配电的配电盘等，这些变压器及配电盘等中，使用用于受配低压大容量的电力的受配电设备及开关设备等的控制设备等；此外，在这些受配电设备及控制设备等中，使用下述的导电构件：将电连接部以外的区域用筒状树脂(树脂绝缘材料)被覆而制成电绝缘部的绝缘母线、及将多个这样的绝缘母线层叠而得的绝缘母线槽(例如，专利文献1)。
接着，对于这样的导电构件，因为在导电性、强度、加工性、耐腐蚀性等方面具有优异的性能，所以可使用主要由铜或铜合金构成的铜类材料。但是，铜类材料中，例如铜的密度是8.95g/cm3(20℃)，与由铝或铝合金构成的铝材(例如纯铝的密度2.699g/cm3(20℃))相比，其重量大，在例如作为建造材料的母线槽等要求轻量化的用途中，开始使用轻量且导电性优异的铝材。
然而，铝材具有表面容易被氧化的性质，如果由该铝材构成的导电构件(铝导电构件)暴露中外部大气中，则其表面被氧化而容易形成氧化皮膜，由于该氧化皮膜，铝导电构件的接触电阻升高，与连接对象的端子之间的电连接变得困难，此外，如果使该铝导电构件与例如由铜类材料构成的导电构件等的标准电极电位差较大的导电构件直接接触，则在该接触部分还会有发生电蚀(电化学的腐蚀)的问题。
此外，以往还提出了用于解决这样的铝导电构件的问题的方案。例如，专利文献2中，提出了用于赋予母线槽所用的母线(铝母线)以良好的导电性和防锈性的镀敷方法。但是，通过镀敷方法对铝母线赋予导电性和防锈性，会镀敷在不需要导电性的电连接部以外的电绝缘部的区域，在铝母线及使用该铝母线的母线槽越大型化时，在成本上越是不利。此外，该专利文献2中，对于作为绝缘母线及绝缘母线槽使用时用于在电绝缘部形成必需的电连接部以外的区域的方法完全没有记载，暂时使用筒状树脂等进行绝缘被覆而形成电绝缘部的情况下，存在其长期耐久性及耐化学品性等依赖于电绝缘部的树脂的问题。
另外，专利文献3公开了铝合金制的电动汽车用二次电池收纳框体，其中，在框体的表面设置厚度为20～100μm的硬质阳极氧化皮膜并将其兼用作母线。但是，该专利文献3中，对于如何形成作为端子使用的电连接部、以及如何确保所形成的电连接部的导电性及防锈性等完全没有记载。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2009-060757号公报
专利文献2：日本专利特开2010-285652号公报
专利文献3：日本专利特许第4759699号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
于是，本发明对于下述铝导电构件进行认真研究，并完成了本发明，该铝导电构件使用由铝或铝合金构成的铝材作为基材，此外，能够在不使用镀敷方法及树脂绝缘材料的前提下以低成本制造，而且，具备作为绝缘母线及绝缘母线槽等使用所必需的导电性和防锈性优异的电连接部、和长期耐久性及耐化学品性等优异的电绝缘部。
因此，本发明的目的在于提供具备导电性和防锈性优异的电连接部、和长期耐久性及耐化学品性等优异的电绝缘部、且能够以低成本制造的铝导电构件。
此外，本发明的其他目的在于提供一种能够以低成本制造具备导电性和防锈性优异的电连接部、和长期耐久性及耐化学品性等优异的电绝缘部的铝导电构件的铝导电构件的制造方法。
解决技术问题所采用的技术方案
