JP2022105021A - Aluminum alloy onboard bus bar and production method thereof - Google Patents

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Yosuke Nishikawa
さゆり 清水
Sayuri Shimizu
富美雄 大竹
Fumio Otake
賢人 桜田
Kento Sakurada
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aluminum alloy onboard bus bar and a production method thereof that can control the increase of contact resistance.
SOLUTION: An aluminum alloy onboard bus bar has: an arithmetic average surface roughness Sa of 20 nm or more; a Ni plating layer on the surface with an indentation hardness HIT of 5,000 N/mm2 or less; and a proof stress of 155 MPa or more. The aluminum alloy onboard bus bar is preferably formed of an elongated aluminum alloy-based material including at least one or more bending sections.
SELECTED DRAWING: Figure 1
COPYRIGHT: (C)2022,JPO&INPIT

Description

本発明は、アルミニウム合金製車載用バスバー及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an aluminum alloy in-vehicle bus bar and a method for manufacturing the same.

従来、車載用バスバー等の導電部材の基材には、導電性の良い銅が使用されてきた。近年は、銅地金の高騰等の理由から、アルミニウム又はアルミニウム合金が使用される場合が多い。しかし、アルミニウム又はアルミニウム合金は、その表面に絶縁性の酸化物や水和物の皮膜が生じやすく、経時的に接触抵抗が増加するという問題があった。そこで、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる基材を用いた導電部材では、導電性を向上させるために、被導電部材と通電させる接点部にSnめっき層が設けられている。 Conventionally, copper having good conductivity has been used as a base material for a conductive member such as an in-vehicle bus bar. In recent years, aluminum or aluminum alloys are often used because of the soaring price of copper bullion. However, aluminum or an aluminum alloy has a problem that an insulating oxide or hydrate film is likely to be formed on the surface thereof, and the contact resistance increases with time. Therefore, in a conductive member using a base material made of aluminum or an aluminum alloy, a Sn plating layer is provided at a contact portion to be energized with the conductive member in order to improve conductivity.

Snめっき層が設けられる際に、アルミニウム又はアルミニウム合金は難めっき素材であるため、まず、その表面にジンケート処理を行ってZn層が設けられる。このZn層は、強酸性浴であるSnめっき浴によって溶解してしまう場合があるので、通常は、Zn層の上にさらに下地層として、弱酸性浴で形成可能なNiめっき層が設けられ、その上にSnめっき層が設けられている(特許文献1、2)。
特開2013-227630号公報 特開2006-291340号公報
When the Sn plating layer is provided, aluminum or an aluminum alloy is a difficult-to-plate material, so first, the surface thereof is zincated to provide the Zn layer. Since this Zn layer may be dissolved by the Sn plating bath which is a strongly acidic bath, usually, a Ni plating layer which can be formed in a weakly acidic bath is provided as a base layer on the Zn layer. A Sn plating layer is provided on the Sn plating layer (Patent Documents 1 and 2).
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-227630 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-291340

しかしながら、Niめっき層を設けた後にSnめっき層を設ける場合、めっき処理の工程が多くコストがかかるという問題があった。加えて、めっき層が設けられた後の導電部材は、接点部以外での通電を防ぐ目的で、接点部以外の表面が絶縁性の樹脂等で被覆されていることが多い。樹脂による被覆をするために導電部材を樹脂と一体成形する場合、溶融した樹脂の熱によって、樹脂で被覆される接点部以外の表面だけでなく、Snめっき層が設けられている接点部も高温となる。すると、Snの融点は232℃と低いので、Snめっき層が部分的に溶融してめっきが欠損してしまい、接触抵抗の増大を抑制する効果が十分に得られない場合がある。 However, when the Sn plating layer is provided after the Ni plating layer is provided, there is a problem that the plating process is complicated and costly. In addition, in the conductive member after the plating layer is provided, the surface other than the contact portion is often covered with an insulating resin or the like for the purpose of preventing energization other than the contact portion. When the conductive member is integrally molded with the resin for coating with the resin, the heat of the molten resin causes not only the surface other than the contact portion covered with the resin but also the contact portion provided with the Sn plating layer to have a high temperature. Will be. Then, since the melting point of Sn is as low as 232 ° C., the Sn plating layer may be partially melted and the plating may be damaged, so that the effect of suppressing the increase in contact resistance may not be sufficiently obtained.

こうした問題を解決する目的で、Snめっき層を設けずに、融点が高いNiめっき層を下地層ではなく最表面層とする導電部材が考えられる。しかし、Niめっき層は、高温高湿潤環境下ではSnめっき層よりも酸化物や水和物を生じる傾向が強く、その結果、接触抵抗が増大してしまう場合がある。そのため、車両のエンジンルーム内のような高温高湿潤環境下で用いられる車載用バスバーとしては、基材上にNiめっき層及びSnめっき層をこの順で有する導電部材が依然として用いられている。 For the purpose of solving such a problem, it is conceivable to use a conductive member in which the Ni plating layer having a high melting point is used as the outermost surface layer instead of the base layer without providing the Sn plating layer. However, the Ni-plated layer has a stronger tendency to generate oxides and hydrates than the Sn-plated layer in a high-temperature and high-humidity environment, and as a result, the contact resistance may increase. Therefore, as an in-vehicle bus bar used in a high temperature and high humidity environment such as in an engine room of a vehicle, a conductive member having a Ni plating layer and a Sn plating layer on a base material in this order is still used.

車載用のバスバーには、車載用として一定以上の耐力が求められる。車載用バスバーには耐力に優れるT6材を用いることが一般的であるが、T6材は伸びが小さいため、エッジワイズ曲げ等の成形加工により破断してしまい、プレス加工のように切断加工と成形加工とを同時に行うことにより製造することになり、歩留りが低い。このため、上記問題を解決できる車載用バスバーが望まれている。 An in-vehicle bus bar is required to have a certain level of proof stress for in-vehicle use. It is common to use T6 material, which has excellent yield strength, for in-vehicle bus bars, but since T6 material has a small elongation, it breaks due to molding processing such as edgewise bending, and cutting and molding like press processing. It is manufactured by performing processing at the same time, and the yield is low. Therefore, an in-vehicle bus bar that can solve the above problem is desired.

本発明は、接触抵抗の増大を抑制することができるアルミニウム合金製車載用バスバー及びその製造方法を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide an aluminum alloy in-vehicle bus bar capable of suppressing an increase in contact resistance and a method for manufacturing the same.

本発明者は、上記の課題を達成するべく種々の研究を行った結果、Niめっき層の表面を粗くすることで、高温高湿潤環境下でもNiめっき層の表面に酸化物や水和物が形成されることを防ぐことができることを見出した。そして、表面が粗いNiめっき層を最表面層として形成することで、Snめっき層を設けずかつ接触抵抗の増大を十分に抑制することができることを見出した。また、めっき処理を施したアルミニウム合金基材を長尺状に切断し、エッジワイズ曲げ等の成形加工を施した後に時効処理を施すことにより、高い歩留りで、車載用として利用可能な耐力を有するバスバーが得られるとの知見を得て、本発明を完成するに至った。 As a result of conducting various studies to achieve the above problems, the present inventor roughens the surface of the Ni plating layer so that oxides and hydrates can be formed on the surface of the Ni plating layer even in a high temperature and high humidity environment. We have found that it can be prevented from being formed. Then, they have found that by forming a Ni plating layer having a rough surface as the outermost surface layer, it is possible to sufficiently suppress an increase in contact resistance without providing a Sn plating layer. In addition, by cutting a plated aluminum alloy base material into a long shape, performing a molding process such as edgewise bending, and then performing an aging process, it has a high yield strength and a proof stress that can be used for in-vehicle use. The present invention was completed based on the finding that a bus bar can be obtained.

すなわち、本発明は、表面の算術平均粗さSaが20nm以上であり、かつ、押し込み硬さHITが5000N/mm以下であるNiめっき層を表面に有し、耐力が155MPa以上であることを特徴とする、アルミニウム合金製車載用バスバーである。 That is, the present invention has a Ni-plated layer having a surface arithmetic average roughness Sa of 20 nm or more, an indentation hardness HIT of 5000 N / mm 2 or less, and a proof stress of 155 MPa or more. It is an aluminum alloy in-vehicle bus bar.

本発明は、以下の態様を採用することができる。すなわち、本発明の一態様としては、前記アルミニウム合金製車載用バスバーは、帯状の長尺板体であるアルミニウム合金基材から形成されている。また、アルミニウム合金製車載用バスバーは、少なくとも1以上の曲げ部を有する。また、少なくとも1以上の曲げ部は、エッジワイズ曲げ部である。また、少なくとも1以上の曲げ部は、10°以上の曲げ角を有し、且つ曲げ部を挟むバスバーの平坦部の同一の圧延面が平行である。 The present invention can adopt the following aspects. That is, as one aspect of the present invention, the aluminum alloy in-vehicle bus bar is formed of an aluminum alloy base material which is a strip-shaped long plate body. Further, the aluminum alloy vehicle-mounted bus bar has at least one bent portion. Further, at least one bent portion is an edgewise bent portion. Further, at least one bent portion has a bending angle of 10 ° or more, and the same rolled surface of the flat portion of the bus bar sandwiching the bent portion is parallel.

