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技術 導電性ストリップの製造方法

出願人 シユトルベルゲル・メタルウエルケ・ゲゼルシヤフト・ミト・ベシユレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・コマンデイトゲゼルシャフト
発明者 ハンス-ヴエー・ブリンクマンホルスト・フロッケンハウス
出願日 1998年8月6日 (21年8ヶ月経過) 出願番号 1998-223215
公開日 1999年6月18日 (20年10ヶ月経過) 公開番号 1999-162612
状態 未査定
技術分野 電気接続器の製造又は製造方法(2)
主要キーワード 対抗作用 プラグ結合 打抜き工具 自動車電装品 プラグ接点 材料変形 圧延工具 機械的補助
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1999年6月18日)のものです。
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図面 (3)

課題

本発明の課題は技術水準から出発して、層の小さい表面粗さで高い硬度が達成されかつストリップから製造されたプラグ接点要素が僅かな差し込み及び引き抜き力によって特徴づけられる、プラグ接点要素の製造のための出発製品としての導電性金属ストリップの製造方法を案出することである。

解決手段

プラグ接点要素をつくるための導電性金属ストリップの製造方法において、最終厚さDE に対して大きな当初厚さDA を有する銅−又は銅合金から成る出発ストリップ2が用意され、その際出発ストリップ2は錫又は錫合金から成る層3を備え、そして続いて仕上げ厚さD2 までストリップ厚さの減少を伴う圧延変形が行われることを特徴とする前記方法。

概要

背景

プラグ接点結合は、電気技術分野に更に広げられつつある。基本的には、1つ又は複数の導電性結合の場合によっては何度もの開閉のための接点要素機械的配列と理解される。プラグ接点結合は種々の使用分野で、例えば自動車電装品、情報技術又は工業設備電子装置に使用される。

プラグ結合の接点要素は、長時間に亘って存在する機械的、電気的及び空調的周囲条件の下に許容可能にかつ繰り返し可能に、電気的に良好な導電結合を形成しかつ確実に分離する状態にあることが重要である。使用領域に従って多数の構造的実施形態がある。そのようなプラグ接点要素の通常の製造方法は、プラグ接点要素を1つの銅−又は銅合金ストリップから打ち抜くことである。銅は、高い導電性を有する。腐食及び磨耗に対する保護のために並びに表面硬度を高めるために、銅−又は銅合金ストリップは錫引きされる。錫はその良好な耐食性のために銅の被覆金属として特に良好である。更に錫ライニングは、例えばゴム絶縁されたプラグ接点ではゴム中に含まれる硫黄を銅の影響を受けないようにする。

金属錫被覆は通常の方法でメッキホットディップ、金属スプレー、層付け、拡散又はガス位相析出によって製造される。存在する用途のためにホットディップは火炎錫引きの形で非常に広く敷衍している。その際銅−又は銅合金ストリップは液状錫メルトを通って案内される。流動錫の金属原子銅原子の間の拡散工程のために合金部分が形成される。浴からの引き出す際に錫から成る層が付けられる。過剰に付着する錫は除去される。このことは、機械的補助手段による剥離によって行われる。更に過剰の錫は空気又は保護ガス補助の下に吹きつけ除去される。

層厚さは比較的僅かな散乱の影響を受ける。しかし層厚さは圧延素材ストリップ表面に比して大きい粗さを有しかつ平らではない。錫引きされたストリップは錫又は錫合金相応する表面硬度を有する。表面は溶融液状態からの析出又は擦り落としによって刻印される。粗さは出発ストリップから製造されたプラグ接点要素の高い差し込み及び引き抜き力に寄与する。更に平らではない表面によって打抜き工具における錫磨耗に繋がる。

これに関連して、錫層強化及び表面の一様化を達成するために、錫引きされたストリップを圧延することが公知である。

概要

本発明の課題は技術水準から出発して、層の小さい表面粗さで高い硬度が達成されかつストリップから製造されたプラグ接点要素が僅かな差し込み及び引き抜き力によって特徴づけられる、プラグ接点要素の製造のための出発製品としての導電性金属ストリップの製造方法を案出することである。