即，本发明是一种铝导电构件，其特征是：具备铝导电基材、电连接部和电绝缘部，上述铝导电基材由包含铝或铝合金的铝材形成；上述电连接部形成于上述铝导电基材的部分区域，其表面由导电性抗氧化膜被覆且作为端子使用；上述电绝缘部形成于上述电连接部以外的区域，且由阳极氧化皮膜被覆。
此外，本发明是一种铝导电构件的制造方法，其特征是：用包含铝或铝合金的铝材形成铝导电基材，在该铝导电基材的表面实施阳极氧化处理，形成由阳极氧化皮膜被覆的电绝缘部，同时涂布导电性抗氧化剂，形成由导电性抗氧化膜被覆的电连接部。
本发明中，对于作为铝导电基材使用的铝材的材质和形状等，只要能在其表面实施阳极氧化处理以形成阳极氧化皮膜就没有特别限定，可以根据使用该铝导电基材所制造的铝导电构件的用途等所要求的强度、耐腐蚀性、加工性等各种物性，进行适当选择、形成。
此外，本发明中，对于在铝导电基材的表面实施阳极氧化处理而形成的、作为电绝缘部发挥作用的阳极氧化皮膜的膜厚，只要能表现出其作为铝导电构件的电绝缘部发挥作用的电绝缘性(电阻值)即可，关于下限，从防止皮膜的裂纹发生且更有效地防止绝缘破坏的发生的方面考虑，通常在10μm以上、优选50μm以上，此外，关于上限，从绝缘破坏的观点考虑没有特别限定，但从制造上的观点考虑，可以达到100μm左右。
此外，对于作为该电绝缘部发挥作用的阳极氧化皮膜，从防止绝缘电阻及绝缘耐压的降低的方面考虑，优选可以利用沸腾水或加压水蒸气实施封孔处理，更优选通过电解着色法、染色法、电泳法、或同时使用这些方法的方法等进行着色，通过该着色使得能在视觉上容易地区别电连接部。
本发明中，对于在上述的铝导电基材的部分区域所形成的、作为端子使用的电连接部，需要将其表面用导电性抗氧化膜被覆、即在确保导电性的同时实施防锈处理，对于该导电性抗氧化膜，只要能够确保必需的导电性和防锈性就没有特别限定，例如，可以例示在铝导电基材的表面的一部分涂布在润滑脂中混合氧化铬粉末等的导电性粉末而得到的导电性涂布剂(例如，静冈兴产株式会社(静岡興産株式会社)制商品名“日軽ジョインタル”等)、或在粘合剂树脂中添加导电性填料及根据需要还添加抗氧化剂等进行混合而得到的导电性涂布剂(例如，参照日本专利特开2005-26187号公报、日本专利特开2007-317489号公报、日本专利特表2010-539650号公报等)而获得的导电性抗氧化膜。
此外，在制造本发明的铝导电构件时，首先用包含铝或铝合金的铝材形成铝导电基材，接着，在得到的铝导电基材的表面实施阳极氧化处理，形成由阳极氧化皮膜被覆的电绝缘部，同时涂布导电性抗氧化剂，形成由导电性抗氧化膜被覆的电连接部。
这里，在形成上述的电绝缘部和电连接部时，例如，对于电绝缘部，可以在铝导电基材的整个表面实施阳极氧化处理以形成阳极氧化皮膜，接着用例如研磨处理等的方法除去成为上述电连接部的区域的阳极氧化皮膜而形成，接着，对于上述电连接部，可以在除去阳极氧化皮膜后的上述区域涂布导电性抗氧化剂而形成。
此外，作为其他方法，可以在上述铝导电基材上，在成为电连接部的区域设置保护膜，接着在设置有该保护膜的区域以外的区域实施阳极氧化处理以形成阳极氧化皮膜，从而形成电绝缘部，此外，也可以在除去上述保护膜后在该部分涂布导电性抗氧化剂以形成电连接部。
此外，对于在形成阳极氧化皮膜后形成电绝缘部时的阳极氧化处理的处理条件，只要能形成能表现出作为电绝缘部发挥作用的电绝缘性的膜厚、优选10μm以上的膜厚的阳极氧化皮膜即可，例如，作为电解浴在使用浓度16质量％的硫酸浴进行阳极氧化处理的情况下，可以在浴温度20℃、电流密度150A/m2、及处理时间22分钟以上的处理条件下进行阳极氧化处理。