また、本発明の一態様としては、Niめっき層の膜厚は、0.1~10μmである。また、Niめっき層中の硫黄の含有量は、0.1質量%未満であることが好ましい。また、接点部以外の表面に樹脂層が形成されているように構成することができる。 Further, as one aspect of the present invention, the film thickness of the Ni plating layer is 0.1 to 10 μm. Further, the sulfur content in the Ni plating layer is preferably less than 0.1% by mass. Further, it can be configured so that the resin layer is formed on the surface other than the contact portion.

また、本発明は、コイル状に巻かれたアルミニウム合金圧延材を引き出し、硫黄を含有する光沢剤を含まないNiめっき処理液で前記圧延材をめっき処理する工程と、めっき処理された圧延材をコイル状に巻き上げる工程と、めっき処理された圧延材を切断加工する工程と、切断された圧延材を成形加工する工程と、を含むことを特徴とする、上記いずれかに記載のアルミニウム合金製車載用バスバーの製造方法である。 Further, the present invention comprises a step of drawing out a rolled aluminum alloy wound in a coil shape and plating the rolled material with a Ni plating treatment liquid containing a sulfur-containing brightener, and a plated rolled material. The aluminum alloy vehicle according to any one of the above, which comprises a step of winding into a coil, a step of cutting a plated rolled material, and a step of forming a cut rolled material. It is a manufacturing method of a bus bar for aluminum.

また、本発明の一態様としては、切断加工する工程は、圧延材から一方向に延びる帯状の長尺板体であるアルミニウム合金基材を打ち抜く工程であり、また、成形加工する工程は、エッジワイズ曲げ加工を含む。また、成形加工する工程の後に、熱処理工程を含む。また、めっき処理工程は、pHが3.5~4.8のスルファミン酸浴を用いて電解めっき処理を行うことが好ましい。また、めっき処理する工程後に、接点部以外の部分に樹脂層を設ける工程を有する。 Further, as one aspect of the present invention, the step of cutting is a step of punching out an aluminum alloy base material which is a strip-shaped long plate extending in one direction from a rolled material, and the step of forming is an edge. Includes wise bending. In addition, a heat treatment step is included after the molding process. Further, in the plating treatment step, it is preferable to perform the electrolytic plating treatment using a sulfamic acid bath having a pH of 3.5 to 4.8. Further, after the plating process, there is a step of providing a resin layer on a portion other than the contact portion.

本発明によれば、接触抵抗の増大を抑制することができるアルミニウム合金製車載用バスバーを得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain an aluminum alloy vehicle-mounted bus bar capable of suppressing an increase in contact resistance.

本発明のアルミニウム合金製車載用バスバーの一実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows one Embodiment of the aluminum alloy vehicle-mounted bus bar of this invention. 成形加工前のアルミニウム合金基材を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the aluminum alloy base material before a molding process. 図2におけるアルミニウム合金基材の断面図である。It is sectional drawing of the aluminum alloy base material in FIG. 面の算術平均粗さSaについての説明図である。It is explanatory drawing about the arithmetic mean roughness Sa of a surface. 硫黄を含む光沢剤を含むめっき処理液で形成したNiめっき層の表面の走査電子顕微鏡画像である。It is a scanning electron microscope image of the surface of the Ni plating layer formed by the plating treatment liquid containing the brightener containing sulfur. 光沢剤を含まないめっき処理液で形成したNiめっき層の表面の走査電子顕微鏡画像である。It is a scanning electron microscope image of the surface of the Ni plating layer formed by the plating treatment liquid which does not contain a brightener. 本発明のアルミニウム合金製車載用バスバーの製造方法のフロー図である。It is a flow chart of the manufacturing method of the aluminum alloy in-vehicle bus bar of this invention. 成形加工の一例であるエッジワイズ曲げを例示する模式図であって(a)は、平面図、(b)は、側面図である。It is a schematic diagram which illustrates edgewise bending which is an example of a molding process, (a) is a plan view, (b) is a side view. 成形加工の一例であるフラットワイズ曲げを例示する模式図であって(a)は、平面図、(b)は、側面図である。It is a schematic diagram which illustrates flatwise bending which is an example of a molding process, (a) is a plan view, (b) is a side view. 成形加工の一例であるヘム曲げを例示する模式図であって(a)は、平面図、(b)は、側面図である。It is a schematic diagram which illustrates heme bending which is an example of a molding process, (a) is a plan view, (b) is a side view. 接触抵抗の測定方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the measuring method of contact resistance. 温湿度サイクル試験についての説明図である。It is explanatory drawing about a temperature-humidity cycle test. 接触抵抗とNiめっき層表面の算術平均粗さSaとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the contact resistance and the arithmetic mean roughness Sa of the surface of a Ni plating layer. 接触抵抗とNiめっき層の押し込み硬さHITとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the contact resistance and the indentation hardness HIT of a Ni plating layer. 熱処理前後のNiめっき材の接触抵抗を示すグラフである。It is a graph which shows the contact resistance of a Ni plating material before and after a heat treatment. 歩留り評価のためのバスバーの形状を示す図面である。It is a drawing which shows the shape of the bus bar for yield evaluation.

以下、本発明の一実施形態について詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の効果を阻害しない範囲で適宜変更を加えて実施することができる。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail. The present invention is not limited to the following embodiments, and can be carried out with appropriate modifications as long as the effects of the present invention are not impaired.

[車載用バスバー]
図1は、本発明に係るアルミニウム合金製車載用バスバーの一実施形態を示す図である。この図に示すように、アルミニウム合金製車載用バスバー(以下バスバーと称す)1は、帯状の長尺板体であるアルミニウム合金基材から形成された、アルミニウム合金基材の成形体であって、一方向(二点鎖線xで示す方向)に延びる一方の基端部2の先端2aに、前記一方向から側方に折り曲げられて前記一方向に直交する方向に延びる中間部3が形成され、該中間部3の先端3aに、該先端3aから前記二点鎖線x側に折り曲げられて前記一方向側へ延びる中間部4が形成され、該中間部4の先端4aに、その上面5から斜め上方に立ち上がる立上り部6が形成され、該立上り部6の上端6aに、該上端6aから上面を前記一方の端部2の上面と平行に位置させて、前記一方向側へ延びる他方の端部7が形成されている。
[Vehicle bus bar]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an aluminum alloy vehicle-mounted bus bar according to the present invention. As shown in this figure, the aluminum alloy in-vehicle bus bar (hereinafter referred to as a bus bar) 1 is a molded body of an aluminum alloy base material formed from an aluminum alloy base material which is a strip-shaped long plate body. At the tip 2a of one base end portion 2 extending in one direction (direction indicated by the two-point chain line x), an intermediate portion 3 that is bent laterally from the one direction and extends in a direction orthogonal to the one direction is formed. An intermediate portion 4 is formed at the tip 3a of the intermediate portion 3 so as to be bent toward the two-point chain line x side from the tip 3a and extend to the one-way side, and the tip 4a of the intermediate portion 4 is oblique from the upper surface 5 thereof. A rising portion 6 rising upward is formed, and the upper end portion 6a of the rising portion 6 is positioned so that the upper surface is parallel to the upper surface of the one end portion 2 and the other end portion extending in one direction. 7 is formed.

この場合、一方の端部2と他方の端部7とは、被導電部材と導通するための接点部を構成している。なお、一方の端部2と、中間部3との間の曲げ部8は、いわゆるエッジワイズ曲げ加工により折曲されているエッジワイズ曲げ部である。また、立上り部6と、端部7の間は、フラットワイズ曲げ加工により折曲されているフラットワイズ曲げ部である。一方の端部2及び他方の端部7には、各々バスバー1をボルト等で被導電部材に接合するための貫通孔9、10が形成されている。このバスバー1は、接点部以外の表面に絶縁皮膜としての樹脂層を形成する構成としてもよい。 In this case, one end 2 and the other end 7 form a contact portion for conducting conduction with the conductive member. The bent portion 8 between one end portion 2 and the intermediate portion 3 is an edgewise bent portion that is bent by a so-called edgewise bending process. Further, the space between the rising portion 6 and the end portion 7 is a flatwise bent portion that is bent by the flatwise bending process. Through holes 9 and 10 for joining the bus bar 1 to the conductive member with bolts or the like are formed in one end 2 and the other end 7, respectively. The bus bar 1 may be configured to form a resin layer as an insulating film on a surface other than the contact portion.

(耐力)
本発明に係るアルミニウム合金製車載用バスバー1は、155MPa以上、好ましくは160MPa以上の耐力を有することが好ましい。耐力が155MPa以上であるので、車載用バスバーとして使用することができる。なお、耐力は、JISZ2241に準拠し、JIS14B号試験片を用いて測定した値である。
(Proof stress)
The aluminum alloy in-vehicle bus bar 1 according to the present invention preferably has a proof stress of 155 MPa or more, preferably 160 MPa or more. Since the yield strength is 155 MPa or more, it can be used as an in-vehicle bus bar. The proof stress is a value measured using a JIS14B test piece in accordance with JISZ2241.

