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防水连接器结构设计

2018/7/25

本文根据防水连接器的技术要求和使用环境,简介了防水连接器的设计结构及材料的选择,特别对防水关键零件进行了分析,并简要介绍了防水产品及关键防水零件的发展趋势.


  一个基本的连接器包括四个部分:接触界面,接触涂层,接触弹性组件以及连接器塑料本体。

  接触涂层显示了两个重要的功能:避免接触弹簧基部金属腐蚀;优化接触界面的结构。

第一个功能非常简单,仅仅需要接触弹簧组件(一般为铜合金)完全被涂层覆盖,并且涂层自身能防腐蚀和能像薄膜一样覆盖在表面。

  第二个功能就要复杂得多。优化接触界面的方法,其实质就是对出现在接触界面上的薄膜的规划管理。两种主要的接触涂层是贵重金属(金,钯以及由它们组成的合金)和非贵重金属(如锡)。它们的不同主要是指在接触界面上的薄膜类型。对贵重金属(尤其是金)来说,接触涂层是惰性的,维护接触界面的完整性需要保护防止外部涂层的薄膜形成。对锡这种最常用的非贵重金属来说,存在其表面的氧化问题是主要被考虑的。这些不同的腐蚀过程将被反映到连接器的设计标准和性能上。

  常见的贵金属表面镀层是纯金,但现在也有用钯或者钯合金代替纯金的,而且这种做法还在呈上升趋势。在许多情况下,钯或钯合金层与纯金层结合使用以防止来自于比纯金抗腐蚀能力差的镀层被腐蚀的影响。典型的贵金属层是在1~2.5微米厚的镍层上覆盖0.4~0.8微米厚的贵金属层。在钯或钯合金表面的纯金层只有0.1微米厚。下面两种钯合金最常用:80%的钯与20%的镍,60%的钯与40%的银。

  锡是最常用的普通金属镀层,锡镀层的厚度介于2.5~5微米之间。现在越来越多地用锡作镀层,因为即使锡被氧化,在插拔过程中,锡氧化物也会很轻易地脱落,而不影响导电性能。然而,表面层再氧化会以磨损的方式降低锡接合面的机械性能。磨损来源于几微米到几十微米的微小滑移。由于在磨损过程中,部分镍被再次氧化,从而使得镀层的电阻增加。对于用锡作为镀层的连接器来说,预防磨损是最重要的工作。较大的接触压力和使用合适的润滑剂是两种能有效地降低磨损的途径。

  总之,对贵金属镀层来说,保护贵金属层是首要目的;对锡镀层来说,防止磨损是首要目的。这些考虑方向的不同将直接影响连接器的设计参数。

   

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