プラグ接点要素をつくるための導電性金属ストリップの製造方法において、最終厚さDE に対して大きな当初厚さDA を有する銅−又は銅合金から成る出発ストリップ2が用意され、その際出発ストリップ2は錫又は錫合金から成る層3を備え、そして続いて仕上げ厚さD2 までストリップ厚さの減少を伴う圧延変形が行われることを特徴とする前記方法。

目的

従って本発明は、技術水準から出発して、層の僅かな表面粗さで高い硬度が達成されかつストリップから製造されたプラグ接点要素が僅かな差し込み及び引き抜き力によって特徴づけられる、プラグ接点要素の製造のための出発製品としての導電性金属ストリップの製造方法を案出することを課題とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

プラグ接点要素をつくるための導電性金属ストリップの製造方法において、最終厚さ(DE )に対して大きな当初厚さ(DA )を有する銅−又は銅合金から成る出発ストリップ(2)が用意され、その際出発ストリップ(2)は錫又は錫合金から成る層(3)を備え、そして続いて仕上げ厚さ(D2 )までストリップ厚さの減少を伴う圧延変形が行われることを特徴とする前記方法。

請求項2

成層された出発ストリップの変形度が、少なくとも5%である、請求項1に記載の方法。

請求項3

出発ストリップ(2)が錫引きの前に200°Cと650°Cの間の温度で熱処理される、請求項1又は2に記載の方法。

請求項4

熱処理と錫引きの前に出発ストリップ(2)に追加の圧延工程が実施される、請求項3に記載の方法。

請求項5

出発ストリップ(2)が錫引き後、200°Cまでの温度で熱処理される、請求項1から4までのうちのいずれか一項に記載の方法。

請求項6

仕上げ厚さ(D2 )の達成後、熱処理が行われる、請求項1から5までのうちのいずれか一項に記載の方法。

技術分野

0001

本発明は、プラグ接点要素の製造のための導電性金属ストリップの製造方法に関する。

背景技術

0002

プラグ接点結合は、電気技術分野に更に広げられつつある。基本的には、1つ又は複数の導電性結合の場合によっては何度もの開閉のための接点要素機械的配列と理解される。プラグ接点結合は種々の使用分野で、例えば自動車電装品、情報技術又は工業設備電子装置に使用される。

0003

プラグ結合の接点要素は、長時間に亘って存在する機械的、電気的及び空調的周囲条件の下に許容可能にかつ繰り返し可能に、電気的に良好な導電結合を形成しかつ確実に分離する状態にあることが重要である。使用領域に従って多数の構造的実施形態がある。そのようなプラグ接点要素の通常の製造方法は、プラグ接点要素を1つの銅−又は銅合金ストリップから打ち抜くことである。銅は、高い導電性を有する。腐食及び磨耗に対する保護のために並びに表面硬度を高めるために、銅−又は銅合金ストリップは錫引きされる。錫はその良好な耐食性のために銅の被覆金属として特に良好である。更に錫ライニングは、例えばゴム絶縁されたプラグ接点ではゴム中に含まれる硫黄を銅の影響を受けないようにする。

0004

金属錫被覆は通常の方法でメッキホットディップ、金属スプレー、層付け、拡散又はガス位相析出によって製造される。存在する用途のためにホットディップは火炎錫引きの形で非常に広く敷衍している。その際銅−又は銅合金ストリップは液状錫メルトを通って案内される。流動錫の金属原子銅原子の間の拡散工程のために合金部分が形成される。浴からの引き出す際に錫から成る層が付けられる。過剰に付着する錫は除去される。このことは、機械的補助手段による剥離によって行われる。更に過剰の錫は空気又は保護ガス補助の下に吹きつけ除去される。