本発明に係るアルミニウム合金製車載用バスバー1は、図2に例示されるアルミニウム合金基材11から形成される。 The aluminum alloy vehicle-mounted bus bar 1 according to the present invention is formed from the aluminum alloy base material 11 exemplified in FIG.

(基材11)
基材11は、アルミニウム合金からなる。基材11は、アルミニウム合金圧延材から、切断加工、例えば、プレス加工により形成される。貫通穴9、10も基材11と同時に切断加工により形成される。基材11の厚さは、特に限定されず、0.1mm以上、好ましくは1mm以上とすることができ、50mm以下、好ましくは20mm以下とすることができる。
(Base material 11)
The base material 11 is made of an aluminum alloy. The base material 11 is formed from a rolled aluminum alloy by cutting, for example, pressing. Through holes 9 and 10 are also formed by cutting at the same time as the base material 11. The thickness of the base material 11 is not particularly limited, and can be 0.1 mm or more, preferably 1 mm or more, and can be 50 mm or less, preferably 20 mm or less.

基材11は、後述するNiめっき層13が設けられる前にジンケート処理され、Zn層12が設けられる。この場合、図3に示すように、バスバー1には、基材11、Zn層12、Niめっき層13がこの順で積層されている。Zn層12の厚さは、特に限定されず、例えば、0.01μm以上、1μm以下とすることができる。 The base material 11 is zincated before the Ni plating layer 13 described later is provided, and the Zn layer 12 is provided. In this case, as shown in FIG. 3, the base material 11, the Zn layer 12, and the Ni plating layer 13 are laminated in this order on the bus bar 1. The thickness of the Zn layer 12 is not particularly limited, and can be, for example, 0.01 μm or more and 1 μm or less.

(Niめっき層13)
次に、Niめっき層13について説明する。Niの融点は約1450℃であり、Snの融点(232℃)よりもはるかに高温であるので、バスバー1の表面に絶縁皮膜として樹脂層が設けられる場合でも、溶融した樹脂の熱によってNiめっき層13が欠損してしまうことがない。Niめっき層の厚さは、基材の表面を十分に被覆するため、0.1μm以上であることが好ましく、0.5μm以上であることがさらに好ましい。また、めっき後のプレス成形時にNiめっきが厚膜であると基材の変形に追随せずめっきが割れやすいので、成形性の観点から、10μm以下であることが好ましく、5μm以下であることがさらに好ましい。
(Ni plating layer 13)
Next, the Ni plating layer 13 will be described. The melting point of Ni is about 1450 ° C., which is much higher than the melting point of Sn (232 ° C.). Therefore, even when a resin layer is provided as an insulating film on the surface of the bus bar 1, Ni plating is performed by the heat of the molten resin. The layer 13 is not lost. The thickness of the Ni plating layer is preferably 0.1 μm or more, and more preferably 0.5 μm or more, in order to sufficiently cover the surface of the base material. Further, if the Ni plating is a thick film during press molding after plating, the plating does not follow the deformation of the base material and the plating is easily cracked. Therefore, from the viewpoint of moldability, the thickness is preferably 10 μm or less, preferably 5 μm or less. More preferred.

(表面の算術平均粗さSa)
Niめっき層13は、表面の算術平均粗さSa(以下、単に「平均粗さSa」ということがある。)が、20nm以上であり、好ましくは、40nm以上であり、さらに好ましくは、150nm以上である。なお、面の算術平均粗さSaは、線の算術平均粗さRaを面に拡張したパラメーターであり、光干渉顕微鏡を使用して、図4に示すように、平均面に対する各点の高さH,H’の差の絶対値から算出した平均値を表す。測定は、ISO25178に準拠して行うことができる。
(Arithmetic mean roughness Sa on the surface)
The surface of the Ni plating layer 13 has an arithmetic mean roughness Sa (hereinafter, may be simply referred to as “average roughness Sa”) of 20 nm or more, preferably 40 nm or more, and more preferably 150 nm or more. Is. The arithmetic mean roughness Sa of the surface is a parameter obtained by extending the arithmetic average roughness Ra of the line to the surface, and as shown in FIG. 4, using an optical interference microscope, the height of each point with respect to the average surface. Represents the average value calculated from the absolute value of the difference between H and H'. The measurement can be performed according to ISO25178.

Niめっき層13は、平均粗さSaが20nm以上であるので、表面が粗い。従来、Niめっき層は、最表面層として用いられる場合は、外観を良くする目的や汚れ防止の目的で、平滑で均一に形成されることが好ましいとされていた。しかしながら、本発明者が鋭意研究を行ったところ、高温高湿潤環境下で使用される場合は、逆に、めっき面の表面粗さが粗いほど、接触抵抗の経時的な増加が少ないことがわかった。後述する実施例で実証されているように、Niめっき層13の表面の算術平均粗さSaが20nm以上の場合に、導電部材の高温高湿潤環境下での接触抵抗の経時的な増大が抑制された。Niめっき層13は、導電部材の最表面層とすることができるので、従来のようにNiめっき層上にさらにSnめっき層を設ける必要がなく、コストを抑制することもできる。 Since the Ni plating layer 13 has an average roughness Sa of 20 nm or more, the surface of the Ni plating layer 13 is rough. Conventionally, when the Ni plating layer is used as the outermost surface layer, it has been preferably formed smoothly and uniformly for the purpose of improving the appearance and preventing stains. However, as a result of diligent research by the present inventor, it was found that when used in a high temperature and high humidity environment, on the contrary, the rougher the surface roughness of the plated surface, the smaller the increase in contact resistance with time. rice field. As demonstrated in the examples described later, when the arithmetic mean roughness Sa of the surface of the Ni plating layer 13 is 20 nm or more, the increase in contact resistance of the conductive member over time in a high temperature and high humidity environment is suppressed. Was done. Since the Ni plating layer 13 can be the outermost surface layer of the conductive member, it is not necessary to further provide a Sn plating layer on the Ni plating layer as in the conventional case, and the cost can be suppressed.

Niめっき層13の表面の算術平均粗さSaは、大きければ大きい程よく上限値は限定されないが、めっき膜厚よりも粗さが大きいと凹部が基材にまで達してしまい、被覆層の欠陥となるので、被覆性を十分に確保する観点からは、上限値をめっき膜厚と同等以下、好ましくはめっき膜厚の半分以下とすることができる。 The larger the arithmetic average roughness Sa of the surface of the Ni plating layer 13, the better the upper limit is not limited. However, if the roughness is larger than the plating film thickness, the recesses reach the base material, which causes defects in the coating layer. Therefore, from the viewpoint of sufficiently ensuring the covering property, the upper limit value can be set to be equal to or less than the plating film thickness, preferably less than half of the plating film thickness.

(押し込み硬さHIT
Niめっき層13は、押し込み硬さHITが、5000N/mm以下であることが好ましい。押し込み硬さHITを5000N/mm以下とすることで、バスバー1を被導電部材に締結するときに凸部(Niの新生面)が押しつぶされて変形し、バスバー1の接点部(端部2、7)と被導電部材の接点部との接触面積が増大する。その結果、接触抵抗を小さくすることができる。具体的には、固体同士が表面で真に接触している面積(真実接触面積)Arは、以下の式(1)で表される。
(Pushing hardness H IT )
The Ni plating layer 13 preferably has an indentation hardness HIT of 5000 N / mm 2 or less. By setting the indentation hardness HIT to 5000 N / mm 2 or less, the convex portion (new surface of Ni) is crushed and deformed when the bus bar 1 is fastened to the conductive member, and the contact portion (end portion 2) of the bus bar 1 is deformed. , 7) increases the contact area between the contact portion of the conductive member. As a result, the contact resistance can be reduced. Specifically, the area (true contact area) Ar where the solids are in true contact with each other on the surface is expressed by the following equation (1).

Ar=P/pm (1)
(但し、P:荷重、pm:柔らかい方の材料の降伏応力を表す。)
上記式(1)からも明らかなように、めっきの硬さが小さい(柔らかい方の材料の降伏応力Pmが小さい)ほど、真実接触面積Arが大きくなり電気的接触を確立しやすいといえる。
Ar = P / pm (1)
(However, P: load, pm: yield stress of the softer material.)
As is clear from the above equation (1), it can be said that the smaller the hardness of the plating (the smaller the yield stress Pm of the softer material), the larger the true contact area Ar and the easier it is to establish electrical contact.

押し込み硬さHITの下限値は、特に限定されず、100N/mm以上とすることができる。なお、一般に、硬さの定量評価にはビッカース試験等が用いられるが、Niめっき層13の厚さは数μm程度と薄いため、マイクロビッカース試験では圧痕の深さが基材11にまで達し、測定結果が基材1の硬さに影響を受けてしまう場合がある。そのため、ここでは、押し込み硬さHITは、ナノインデンターを用いて測定した押し込み硬さである。 The lower limit of the indentation hardness HIT is not particularly limited and may be 100 N / mm 2 or more. Generally, a Vickers test or the like is used for quantitative evaluation of hardness, but since the thickness of the Ni plating layer 13 is as thin as several μm, the depth of the indentation reaches the base material 11 in the micro Vickers test. The measurement result may be affected by the hardness of the base material 1. Therefore, here, the indentation hardness HIT is the indentation hardness measured by using a nanoindenter .

