
连接器材料
常见连接器变色问题浅析
技术分享 • 炮灰 发表了文章 • 2 个评论 • 9460 次浏览 • 2018-02-07 16:30
镀层材料当中使用的银是比较活跃的元素;虽然在连接器镀银材料设计当中已经考虑采用防污处理,而且在整个电镀工艺中也确保符合设计要求;但是,防污处理毕竟只能延缓材料的硫化或氧化速度,不能完全消除。所以镀银材料一般与空气中的硫元素发生反应,然后形成硫化银。经过判定,下图中的产品是符合原厂要求的,虽然在外观上有硫化、氧化现象,但用户可以放心使用。
当然,如果品相比较好的产品,用户端的正确存储使用方法也是必不可少的,下面建议:
1.产品需要密封包装,在使用前请不要破坏包装;
不要把零件放在露天环境,由其是高温高湿环境;
2. 操作人员不应直接触摸产品镀层,应戴上橡胶手套;
3. 一次没有使用完原材料,应尽快重新密封包装;
(图一)
二、端子镀层变色情况。(参照图二、三)
它是由于长期储存后的原料锌迁移所造成的,这是锌元素的特性。镀层没有质量问题,外观对客户使用也没有影响,符合原厂和UL310规范。
(图二)
原厂会进行几项关键技术指标测试,结果也是符合技术规范的。
(图三)
三、下图为预镀锡部件变色情况。(参照图四)
由于这部分的端子是预镀锡的,端子的母材是铜。在较常用的冲压工艺中,材料是由模具冲压成形的。当材料放置在模具中进行压合的过程中,端子的侧面(即材料被剪切的区域)的母材铜是没有镀锡的,它暴露在空气中。众所周知随着时间的推移,铜在空气中被氧化是不可避免的。根据原厂产品设计规格,不保证产品侧面(被剪切区域)像刚生产出来一样拥有良好的可焊接性。这是有现代连接器产业生产工艺的共性决定的,将来的工艺有所改进后,将相应地消除这一行业通病。
(图四)
四、镀金在焊接工艺后变色情况(参照图五)
在回流焊过程后,通常会看到端子改变颜色的情况。在焊接过程中,黄金溶解并保持在焊料中,或导致锡金化合物的形成。如果很少部分的焊料弄湿了端子的上部表面,那么焊脚上的有机化合物就会被碳化。接下来黄色的金、白色的锡和黑色的碳化物按照不同比例混合成氧化膜,最终在端子上将呈现红色,紫色,蓝色,甚至是黑色。当然颜色与氧化膜的厚度也有关系。在焊接过程中,温度越高,曝光时间越长,颜色就会相继发生变化。
回流焊之后的蓝色或暗色是多是氧化锡引起,但焊接触点的可靠性将不受影响,因为只有暴露部分的端子被氧化。端子和焊盘接触的地方,会形成可靠的焊点。
(图五)
五、尼龙(聚酰胺)材料的变色问题(参照图六)
一般情况下尼龙材质的连接器都是白色或暗白色(乳白),这是由树脂原材料供方的配方决定的。由于尼龙材料的吸湿性(材料中含有二价铜离子的热稳定剂),出厂一段时间后连接器外壳的颜色可能发生从透明到绿色或黄色的变化。但这不会影响产品的3F即形式、尺寸和功能。一般所有材料都会由树脂供应商保证,并通过连接器原厂的验证。并且原厂在所有的关键项目都经过了测试,如接触力、绝缘电阻、绝缘耐压、加速老化、电气要求、机械要求、耐久性和湿度,结果符合规范。
(图六)
【图文引自泰科电子技术白皮书及客诉中心资料,一并感谢!】 查看全部