此外，对于形成由上述导电性抗氧化膜构成的电连接部时所用的导电性抗氧化剂，只要能涂布在铝导电基材的部分表面以形成所需的导电性抗氧化膜即可，例如可以例示上述例示的导电性涂布剂等。
发明的效果
本发明的铝导电构件中，其电绝缘部通过阳极氧化皮膜而电绝缘且发挥优异的长期耐久性及耐化学品性等，同时其电连接部被导电性抗氧化膜被覆而发挥必需的导电性和防锈性，并且因为不需要镀敷处理或采用树脂绝缘材料的被覆处理，所以能以低成本制造。
具体实施方式
以下，基于实施例对本发明的实施方式进行说明。
[实施例]
从板厚4mm的A1100铝材切割出200mm×30mm×4mm的铝导电基材，对于该铝导电基材，在硫酸160g/L浓度的硫酸电解浴中、9℃、电流密度DC400A/m2、及60分钟的处理条件下进行阳极氧化处理，在铝导电基材的整个表面形成膜厚60μm的阳极氧化皮膜。
接着，对于在该铝导电基材的表面所形成的阳极氧化皮膜，从铝导电基材的长度方向两端侧到分别为1cm的位置进行研磨处理，除去阳极氧化皮膜，在除去该阳极氧化皮膜的部分涂布导电性涂布剂(静冈兴产株式会社制商品名:日軽ジョインタルZ)以形成导电性抗氧化膜，制备具有由上述阳极氧化皮膜被覆的电绝缘部和由导电性抗氧化膜被覆的电连接部的试验片(铝导电构件)。
对于得到的试验片，用测试仪检查在试验片两端所形成的电连接部间的导电性，结果确认为良好导通，此外，对于电连接部间的电绝缘部用测试仪检查导电性，结果未发现导通，确认为良好的绝缘性。
根据以上内容可知，具有由阳极氧化皮膜被覆的电绝缘部和由导电性抗氧化膜被覆的电连接部的铝导电构件可以用作绝缘母线及绝缘母线槽等，可以用于各种受配电设备、控制设备等的领域。

Claims (6)

1.铝导电构件，其特征在于，具备铝导电基材、电连接部和电绝缘部，
所述铝导电基材由包含铝或铝合金的铝材形成；
所述电连接部形成于所述铝导电基材的部分区域，其表面由导电性抗氧化性的涂膜被覆且作为端子使用；
所述电绝缘部形成于所述电连接部以外的区域，且由阳极氧化皮膜被覆。
2.如权利要求1所述的铝导电构件，其特征在于，形成所述电绝缘部的阳极氧化皮膜是着色皮膜。
3.铝导电构件的制造方法，其特征在于，用包含铝或铝合金的铝材形成铝导电基材，在该铝导电基材的表面实施阳极氧化处理，形成由阳极氧化皮膜被覆的电绝缘部，同时涂布导电性抗氧化剂，形成由导电性抗氧化性的涂膜被覆的电连接部。
4.如权利要求3所述的铝导电构件的制造方法，其特征在于，所述电绝缘部通过在铝导电基材的整个表面实施阳极氧化处理以形成阳极氧化皮膜，接着将成为所述电连接部的区域的阳极氧化皮膜除去而形成；此外，所述电连接部通过在除去阳极氧化皮膜后的所述区域涂布导电性抗氧化剂而形成。
5.如权利要求4所述的铝导电构件的制造方法，其特征在于，在所述铝导电基材的表面所形成的、成为电连接部的区域的阳极氧化皮膜通过研磨处理而被除去。
6.如权利要求3所述的铝导电构件的制造方法，其特征在于，所述电绝缘部通过在所述铝导电基材上在成为电连接部的区域设置保护膜，接着对设置有该保护膜的区域以外的区域实施阳极氧化处理以形成阳极氧化皮膜而形成；此外，所述电连接部通过在除去所述保护膜后涂布导电性抗氧化剂而形成。
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