(Niめっき層13の形成方法)
Niめっき層13の形成方法は、特に限定されず、電解めっき又は無電解めっきによって形成することができるが、表面が粗いめっき層を形成しやすい点で、電解めっきが好ましい。Niめっき層13を形成する前に、必要に応じて、脱脂、酸洗、水洗等の前処理を行ってもよい。Niめっき処理液は、ワット浴やスルファミン酸浴など工業的に用いられているめっき処理液を用いることができる。中でも、基材11上にZn層12が設けられている場合にZn層12が溶解するのを防ぎ、さらに内部応力が小さく、めっき後の成形性が優れる点から、pHが3.5~4.8のスルファミン酸浴が好ましい。
(Method of forming Ni plating layer 13)
The method for forming the Ni plating layer 13 is not particularly limited and can be formed by electrolytic plating or electroless plating, but electrolytic plating is preferable because it is easy to form a plating layer having a rough surface. Before forming the Ni plating layer 13, pretreatment such as degreasing, pickling, and washing may be performed, if necessary. As the Ni plating treatment liquid, an industrially used plating treatment liquid such as a watt bath or a sulfamic acid bath can be used. Above all, when the Zn layer 12 is provided on the base material 11, the pH is 3.5 to 4 because the Zn layer 12 is prevented from being dissolved, the internal stress is small, and the formability after plating is excellent. A sulfamic acid bath of 0.8 is preferred.

一般的に、Niめっき処理液には、得られるNiめっき層に光沢を持たせるために、光沢剤を添加することがある。光沢剤としては、サッカリン等の硫黄が含まれるものが用いられることが多い。硫黄を含む光沢剤は、めっき層を構成する結晶粒径を微細化する作用を呈する。例えば、図5に、硫黄を含む光沢剤を含むめっき処理液で形成されたNiめっき層の表面の走査型電子顕微鏡(SEM)写真を示す。このNiめっき層の表面は、結晶粒が微細でSEM写真では結晶粒が確認できない。その結果、このNiめっき層の表面は、平滑になっている。一方、図6に、光沢剤を含まないめっき処理液(無光沢めっき)で形成されたNiめっき層の表面の走査型電子顕微鏡写真を示す。このNiめっき層の表面は、数100nmオーダーの粗大なNiの結晶粒を確認することができる。その結果、このNiめっき層の表面は、粗くなっている。 Generally, a brightener may be added to the Ni plating treatment liquid in order to give gloss to the obtained Ni plating layer. As the brightener, one containing sulfur such as saccharin is often used. The sulfur-containing brightener has the effect of refining the crystal grain size constituting the plating layer. For example, FIG. 5 shows a scanning electron microscope (SEM) photograph of the surface of a Ni plating layer formed of a plating solution containing a brightener containing sulfur. Crystal grains are fine on the surface of this Ni-plated layer, and the crystal grains cannot be confirmed in the SEM photograph. As a result, the surface of this Ni plating layer is smooth. On the other hand, FIG. 6 shows a scanning electron micrograph of the surface of a Ni plating layer formed of a plating treatment liquid (matte plating) containing no brightener. On the surface of this Ni plating layer, coarse Ni crystal grains on the order of several hundred nm can be confirmed. As a result, the surface of this Ni plating layer is rough.

よって、結晶粒径が大きく表面粗さが粗いNiめっき層13を得るために、めっき処理液中に、硫黄を含有する光沢剤を含まないことが好ましい。例えば、めっき処理液中に、光沢剤を含有しないか、又は、硫黄を含まない光沢剤を含有することで、Niめっき層13の結晶粒径を大きくすることができる。その結果、Niめっき層13の表面粗さを粗くして、高温高湿潤環境下でも酸化物や水和物の形成を抑制し、経時的に接触抵抗が増大することを抑制することができる。 Therefore, in order to obtain the Ni plating layer 13 having a large crystal grain size and a rough surface roughness, it is preferable that the plating treatment liquid does not contain a brightener containing sulfur. For example, the crystal grain size of the Ni plating layer 13 can be increased by containing a brightener that does not contain a brightener or sulfur in the plating treatment liquid. As a result, the surface roughness of the Ni plating layer 13 can be roughened, the formation of oxides and hydrates can be suppressed even in a high temperature and high humidity environment, and the increase in contact resistance over time can be suppressed.

この場合、形成されたNiめっき層13は、実質的に硫黄を含有しない。Niめっき層中の硫黄の含有量は、例えば、0.1質量%未満、好ましくは0.05質量%未満である。 In this case, the formed Ni plating layer 13 does not substantially contain sulfur. The sulfur content in the Ni plating layer is, for example, less than 0.1% by mass, preferably less than 0.05% by mass.

結晶粒径の大きいNiめっき層13とするための他の方法としては、めっき処理時の電流密度を、2A/dm~10A/dm、好ましくは2A/dm~5A/dmに低く抑えたり、めっき浴中のNiイオン濃度高めるため、例えばスルファミン酸Niめっき浴であれば、処理液中のスルファミン酸ニッケルの濃度を400g/L~500g/L、好ましくは450g/L~500g/Lに高めたりすること等によって形成することもできる。 As another method for forming the Ni plating layer 13 having a large crystal grain size, the current density during the plating process is lowered to 2A / dm 2 to 10A / dm 2 , preferably 2A / dm 2 to 5A / dm 2 . In order to suppress or increase the concentration of Ni ions in the plating bath, for example, in the case of a Ni-plating bath with sulfamic acid, the concentration of nickel sulfamate in the treatment liquid is 400 g / L to 500 g / L, preferably 450 g / L to 500 g / L. It can also be formed by increasing it to.

一方、Niめっき層13を形成後に、サンドブラストやヤスリ等によって機械的に表面粗さSaを20nm以上とすることもできる。この場合は、結晶粒径の大きさに関係なくNiめっき層13を形成し、その後、機械的に表面を粗くすればよい。 On the other hand, after the Ni plating layer 13 is formed, the surface roughness Sa can be mechanically set to 20 nm or more by sandblasting, filing, or the like. In this case, the Ni plating layer 13 may be formed regardless of the size of the crystal grain size, and then the surface may be mechanically roughened.

(樹脂層)
バスバー1は、接点部(端部2、7)以外の表面に絶縁皮膜としての樹脂層が形成されていてもよい。樹脂層を設けることで、接点部以外での通電を防ぐことができる。樹脂層を形成する樹脂は、基材11上にコーティング可能な樹脂であれば特に限定されず、例えば、熱可塑性樹脂を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、汎用プラスチック、汎用エンプラ(エンジニアリング・プラスチック)、スーパーエンプラ等から選ばれる1種又は2種以上を用いることができる。汎用プラスチックとしては、ポリプロピレン、ABS樹脂等を挙げることができる。汎用エンプラとしては、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート等を挙げることができる。スーパーエンプラとしては、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミドイミド等を挙げることができる。樹脂層の厚さは、特に限定されず、10μm以上5000μm以下とすることができる。
(Resin layer)
The bus bar 1 may have a resin layer as an insulating film formed on the surface other than the contact portions (ends 2 and 7). By providing the resin layer, it is possible to prevent energization other than the contact portion. The resin forming the resin layer is not particularly limited as long as it can be coated on the base material 11, and for example, a thermoplastic resin can be used. As the thermoplastic resin, one or more selected from general-purpose plastics, general-purpose engineering plastics (engineering plastics), super engineering plastics, and the like can be used. Examples of the general-purpose plastic include polypropylene, ABS resin and the like. Examples of general-purpose engineering plastics include polyamide, polycarbonate, polybutylene terephthalate, and the like. Examples of super engineering plastics include polyphenylene sulfide and polyamide-imide. The thickness of the resin layer is not particularly limited and can be 10 μm or more and 5000 μm or less.

樹脂層の形成方法は、特に限定されない。例えば、基材上にNiめっき層13を形成した後、射出成形、溶融押出成形、圧縮成形、又はトランスファー成形等によって基材11と一体的に成形することができる。基材11上の接点部(端部2,7)の表面に設けられているNiめっき層13は、融点が高いので、溶融した樹脂の熱によって溶融してめっきが欠損することがない。その結果、バスバー1に樹脂層が設けられ絶縁被覆されている場合でも、接触抵抗の増大を抑制する効果を十分に得ることができる。 The method for forming the resin layer is not particularly limited. For example, after forming the Ni plating layer 13 on the base material, it can be integrally molded with the base material 11 by injection molding, melt extrusion molding, compression molding, transfer molding, or the like. Since the Ni plating layer 13 provided on the surface of the contact portions (ends 2 and 7) on the base material 11 has a high melting point, the Ni plating layer 13 is not melted by the heat of the melted resin and the plating is not damaged. As a result, even when the bus bar 1 is provided with the resin layer and is insulated and coated, the effect of suppressing the increase in contact resistance can be sufficiently obtained.