镀层材料当中使用的银是比较活跃的元素;虽然在连接器镀银材料设计当中已经考虑采用防污处理,而且在整个电镀工艺中也确保符合设计要求;但是,防污处理毕竟只能延缓材料的硫化或氧化速度,不能完全消除。所以镀银材料一般与空气中的硫元素发生反应,然后形成硫化银。经过判定,下图中的产品是符合原厂要求的,虽然在外观上有硫化、氧化现象,但用户可以放心使用。
当然,如果品相比较好的产品,用户端的正确存储使用方法也是必不可少的,下面建议:
1.产品需要密封包装,在使用前请不要破坏包装;
不要把零件放在露天环境,由其是高温高湿环境;
2. 操作人员不应直接触摸产品镀层,应戴上橡胶手套;
3. 一次没有使用完原材料,应尽快重新密封包装;
(图一)
二、端子镀层变色情况。(参照图二、三)
它是由于长期储存后的原料锌迁移所造成的,这是锌元素的特性。镀层没有质量问题,外观对客户使用也没有影响,符合原厂和UL310规范。
(图二)
原厂会进行几项关键技术指标测试,结果也是符合技术规范的。
(图三)
三、下图为预镀锡部件变色情况。(参照图四)
由于这部分的端子是预镀锡的,端子的母材是铜。在较常用的冲压工艺中,材料是由模具冲压成形的。当材料放置在模具中进行压合的过程中,端子的侧面(即材料被剪切的区域)的母材铜是没有镀锡的,它暴露在空气中。众所周知随着时间的推移,铜在空气中被氧化是不可避免的。根据原厂产品设计规格,不保证产品侧面(被剪切区域)像刚生产出来一样拥有良好的可焊接性。这是有现代连接器产业生产工艺的共性决定的,将来的工艺有所改进后,将相应地消除这一行业通病。
(图四)
四、镀金在焊接工艺后变色情况(参照图五)
在回流焊过程后,通常会看到端子改变颜色的情况。在焊接过程中,黄金溶解并保持在焊料中,或导致锡金化合物的形成。如果很少部分的焊料弄湿了端子的上部表面,那么焊脚上的有机化合物就会被碳化。接下来黄色的金、白色的锡和黑色的碳化物按照不同比例混合成氧化膜,最终在端子上将呈现红色,紫色,蓝色,甚至是黑色。当然颜色与氧化膜的厚度也有关系。在焊接过程中,温度越高,曝光时间越长,颜色就会相继发生变化。
回流焊之后的蓝色或暗色是多是氧化锡引起,但焊接触点的可靠性将不受影响,因为只有暴露部分的端子被氧化。端子和焊盘接触的地方,会形成可靠的焊点。
(图五)
五、尼龙(聚酰胺)材料的变色问题(参照图六)
一般情况下尼龙材质的连接器都是白色或暗白色(乳白),这是由树脂原材料供方的配方决定的。由于尼龙材料的吸湿性(材料中含有二价铜离子的热稳定剂),出厂一段时间后连接器外壳的颜色可能发生从透明到绿色或黄色的变化。但这不会影响产品的3F即形式、尺寸和功能。一般所有材料都会由树脂供应商保证,并通过连接器原厂的验证。并且原厂在所有的关键项目都经过了测试,如接触力、绝缘电阻、绝缘耐压、加速老化、电气要求、机械要求、耐久性和湿度,结果符合规范。
(图六)
【图文引自泰科电子技术白皮书及客诉中心资料,一并感谢!】
师兄,我也可以下山卖端子了吗?
技术分享 • tianbian 发表了文章 • 0 个评论 • 3084 次浏览 • 2017-07-07 10:01
师兄:不行,再陪陪我。
师弟:您有师傅和其他师弟们陪,我特别想出去看看,您不是平时说最关键的就是常跑客户嘛,我也想小试牛刀啊,不然就生锈啦!
师兄:那好,你说说连接器中常用的金属件材料有哪些?他们各自的特点又是什么?