0005

層厚さは比較的僅かな散乱の影響を受ける。しかし層厚さは圧延素材ストリップ表面に比して大きい粗さを有しかつ平らではない。錫引きされたストリップは錫又は錫合金相応する表面硬度を有する。表面は溶融液状態からの析出又は擦り落としによって刻印される。粗さは出発ストリップから製造されたプラグ接点要素の高い差し込み及び引き抜き力に寄与する。更に平らではない表面によって打抜き工具における錫磨耗に繋がる。

0006

これに関連して、錫層強化及び表面の一様化を達成するために、錫引きされたストリップを圧延することが公知である。

発明が解決しようとする課題

0007

従って本発明は、技術水準から出発して、層の僅かな表面粗さで高い硬度が達成されかつストリップから製造されたプラグ接点要素が僅かな差し込み及び引き抜き力によって特徴づけられる、プラグ接点要素の製造のための出発製品としての導電性金属ストリップの製造方法を案出することを課題とする。

課題を解決するための手段

0008

この課題は特許請求の範囲第1項の措置による方法によって解決される。その際その最終厚さに比して大きな当初厚さを有する、銅−又は銅合金から成る出発ストリップが用意される。出発ストリップは錫又は錫合金から成る層を備える。これに続いて、ストリップの必要な製造厚さが達成されるまで、ストリップ厚さの減少を伴って圧延成形が行われる。仕上げ厚さは圧延工程後の錫引きの層厚さを含む銅−又は銅合金ストリップの厚さと理解される。

0009

錫引き加工が加工され並びに銅ベース材料が成形されかつ厚さが減少される圧延工程によって、層の強化及び錫引きされたストリップの表面の均質化又は一様化が達成される。層の硬度は圧延工程によって及び圧延工具の選択によってその都度の要求に相応して調整可能である。このことはストリップ及びこれから製造された最終製品の予め付与可能な特定の表面硬度を可能にする。

0010

ストリップの表面は圧延後僅かな粗さを有する。粗さは圧延表面の形態によって影響可能である。摩擦係数μはメッキでつけられた錫層に比して明らかに低い。摩擦係数は0. 4以下である。改良された摩擦状態は錫磨耗の減少を伴う打抜き工具における仕上げストリップの良好な滑り特性並びに製造されたプラグ接点要素の必要な差し込み及び引き抜き力の低下に繋がる。

0011

圧延工具は錫被覆と銅ベース材料との間の良好な接着に繋がる。成形工具の好適な適合によって錫層が狭い公差再生可能機械的特性をもって製造されることができる。錫−又は錫合金層は、好ましくはメルト液法で出発ストリップ上に付けられる。厚さ0. 3μm 〜10μm の錫−又は錫合金層が特に有利であることが実証された。

0012

請求項2によれば、成層される出発ストリップの変形度は5%に等しいか又は5%よりも大きい。実際の研究では成層された出発ストリップの仕上げ厚さの少なくとも5%の変形が、表面の強度又は硬度の増大並びに層の平滑化及び誤差排除に繋がる。層は電解成層の特性、即ち僅かな摩擦値光学的に達成される。必要な場合、圧延成形は多段階で実施されることができる。圧延工程は合理的には錫引きラインに組み込まれる。

0013

本発明によれば、圧延工程によって、成層の加工もベース材料の変形も行われることが本質的なことである。本発明により製造されたストリップからつくられるプラグ接点要素は機能的に完全なプラグ結合で、僅かな差し込み及び引き抜き力によって特徴づけられる。この特性は特定された多数の差し込み及び引き抜きサイクルに亘って保持される。本発明により製造されたストリップは従って品質的に高い値の磨耗の少ないプラグ接点要素の製造を可能にする。