[アルミニウム合金製車載用バスバー1の製造方法]
次に、上述したアルミニウム合金製車載用バスバー1の製造方法について、図7を参照して説明する。バスバー1の製造方法は、基材11を準備する工程(以下、基材準備工程(S1)という)と、基材11をNiめっき処理液に接触させるめっき処理工程(以下、「めっき処理工程(S2)」という。)と、めっき処理した後、基材11を再びコイル状に巻き上げる工程(以下、「巻き上げ工程(S3)」と、切断加工及び成形加工する工程(S4)と、を有する。本発明のアルミニウム合金製車載用バスバー1の製造方法の一態様では、さらに、熱処理工程(S5)を有する。本発明のめっき処理工程では、Niめっき処理液が、硫黄を含有する光沢剤を含まないことを特徴とする。Niめっき処理液が、硫黄を含有する光沢剤を含まないので、Niめっき層13の表面が粗くなり、接触抵抗が経時的に増大することを抑制できるバスバー1を得ることができる。また、バスバー1は、従来の導電部材のように、Niめっき層及びSnめっき層の多層のめっき層を有していないので、めっき処理工程が少なく済む。そのため、バスバー1の製造方法は、コイル状に巻かれた基材を解いてめっき処理した後、再びコイル状に巻き上げる、いわゆるコイルトゥコイルでNiめっき層13を形成し、切断加工及び成形加工して製造することができる。
[Manufacturing method of aluminum alloy in-vehicle bus bar 1]
Next, the method for manufacturing the above-mentioned aluminum alloy in-vehicle bus bar 1 will be described with reference to FIG. 7. The bus bar 1 is manufactured by a step of preparing the base material 11 (hereinafter referred to as a base material preparation step (S1)) and a plating treatment step of bringing the base material 11 into contact with a Ni plating treatment liquid (hereinafter, “plating treatment step (hereinafter referred to as“ plating treatment step ”). It is referred to as "S2)"), and has a step of winding the base material 11 into a coil again after the plating treatment (hereinafter, "winding step (S3)", and a step of cutting and molding (S4). One aspect of the method for manufacturing an in-vehicle bus bar 1 made of an aluminum alloy of the present invention further includes a heat treatment step (S5). In the plating treatment step of the present invention, the Ni plating treatment liquid contains a brightener containing sulfur. Since the Ni plating treatment liquid does not contain a brightener containing sulfur, the surface of the Ni plating layer 13 becomes rough, and a bus bar 1 capable of suppressing an increase in contact resistance over time is obtained. Further, unlike the conventional conductive member, the bus bar 1 does not have a multi-layered plating layer of a Ni plating layer and a Sn plating layer, so that the number of plating processing steps can be reduced. Therefore, the bus bar 1 is manufactured. The method can be produced by forming a Ni plating layer 13 with a so-called coil-to-coil, which is obtained by unwinding a base material wound in a coil shape, plating, and then winding it up again in a coil shape, and then cutting and molding. ..

(基材準備工程)
基材準備工程は、コイル状に巻かれたアルミニウム合金圧延材(基材11)を、解いて引き出す工程とすることができる。引き出し速度は、Niめっき処理工程でめっき処理する時間や速度に合わせて適宜調整することができる。基材準備工程は、基材11をジンケート処理して基材11上にZn層12を形成する工程を有していてもよい。
(Base material preparation process)
The base material preparation step can be a step of unraveling and pulling out the rolled aluminum alloy material (base material 11) wound in a coil shape. The withdrawal speed can be appropriately adjusted according to the time and speed of the plating process in the Ni plating process. The base material preparation step may include a step of zincating the base material 11 to form a Zn layer 12 on the base material 11.

(Niめっき処理工程)
Niめっき処理工程は、基材11をNiめっき処理液に接触させて、基材11上にNiめっき層13を形成する工程である。Niめっき処理方法、及びめっき処理液については、上述のとおりである。めっき処理工程は、必要に応じて、脱脂、酸洗、水洗等の前処理工程を有していてもよい。形成される結晶粒径を大きくしてNiめっき層13の表面粗さSaを20nm以上とする目的で、Niめっき処理液が、硫黄を含有する光沢剤を含まないことが好ましい。硫黄を含有する光沢剤としては、サッカリン、1,3,6-トリナフタレンスルフォン酸ナトリウム、ナフタレン-1,3,6-トリスルホン酸ナトリウム等を挙げることができる。めっき処理液は、好ましくは、光沢剤を含有しないか、又は、硫黄を含まない光沢剤を含有する。硫黄を含有しない光沢剤としては、2次光沢剤に分類される光沢剤等を挙げることができる。2次光沢剤に分類される光沢剤としては、例えば、クマリン、2-ブチン-1,4-ジオール、エチレンシアンヒドリン、プロパルギルアルコール、ホルムアルデヒド、キノリン又はピリジン等を挙げることができる。
(Ni plating process)
The Ni plating treatment step is a step of bringing the base material 11 into contact with the Ni plating treatment liquid to form the Ni plating layer 13 on the base material 11. The Ni plating treatment method and the plating treatment liquid are as described above. The plating treatment step may include a pretreatment step such as degreasing, pickling, and washing, if necessary. For the purpose of increasing the crystal grain size to be formed and making the surface roughness Sa of the Ni plating layer 13 20 nm or more, it is preferable that the Ni plating treatment liquid does not contain a brightener containing sulfur. Examples of the sulfur-containing brightener include saccharin, sodium 1,3,6-trinaphthalenzulfonate, sodium naphthalene-1,3,6-trisulfonate and the like. The plating solution preferably contains no brightener or contains a sulfur-free brightener. Examples of the brightener containing no sulfur include brighteners classified as secondary brighteners. Examples of the brightener classified into the secondary brightener include coumarin, 2-butyne-1,4-diol, ethylene cyanhydrin, propargyl alcohol, formaldehyde, quinoline, pyridine and the like.

めっき処理工程において、pHが3.5~4.8のスルファミン酸浴またはpH4.0~5.5のワット浴を用いて電解めっき処理を行うことが好ましいが、前述のとおりめっき後の成形性に優れることからスルファミン酸浴がさらに好ましい。電解めっき処理でNiめっき層を形成する際の電流密度は、2A/dm以上10A/dm以下で行うことが好ましい。さらに好ましい電流密度は、2A/dm以上5A/dm以下である。さらに、Niめっき処理液中のNiイオン濃度を高めるため、例えばスルファミン酸Niめっき浴であれば、処理液中のスルファミン酸ニッケルの濃度を400g/L以上500g/L以下、又は450g/L以上500g/L以下とすることも好ましい。 In the plating treatment step, it is preferable to perform the electrolytic plating treatment using a sulfamic acid bath having a pH of 3.5 to 4.8 or a watt bath having a pH of 4.0 to 5.5, but as described above, the formability after plating is preferable. A sulfamic acid bath is more preferable because it is excellent in plating. The current density when forming the Ni plating layer by the electrolytic plating treatment is preferably 2 A / dm 2 or more and 10 A / dm 2 or less. A more preferable current density is 2 A / dm 2 or more and 5 A / dm 2 or less. Further, in order to increase the Ni ion concentration in the Ni plating treatment liquid, for example, in the case of a sulfamate Ni plating bath, the concentration of nickel sulfamate in the treatment liquid is 400 g / L or more and 500 g / L or less, or 450 g / L or more and 500 g. It is also preferable to set it to / L or less.

なお、切断工程後にNiめっき処理するよりも、切断工程前にNiめっき処理を行った方が、製造コストをより低くすることができる。よって、基材準備工程、Niめっき処理工程、巻き上げ工程、切断加工する工程、成形加工する工程をこの順で有することが好ましい。バスバーの耐力を向上させるため、成形加工する工程の後に、熱処理工程を有することができる。樹脂層形成工程は、成形加工する工程の後に有することが好ましい。また、Snめっき層を形成する工程が不要なので、コストを抑えるために、基材準備工程、Niめっき処理工程、巻き上げ工程、加工工程、及び樹脂層形成工程からなる最小限の工程で製造することもできる。 It should be noted that the manufacturing cost can be further reduced by performing the Ni plating process before the cutting process rather than performing the Ni plating process after the cutting process. Therefore, it is preferable to have a base material preparation step, a Ni plating treatment step, a winding step, a cutting process, and a molding process in this order. In order to improve the yield strength of the bus bar, a heat treatment step can be provided after the molding process. It is preferable to have the resin layer forming step after the step of molding. In addition, since the process of forming the Sn plating layer is unnecessary, in order to reduce the cost, it should be manufactured in the minimum process consisting of the base material preparation process, the Ni plating processing process, the winding process, the processing process, and the resin layer forming process. You can also.

(巻き上げ工程)
巻き上げ工程は、Niめっき処理された基材を、再びコイル状に巻きあげる工程である。巻き上げ速度は、Niめっき処理工程でめっき処理する時間や速度に合わせて適宜調整することができる。従来の導電部材のように、Niめっき層及びSnめっき層の多層のめっき層を形成する必要がなく、めっき処理工程が少なく済むので、このように、コイル状の基材をめっき処理後に再びコイル状に巻きあげる、いわゆるコイルトゥコイルでNiめっき層13を形成することができる。
(Rolling process)
The winding step is a step of winding the Ni-plated base material into a coil shape again. The winding speed can be appropriately adjusted according to the time and speed of the plating process in the Ni plating process. Unlike conventional conductive members, it is not necessary to form a multi-layered plating layer of Ni plating layer and Sn plating layer, and the number of plating processing steps can be reduced. The Ni plating layer 13 can be formed by a so-called coil-to-coil that is wound up in a shape.