师弟:这个难不住我嘻嘻,它们是:
铜 Copper (Cu)
红色,较贵重的金属,软,易弯曲,很高的导电性和导热性,耐腐蚀,极好的操作性。
黄铜 Brass (CuZn)
铜和锌的合金,60-96%的铜成分,良好的弹性材料,可接受的导电性,很好的操作性,易于焊接。不太贵,成黄色。
锡磷青铜 PhosphorBroze (CuSn)
铜和锡的合金,良好的弹性材料,弹性在黄铜和铍青铜之间,导电性能比黄铜差,对应力腐蚀不敏感,比黄铜贵近两倍,成红色。
铍青铜 BerylliuCopper (CuBe)
最佳的弹性,疲劳强度好,耐腐蚀,耐磨损,比黄铜贵5倍,成黄色。
铜合金 Nickel-Silver (CuNiZn)
铜镍锌合金(Cu 65%,Ni12%,Zn23)的导电性能接近黄铜,耐腐蚀,耐强电压,呈银白色,应用不多。
钢 Steel(Fe)
应用温度可达250度,导电性差,弹性好耐磨损,呈灰色。
镍 Nickel (Ni)
很高的温度特性,应用温度可达650度,耐腐蚀,好的强度和比较好的导电性,呈银灰色。
师兄:嗯,这个不算难,我再考考你。连接器镀层材料和特点有哪些,你知道吗?
师弟:这我也门儿清,且听我慢慢跟您说。
为了提高电气性能及耐腐蚀性等特性,一般连接器端子都会进行电镀工序,下面是连接器常用的电镀材料:
锡Tin(Sn)
其中连接器镀锡有三种类型:预镀锡;预覆层和电镀。锡比较软,防止腐蚀,比较廉价,另外锡容易焊接,镀层厚度在2-12μm,银白色,暗或有光泽。
金Gold(Au)
电镀金是现有的电接触件最优质的镀层方法,较软,很耐腐蚀,在纯酸里不溶解,良好导电性,较昂贵,因此选择性镀金工艺更为合理,即只在啮合范围镀金。镀金通常选择先镀镍,以达到更好的防腐效果。镀金厚度一般在0.4-3.5um.
钯Palladium (Pd)
贵金属钯用于电镀代替金在某些有限制的范围,一般连接器厂家仅采用钯在金属焊接层(硬金方法),另外钯的导电率比金差。
镍Nickel (Ni)
比较贵重,银白色金属,导电率差,坚硬,表面光滑,经常用于镀金的底镀层,焊接性差,钢接触件大多采用镀镍,(必须先镀铜),紫铜镀镍可耐温340度,黄铜和青铜则可达250度。
银Silver (Ag)
光泽白色,贵重金属,软,导电性好,容易惰性氧化,所以易失去光泽,黄铜或青铜镀锡可耐温110度,紫铜则可耐温250度。
铜Copper (Cu)
铜经常用于基础镀层;镀锡接触件改进可焊性;为更好的附着力所以钢选择镀铜较多。
师弟:师兄,另外镀锡和镀金我再重点回顾一下哦:
镀锡
1. 锡镀层接触件在啮合状态下是机械稳定的
2. 锡镀层接触件正常的接触力至少需要100克。
3. 锡镀层接触件需要润滑。
4. 锡镀层不推荐使用在高温环境下。
5. 涂覆的选择,软溶,热气流或热浸锡涂层,对锡或锡合金接触件的电气性能产生不稳定影响。
6. 电镀锡至少2.54微米以上。
7. 锡镀层接触件与金镀层接触件啮合不好。
8. 在接触件啮合期间滑动或摩擦作用推荐锡镀层接触件。
9. 锡镀层接触件不用于接通或断开电流。
10.锡镀层接触件可用于干电路或低电平状态。
镀金
1. 金镀层推荐为高可靠性应用。
2. 金镀层可用于腐蚀环境状态。
3. 金镀层可用于高耐久性要求。
4. 金镀层可用于低的接触力和低摩擦。
5. 薄的金镀层可确定稳定的低电阻接触。
6. 金对微振动磨损衰变不敏感。
7. 有润滑可提高金接触件性能。
8. 金镀层要求采用适合的底镀层,如先镀镍。
9. 金镀层厚度随应用的要求而定。
10.金用于低电平电流状态。
11.金接触件用于高温。
12.金接触件不应与锡接触件啮合。
13.金接触件不推荐作接通和断开应用。
师弟:师兄您看我合格不?不行的话我在补充一下:
连接器中黄铜工作温度在90度;黄铜镀锡110度;锡青铜90度;锡青铜镀锡110度;铍青铜镀银130度;钢镀镍250度
师兄:可以了师弟,看来我适合待在上山陪师傅呵呵。下山后顺便帮我打听一下我的偶像姚明最近过得好不好哦(抱拳) 查看全部
师兄:不行,再陪陪我。
师弟:您有师傅和其他师弟们陪,我特别想出去看看,您不是平时说最关键的就是常跑客户嘛,我也想小试牛刀啊,不然就生锈啦!