0014

本発明による方法の他の構成は、請求項3にあり、出発ストリップは錫引きの前に200°Cと650°Cの間の温度で熱処理される。特に380°Cから4490°C迄の温度が有利とされる。熱処理は、出発ストリップの機械的特性及び続く錫引きプロセスに積極的に作用する。このことは均一な成層及びベース材料と被覆材料との間の良好な接着に繋がる。拡散層マイクロ傷は、対抗作用する。仕上げ部分の傷形成及び機械的特性の障害に繋がり得る層における引っ張り応力は回避される。

0015

請求項4の措置によれば、熱処理と錫引きとの間に、尚最終厚さに達しない出発ストリップの追加の圧延工程が実施される。出発ストリップはこの際仕上げ厚さまで成形されかつこの状態で錫引きされる。その後仕上げ工程が実施される。錫引きの前に熱処理が実施され、その際ストリップは軟化され又は硬度に灼熱され又は熱的減圧が行われる。こうして出発ストリップの銅材料に他の処理に望まれる特性が付与されかつ固有応力が除去される。

0016

更に請求項5に記載するように錫引き後出発ストリップを200°Cまでの温度で熱処理することが有利である。成形ステップ前の銅−又は銅合金ストリップの熱処理の際に、温度は成層材料の融点以下である。同様にストリップの仕上げ厚さの達成後に熱処理が行われる(請求項5)。この際好ましくはその特性に関する錫層のみが変わる。

0017

前記の熱処理措置は、各方法ステップにおいて、ストリップのその都度必要な機械的特性が達成されることを保証する。本発明を次に図示の実施例に基づいて詳しく説明する。

0018

出発ストリップ2の当初厚さDA は圧延技術的に変形されたストリップ1’又は2’の最終厚さDE よりも大きい。図は寸法を正しく表していない。実際には当初厚さDA は0. 10mm〜1. 20mmの間の範囲にある。ストリップ1の圧延技術的に加工によって層3の錫引き技術的に制限された表面粗さが均一化される。層3の表面粗さは、図1フリーハンドで示されている。

0019

圧延工程の際に成層3も出発ストリップ2も成形される。この際層厚さは減少され、均一化されかつ強化される。この方法で表面硬度の同時の増大の際に層3’の表面粗さの均一化が達成される。従ってストリップ1’から作られたプラグ接点要素は、小さい差し込み及び引き抜き力によって特徴づけられる。改良された滑り特性によって、作られたプラグ接点要素の差し込み及び引き抜き工程の数は更に増大される。

0020

出発ストリップ1は錫引き前に熱処理される。圧延技術的成形の終了後のストリップ1’の熱処理も有利である。基本的に個々の方法ステップの間の熱処理はも可能である。出発ストリップ2の成形度は、5%と80%の間である。理論的に最大材料変形度までの圧延が可能である。実際の例に基づいて、方法パラメータ実験的に明らかにされる。出発ストリップ2は前プロセスにおいて1. 00mmの当初厚さDA まで圧延され、続いて灼熱プロセスにおいて熱処理される。これに続いて場合によっては区間撓み整向が行われる。

0021

1. 00mmの当初厚さDA では、出発ストリップ2は0. 3μm と10μmの間の層厚さに錫引きされる。仕上げ圧延工程においてそれから当初厚さDA は0. 5mmの最終厚さに減少される。このことは50%の変形度に相応する。表面の粗さは仕上げ圧延工程後0. 3μm 以下である。仕上げ圧延工程に続いてストリップ1’は縦に分割されかつプラグ接点要素仕上げ部に供給される。

図面の簡単な説明

0022

図1図1は、錫引きされたストリップ1の破断図であり、その際銅−又は銅合金から成る出発ストリップ2が錫−又は錫合金から成る層3を両面に備えている。
図2図2は、ストリップ厚さD1 が圧延技術的に仕上げ厚さD2 までに減少された後のストリップ1’を示す。

--

0023

1ストリップ
1’ ストリップ
2出発ストリップ
2’ 出発ストリップ
3 層
3’ 層
D1ストリップ厚さ
D2仕上げ厚さ
DA 当初厚さ
DE 最終厚さ

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