(切断加工及び成形加工する工程)
切断加工及び成形加工する工程は、Niめっき層13が形成された基材11を所望の大きさに切断し、所望の形状に成形加工してバスバー1を得る工程である。この工程では、切断加工と成形加工とを別の工程としてもよいし、プレス加工のように切断加工と成形加工とを同時に行ってもよい。歩留りの観点から、基材を長尺状に切断した後に、成形加工を行うことが好ましい。成形加工は、バスバー1に求められる形状に応じて各種曲げ加工を採用することができる。
(Process of cutting and molding)
The step of cutting and molding is a step of cutting the base material 11 on which the Ni plating layer 13 is formed into a desired size and molding the base material 11 into a desired shape to obtain a bus bar 1. In this step, the cutting process and the forming process may be separate steps, or the cutting process and the forming process may be performed at the same time as in the press process. From the viewpoint of yield, it is preferable to perform molding after cutting the base material into a long shape. As the molding process, various bending processes can be adopted according to the shape required for the bus bar 1.

図8から10は、成形加工する工程で採用することができる各種曲げ加工方法を示す図である。 8 to 10 are diagrams showing various bending methods that can be adopted in the molding process.

図8の(a)、(b)は、エッジワイズ曲げ加工を示す図である。この図に示されるように、一端から延在する板の中央部において、他端部が板の延在する方向に対して直交ように曲げる加工である。 8 (a) and 8 (b) are views showing edgewise bending. As shown in this figure, in the central portion of the plate extending from one end, the other end is bent so as to be orthogonal to the extending direction of the plate.

図9の(a)、(b)フラットワイズ曲げ加工を示す図である。この図に示されるように、板を基材の厚さ方向に屈曲する加工である。 9 (a) and 9 (b) are views showing flatwise bending. As shown in this figure, it is a process of bending the plate in the thickness direction of the base material.

図10の(a)、(b)は、上述する実施の形態には、記載されていないが、ヘム曲げ加工を示す図である。ヘム曲げ加工は、広く折り曲げ加工を指すが、この図に示されるように、例えば、一端から延在する板の中央部において、他端部が板の延在する方向に対して直交するように曲げる加工であるが、板に垂直な立上げ部を設けるように曲げる加工である。ヘム曲げ加工により折曲されているヘム曲げ部は、10°以上の曲げ角を有し、且つ曲げ部を挟む平坦部の同一の圧延面が平行である。 10 (a) and 10 (b) are views showing heme bending, although not described in the above-described embodiment. Hem bending broadly refers to bending, but as shown in this figure, for example, at the center of a plate extending from one end, the other end is orthogonal to the extending direction of the plate. Although it is a bending process, it is a bending process so as to provide a rising portion perpendicular to the plate. The hem bent portion bent by the hem bending process has a bending angle of 10 ° or more, and the same rolled surfaces of the flat portion sandwiching the bent portion are parallel to each other.

本発明のアルミニウム合金製車載用バスバーは、上記の各曲げ加工及びそれらを組合せることにより、長尺状のアルミニウム合金基材から所望の形状に形成される。 The aluminum alloy in-vehicle bus bar of the present invention is formed from a long aluminum alloy base material into a desired shape by each of the above bending processes and a combination thereof.

(熱処理工程)
熱処理工程は、成形加工後のバスバー1に熱処理を施し、所望の機械的性質を得る工程である。この工程では、例えば、T4材である成形加工後のバスバー1に時効処理を施し、T6材にし、耐力を向上させることができる。
(Heat treatment process)
The heat treatment step is a step of heat-treating the bus bar 1 after the molding process to obtain desired mechanical properties. In this step, for example, the bus bar 1 after the molding process, which is a T4 material, is subjected to an aging treatment to obtain a T6 material, and the yield strength can be improved.

(樹脂層形成工程)
樹脂層形成工程は、接点部(端部2、7)以外の表面に樹脂層を設けて絶縁被覆する工程である。バスバー1は、接点部(端部2、7)の表面にNiめっき層13を有するので、樹脂層を形成する際に溶融した樹脂の熱によって接点部(端部2、7)が高温になったとしても、めっきの欠損が発生せず、接触抵抗の増大を抑制する効果を十分に得ることができる。用いる樹脂及び形成方法については、上述のとおりである。
(Resin layer forming process)
The resin layer forming step is a step of providing a resin layer on the surface other than the contact portions (ends 2 and 7) to insulate and coat the surface. Since the bus bar 1 has a Ni plating layer 13 on the surface of the contact portion (ends 2 and 7), the contact portion (ends 2 and 7) becomes hot due to the heat of the resin melted when forming the resin layer. Even so, the plating defect does not occur, and the effect of suppressing the increase in contact resistance can be sufficiently obtained. The resin to be used and the forming method are as described above.

以下に実施例を示して本発明を更に具体的に説明するが、これらの実施例により本発明の解釈が限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but these examples do not limit the interpretation of the present invention.

[実施例1]
アルミニウム合金6101-T6材の圧延品(100mm×340mm×厚み3mm)を基材11とした。基材11の両面に、前処理として、以下に示す(1)アルカリエッジング及びデスマット並びに(2)二段ジンケート処理を行った後、(3)電解Niめっきを行ってNiめっき層13を形成した。これを20mm×340mm×厚み3mmに切断した後、島津製作所製万能油圧式試験機 形式REH―30と横曲げ加工用治具を用いて、エッジワイズ曲げ加工を採用して図16に示す形状に形成し、実施例1のバスバー1を得た。なお、図16に示す寸法の単位はmmである。
[Example 1]
A rolled product of aluminum alloy 6101-T6 (100 mm × 340 mm × thickness 3 mm) was used as the base material 11. As pretreatment, both sides of the base material 11 were subjected to (1) alkaline edging and desmat treatment and (2) two-stage zincate treatment as shown below, and then (3) electrolytic Ni plating was performed to form a Ni plating layer 13. .. After cutting this into 20 mm x 340 mm x thickness 3 mm, using Shimadzu's universal hydraulic tester type REH-30 and a jig for lateral bending, edgewise bending is adopted to form the shape shown in FIG. It was formed and the bus bar 1 of Example 1 was obtained. The unit of dimensions shown in FIG. 16 is mm.

(1)アルカリエッチング及びデスマットは、以下のように行った。すなわち、基材11を、50℃、50g/LのNaOH水溶液中に30秒間浸漬してアルカリエッチングし、室温の水道水で30秒間水洗した。その後、基材11を、60質量%の硝酸を500ml/Lの濃度にイオン交換水で希釈し室温に保持したデスマット液に30秒間浸漬し、さらに室温の水道水で30秒間水洗した。 (1) Alkaline etching and desmat were performed as follows. That is, the substrate 11 was immersed in a 50 g / L NaOH aqueous solution at 50 ° C. for 30 seconds for alkaline etching, and washed with tap water at room temperature for 30 seconds. Then, the base material 11 was immersed in a desmat solution prepared by diluting 60% by mass of nitric acid to a concentration of 500 ml / L with ion-exchanged water and kept at room temperature for 30 seconds, and further washed with tap water at room temperature for 30 seconds.

(2)二段ジンケート処理は、以下のように行った。すなわち、奥野製薬工業株式会社製のジンケート液「サブスターZN-111」をイオン交換水で500ml/Lの濃度に希釈し、室温に保持したジンケート処理液に、デスマット後の基材11を60秒間浸漬した。室温の水道水で30秒間水洗した後、基材11を、60質量%の硝酸を100m/Lの濃度にイオン交換水で希釈し室温に保持した亜鉛剥離液に30秒間浸漬して亜鉛層を剥離した。さらに水洗した後、上述のジンケート処理液に30秒間浸漬して、基材上にち密な亜鉛置換層を形成した。これを水洗し、前処理材とした。 (2) The two-stage zincate treatment was performed as follows. That is, the zincate solution "Substar ZN-111" manufactured by Okuno Pharmaceutical Industry Co., Ltd. was diluted with ion-exchanged water to a concentration of 500 ml / L, and the base material 11 after desmatting was added to the zincate-treated solution kept at room temperature for 60 seconds. Soaked. After washing with tap water at room temperature for 30 seconds, the base material 11 is diluted with 60% by mass of nitrate with ion-exchanged water to a concentration of 100 m / L and immersed in a zinc stripping solution kept at room temperature for 30 seconds to form a zinc layer. It peeled off. After further washing with water, it was immersed in the above-mentioned zincate treatment liquid for 30 seconds to form a dense zinc substitution layer on the substrate. This was washed with water and used as a pretreatment material.

(3)電解Niめっきは、ワット浴を用いて以下のように行った。すなわち、硫酸ニッケル6水和物を240g/L、ほう酸を35g/L含むめっき浴(ワット浴)を浴温45℃に保持し、前処理材を浸漬してカソードとし、4A/dmのカソード電流密度でめっきし、Niめっき層3を形成した。めっき時間は、Niめっき層13の厚みが約3μmとなるよう、任意の時間とした。 (3) Electrolytic Ni plating was performed as follows using a watt bath. That is, a plating bath (watt bath) containing 240 g / L of nickel sulfate hexahydrate and 35 g / L of boric acid was maintained at a bath temperature of 45 ° C., and a pretreatment material was immersed in the cathode to serve as a cathode, and a cathode of 4 A / dm 2 . The Ni plating layer 3 was formed by plating with a current density. The plating time was set to an arbitrary time so that the thickness of the Ni plating layer 13 was about 3 μm.

[実施例2]
スルファミン酸浴を用いて以下のようにNiめっき層13を形成した以外は、実施例1と同様にして、実施例2のバスバー1を得た。Niめっき層13は、スルファミン酸Ni4水和物を450g/L、塩化ニッケル6水和物を10g/L、ほう酸を35g/L含むめっき浴(スルファミン酸浴)中で、5A/dmのカソード電流密度でめっきし形成した。
[Example 2]
The bus bar 1 of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the Ni plating layer 13 was formed as follows using a sulfamic acid bath. The Ni plating layer 13 has a cathode of 5 A / dm 2 in a plating bath (sulfamic acid bath) containing 450 g / L of Ni tetrahydrate of sulfamic acid, 10 g / L of nickel chloride hexahydrate, and 35 g / L of boric acid. It was formed by plating with a current density.

[実施例3]
スルファミン酸浴に、硫黄を含まない光沢剤として株式会社ムラタ製のSN-20を4ml/Lの濃度で添加した以外は、実施例2と同様にして、実施例3のバスバー1を得た。
[Example 3]
The bus bar 1 of Example 3 was obtained in the same manner as in Example 2 except that SN-20 manufactured by Murata Co., Ltd. was added to the sulfamic acid bath as a sulfur-free brightener at a concentration of 4 ml / L.

[実施例4]
実施例2と同様の方法でNiめっき層13を形成し、かつエッジワイズ曲げ加工を行わずプレス加工で図16に示す形状に形成した他は、実施例1と同様にして、実施例4のバスバー1を得た。
[Example 4]
In the same manner as in Example 1, the Ni plating layer 13 was formed in the same manner as in Example 2, and the Ni plating layer 13 was formed into the shape shown in FIG. 16 by press working without edgewise bending. I got a bus bar 1.

[実施例5]
実施例3と同様の方法でNiめっき層13を形成し、かつエッジワイズ曲げ加工を行わずプレス加工で図16に示す形状に形成した他は、実施例1と同様にして、実施例5のバスバー1を得た。
[Example 5]
The Ni plating layer 13 was formed by the same method as in Example 3, and was formed into the shape shown in FIG. 16 by press working without edgewise bending. I got a bus bar 1.

[比較例1]
ワット浴に、光沢剤として3g/Lの濃度でサッカリンを添加した以外は、実施例1と同様にして、比較例1の導電部材を得た。
[Comparative Example 1]
A conductive member of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that saccharin was added to the watt bath at a concentration of 3 g / L as a brightener.

[比較例2]
スルファミン酸浴に、光沢剤として3g/Lの濃度でサッカリンを添加した以外は、実施例2と同様にして、比較例2の導電部材を得た。
なお、上記実施例及び比較例におけるめっき浴のpHは、いずれも、4.0とした。
[Comparative Example 2]
A conductive member of Comparative Example 2 was obtained in the same manner as in Example 2 except that saccharin was added to the sulfamic acid bath at a concentration of 3 g / L as a brightener.
The pH of the plating baths in the above Examples and Comparative Examples was 4.0.

[算術平均粗さSa]
Niめっき層を形成した後の試料を20mm角に切断し、ブルカー・エイエックスエス株式会社製の光干渉顕微鏡(GT-1)を使用して、115倍の対物レンズで試料の表面からおよそ20μm×40μmの視野を選出した。その測定視野内の面の算術平均粗さSaをISO25178に準拠して算出し、Niめっき層の表面の算術平均粗さSaとした。結果を表1に示す。
[Arithmetic Mean Roughness Sa]
After forming the Ni plating layer, the sample is cut into 20 mm squares, and using an optical interference microscope (GT-1) manufactured by Bruker AXS Co., Ltd., a 115x objective lens is used to approximately 20 μm from the surface of the sample. A field of view of × 40 μm was selected. The arithmetic mean roughness Sa of the surface in the measurement field of view was calculated in accordance with ISO25178, and was used as the arithmetic mean roughness Sa of the surface of the Ni plating layer. The results are shown in Table 1.

[押し込み硬さHIT
Niめっき層を形成した後の試料を20mm角に切断し、株式会社エリオニクス製ナノインデンター ENT-1100aを用い、バーコビッチ型のダイヤモンド圧子 記号6170を20mNの荷重で押し込んで、ISO 14577で定められる押し込み硬さHITを算出した。結果を表1に示す。
[Pushing hardness H IT ]
After forming the Ni plating layer, the sample is cut into 20 mm squares, and the Berkovich type diamond indenter symbol 6170 is pushed in with a load of 20 mN using the Nano Indenter ENT-1100a manufactured by Elionix Inc., and is pushed in as defined by ISO 14577. The hardness HIT was calculated. The results are shown in Table 1.

[接触抵抗測定]
Niめっき層を形成した後の試料を、室温のイオン交換水中で30秒間水洗し、ドライヤーを用いて熱風乾燥した後、試料の接触抵抗を測定した。その後、試料について温湿度サイクル試験を行い、再度、試料の接触抵抗を測定した。
[Measurement of contact resistance]
The sample after forming the Ni plating layer was washed with water for 30 seconds in ion-exchanged water at room temperature, dried with hot air using a dryer, and then the contact resistance of the sample was measured. Then, a temperature / humidity cycle test was performed on the sample, and the contact resistance of the sample was measured again.

接触抵抗は、図11に示すように、AuめっきしたAl板14で片面4cmの面積が接触するよう試料を挟み、1MPaの面圧をかけながら1Aの電流を流し、Auめっき板間の電圧降下Vを測定し、R=(V/I)から算出した。但し、R:接触抵抗(mΩcm)、I:電流(A)である。 As shown in FIG. 11, the contact resistance is a voltage between Au-plated plates, in which a sample is sandwiched between Au-plated Al plates 14 so that an area of 4 cm 2 on one side comes into contact with each other, and a current of 1 A is passed while applying a surface pressure of 1 MPa. The descent V was measured and calculated from R = (V / I). However, R: contact resistance (mΩcm 2 ) and I: current (A).

温湿度サイクル試験は、エスペック株式会社製恒温恒湿試験機PR-4Jを用いて、JIS C60068-2-38(試験記号:Z/AD)に準じて、湿度93%で、図12に示す温湿度サイクル試験のサイクル模式図に沿って10サイクル行った。すなわち、2時間かけて25℃から65℃まで昇温し、3.5時間65℃を維持した後、2時間かけて65℃から25℃まで降温した。さらに0.5時間25℃に保持し、これを2サイクル行った。その後0.5時間かけて25℃から-10℃まで降温し、3時間-10℃を維持した後、1.5時間かけて-10℃から25℃まで昇温し、試験開始から24時間経過時まで25℃を維持した。結果を表1に示す。 The temperature / humidity cycle test was performed using a constant temperature / humidity tester PR-4J manufactured by Espec Co., Ltd. at a humidity of 93% according to JIS C6000068-2-38 (test symbol: Z / AD), and the temperature shown in FIG. Ten cycles were performed according to the cycle schematic diagram of the humidity cycle test. That is, the temperature was raised from 25 ° C. to 65 ° C. over 2 hours, maintained at 65 ° C. for 3.5 hours, and then lowered from 65 ° C. to 25 ° C. over 2 hours. The temperature was further maintained at 25 ° C. for 0.5 hours, and this was performed for 2 cycles. After that, the temperature was lowered from 25 ° C to -10 ° C over 0.5 hours, maintained at -10 ° C for 3 hours, then raised from -10 ° C to 25 ° C over 1.5 hours, and 24 hours passed from the start of the test. It was maintained at 25 ° C until time. The results are shown in Table 1.

温湿度サイクル試験後の接触抵抗値が0.75mΩを下回っていると、接触抵抗値の増大が抑制されていることを示している。一方、接触抵抗値が0.75mΩを上回っていると、接触抵抗が増大してしまっていることを示している。表1から明らかなように、実施例1~5の導電部材は、いずれも、接触抵抗が0.75mΩを下回っており、接触抵抗値の増大が抑制されている。 When the contact resistance value after the temperature / humidity cycle test is less than 0.75 mΩ, it indicates that the increase in the contact resistance value is suppressed. On the other hand, when the contact resistance value exceeds 0.75 mΩ, it indicates that the contact resistance has increased. As is clear from Table 1, all of the conductive members of Examples 1 to 5 have a contact resistance of less than 0.75 mΩ, and an increase in the contact resistance value is suppressed.

[S含有量測定]
Niめっき層を形成した後の試料について、Niめっき層中の硫黄の含有量(S分率)を、電子線マイクロアナライザ(EPMA:株式会社島津製作所社製、型番EPMA―1610 分析下限値0.1質量%)を用いて測定した。結果を、表1中に示す。実施例1~5の導電部材のNiめっき層からは硫黄は検出されなかった。
[Measurement of S content]
For the sample after forming the Ni plating layer, the sulfur content (S fraction) in the Ni plating layer is measured by electron probe microanalyzer (EPMA: manufactured by Shimadzu Corporation, model number EPMA-1610, lower limit of analysis 0. 1% by mass) was used for measurement. The results are shown in Table 1. No sulfur was detected in the Ni-plated layers of the conductive members of Examples 1 to 5.

Figure 2022105021000002
Figure 2022105021000002

図13及び14に、表1の数値に基づいて、接触抵抗と、算術平均粗さSa(図13)、又は押し込み硬さHIT(図14)との関係を示した。図13及び14において、四角は温湿度サイクル前の値を示し、黒丸は温湿度サイクル試験後の値を示す。温湿度サイクル試験後(黒丸で示す)の接触抵抗値が0.75mΩ以下の場合に、高温高湿潤環境下でも接触抵抗の増大が抑制できるといえる。図13及び14から明らかなように、Niめっき層の算術平均粗さSaが20nm以上である実施例1から5の導電部材は、温湿度サイクル試験後の接触抵抗が0.75mΩ以下となり、接触抵抗の増大を抑制することができた。 13 and 14 show the relationship between the contact resistance and the arithmetic mean roughness Sa (FIG. 13) or the indentation hardness HIT (FIG. 14) based on the numerical values in Table 1. In FIGS. 13 and 14, the squares indicate the values before the temperature / humidity cycle, and the black circles indicate the values after the temperature / humidity cycle test. When the contact resistance value after the temperature / humidity cycle test (indicated by black circles) is 0.75 mΩ or less, it can be said that the increase in contact resistance can be suppressed even in a high temperature and high humidity environment. As is clear from FIGS. 13 and 14, the conductive members of Examples 1 to 5 having an arithmetic mean roughness Sa of the Ni plating layer of 20 nm or more have a contact resistance of 0.75 mΩ or less after the temperature / humidity cycle test and are in contact with each other. The increase in resistance could be suppressed.

図15に、実施例2及び3のバスバーを、200℃で5時間の熱処理前後の接触抵抗の変化を示す。図15から明らかなように、無光沢Niめっきを用いたバスバーは、熱処理後であっても、接触抵抗の変化が小さい。例えば、T4材のアルミニウム合金コイル材を、バスバーに形成した後に、熱処理し、T6材とする製造方法も可能である。 FIG. 15 shows changes in contact resistance of the bus bars of Examples 2 and 3 before and after heat treatment at 200 ° C. for 5 hours. As is clear from FIG. 15, the bus bar using matte Ni plating has a small change in contact resistance even after heat treatment. For example, a manufacturing method in which an aluminum alloy coil material of T4 material is formed on a bus bar and then heat-treated to obtain T6 material is also possible.

[加工方法の比較]
表1にプレス加工のみで製造した場合と、エッジワイズ曲げ加工で製造した場合とのプレス歩留りの差を示す。表1から明らかなように、本発明に係るアルミニウム合金製バスバーの製造方法を用いた場合、100%に近い歩留りでバスバーを製造することができる。
[Comparison of processing methods]
Table 1 shows the difference in press yield between the case of manufacturing only by press working and the case of manufacturing by edgewise bending. As is clear from Table 1, when the method for manufacturing an aluminum alloy bus bar according to the present invention is used, the bus bar can be manufactured with a yield close to 100%.

1 アルミニウム合金製車載用バスバー
x 方向を示す二点鎖線
2、7 端部(接点部)
2a、3a、4a、5a、6a 先端
3、4 中間部
5 上面
6 立上り部
8 曲げ部
9、10 貫通孔
11 アルミニウム合金基材
12 Zn層
13 Niめっき層
14 AuめっきしたAl板
1 Aluminum alloy in-vehicle bus bar x Two-dot chain wire indicating the direction 2, 7 Ends (contacts)
2a, 3a, 4a, 5a, 6a Tip 3, 4 Intermediate 5 Top 6 Rising 8 Bending 9, 10 Through hole 11 Aluminum alloy base material 12 Zn layer 13 Ni plating layer 14 Au plated Al plate

Claims (13)

表面の算術平均粗さSaが20nm以上であり、かつ、押し込み硬さHITが5000N/mm以下であるNiめっき層を表面に有し、耐力が155MPa以上であることを特徴とする、アルミニウム合金製車載用バスバー。 Aluminum having a Ni-plated layer on the surface having an arithmetic average roughness Sa of 20 nm or more on the surface and an indentation hardness HIT of 5000 N / mm 2 or less and a proof stress of 155 MPa or more. Alloy in-vehicle bus bar. 帯状の長尺板体であるアルミニウム合金基材から形成されていることを特徴とする、請求項1に記載のアルミニウム合金製車載用バスバー。 The aluminum alloy vehicle-mounted bus bar according to claim 1, wherein the bus bar is formed of an aluminum alloy base material which is a strip-shaped long plate body. 少なくとも1以上の曲げ部を有することを特徴とする、請求項1又は2に記載のアルミニウム合金製車載用バスバー。 The aluminum alloy vehicle-mounted bus bar according to claim 1 or 2, wherein the bus bar has at least one bent portion. 少なくとも1以上の曲げ部が、エッジワイズ曲げ部であることを特徴とする、請求項3に記載のアルミニウム合金製車載用バスバー。 The aluminum alloy vehicle-mounted bus bar according to claim 3, wherein at least one bent portion is an edgewise bent portion. 少なくとも1以上の曲げ部が、10°以上の曲げ角を有し、且つ曲げ部を挟むバスバーの平坦部の同一の圧延面が平行であることを特徴とする、請求項3に記載のアルミニウム合金製車載用バスバー。 The aluminum alloy according to claim 3, wherein at least one bent portion has a bent angle of 10 ° or more, and the same rolled surfaces of the flat portions of the bus bar sandwiching the bent portion are parallel to each other. In-vehicle bus bar made by. Niめっき層の膜厚が0.1~10μmであることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製車載用バスバー。 The vehicle-mounted bus bar made of an aluminum alloy according to any one of claims 1 to 5, wherein the thickness of the Ni plating layer is 0.1 to 10 μm. Niめっき層中の硫黄の含有量が、0.1質量%未満である、請求項1から6のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製車載用バスバー。 The aluminum alloy vehicle-mounted bus bar according to any one of claims 1 to 6, wherein the sulfur content in the Ni plating layer is less than 0.1% by mass. 接点部以外の表面に樹脂層が形成されていることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製車載用バスバー。 The aluminum alloy vehicle-mounted bus bar according to any one of claims 1 to 7, wherein a resin layer is formed on a surface other than the contact portion. コイル状に巻かれたアルミニウム合金圧延材を引き出し、硫黄を含有する光沢剤を含まないNiめっき処理液で前記圧延材をめっき処理する工程と、
めっき処理された圧延材をコイル状に巻き上げる工程と、
めっき処理された圧延材を切断加工する工程と、
切断された圧延材を成形加工する工程と、
を含むことを特徴とする、アルミニウム合金製車載用バスバーの製造方法。
A process of drawing out a rolled aluminum alloy wound in a coil shape and plating the rolled material with a Ni plating treatment liquid containing sulfur and not containing a brightener.
The process of winding the plated rolled material into a coil and
The process of cutting the plated rolled material and
The process of forming the cut rolled material and
A method for manufacturing an in-vehicle bus bar made of an aluminum alloy, which comprises.
前記切断加工する工程が、前記圧延材から一方向に延びる帯状の長尺板体であるアルミニウム合金基材を打ち抜く工程であり、前記成形加工する工程が、エッジワイズ曲げ加工を含むことを特徴とする、請求項9に記載のアルミニウム合金製車載用バスバーの製造方法。 The cutting process is a step of punching out an aluminum alloy base material which is a strip-shaped long plate extending in one direction from the rolled material, and the molding process is characterized by including an edgewise bending process. The method for manufacturing an aluminum alloy in-vehicle bus bar according to claim 9. 前記めっき処理する工程が、pHが3.5~4.8のスルファミン酸浴を用いる電解めっき処理であることを特徴とする、請求項9又は10に記載のアルミニウム合金製車載用バスバーの製造方法。 The method for manufacturing an aluminum alloy vehicle-mounted bus bar according to claim 9 or 10, wherein the plating process is an electrolytic plating process using a sulfamic acid bath having a pH of 3.5 to 4.8. .. 前記成形加工する工程の後に、熱処理工程を含むことを特徴とする、請求項9から11のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製車載用バスバーの製造方法。 The method for manufacturing an aluminum alloy vehicle-mounted bus bar according to any one of claims 9 to 11, further comprising a heat treatment step after the molding process. 前記めっき処理する工程の後に、接点部以外の部分に樹脂層を設ける工程を含むことを特徴とする、請求項9から12のいずれか一項に記載のアルミニウム合金製車載用バスバーの製造方法。 The method for manufacturing an aluminum alloy vehicle-mounted bus bar according to any one of claims 9 to 12, further comprising a step of providing a resin layer in a portion other than the contact portion after the plating treatment step.
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