师兄:那好,你说说连接器中常用的金属件材料有哪些?他们各自的特点又是什么?
师弟:这个难不住我嘻嘻,它们是:
铜 Copper (Cu)
红色,较贵重的金属,软,易弯曲,很高的导电性和导热性,耐腐蚀,极好的操作性。
黄铜 Brass (CuZn)
铜和锌的合金,60-96%的铜成分,良好的弹性材料,可接受的导电性,很好的操作性,易于焊接。不太贵,成黄色。
锡磷青铜 PhosphorBroze (CuSn)
铜和锡的合金,良好的弹性材料,弹性在黄铜和铍青铜之间,导电性能比黄铜差,对应力腐蚀不敏感,比黄铜贵近两倍,成红色。
铍青铜 BerylliuCopper (CuBe)
最佳的弹性,疲劳强度好,耐腐蚀,耐磨损,比黄铜贵5倍,成黄色。
铜合金 Nickel-Silver (CuNiZn)
铜镍锌合金(Cu 65%,Ni12%,Zn23)的导电性能接近黄铜,耐腐蚀,耐强电压,呈银白色,应用不多。
钢 Steel(Fe)
应用温度可达250度,导电性差,弹性好耐磨损,呈灰色。
镍 Nickel (Ni)
很高的温度特性,应用温度可达650度,耐腐蚀,好的强度和比较好的导电性,呈银灰色。
师兄:嗯,这个不算难,我再考考你。连接器镀层材料和特点有哪些,你知道吗?
师弟:这我也门儿清,且听我慢慢跟您说。
为了提高电气性能及耐腐蚀性等特性,一般连接器端子都会进行电镀工序,下面是连接器常用的电镀材料:
锡Tin(Sn)
其中连接器镀锡有三种类型:预镀锡;预覆层和电镀。锡比较软,防止腐蚀,比较廉价,另外锡容易焊接,镀层厚度在2-12μm,银白色,暗或有光泽。
金Gold(Au)
电镀金是现有的电接触件最优质的镀层方法,较软,很耐腐蚀,在纯酸里不溶解,良好导电性,较昂贵,因此选择性镀金工艺更为合理,即只在啮合范围镀金。镀金通常选择先镀镍,以达到更好的防腐效果。镀金厚度一般在0.4-3.5um.
钯Palladium (Pd)
贵金属钯用于电镀代替金在某些有限制的范围,一般连接器厂家仅采用钯在金属焊接层(硬金方法),另外钯的导电率比金差。
镍Nickel (Ni)
比较贵重,银白色金属,导电率差,坚硬,表面光滑,经常用于镀金的底镀层,焊接性差,钢接触件大多采用镀镍,(必须先镀铜),紫铜镀镍可耐温340度,黄铜和青铜则可达250度。
银Silver (Ag)
光泽白色,贵重金属,软,导电性好,容易惰性氧化,所以易失去光泽,黄铜或青铜镀锡可耐温110度,紫铜则可耐温250度。
铜Copper (Cu)
铜经常用于基础镀层;镀锡接触件改进可焊性;为更好的附着力所以钢选择镀铜较多。
师弟:师兄,另外镀锡和镀金我再重点回顾一下哦:
镀锡
1. 锡镀层接触件在啮合状态下是机械稳定的
2. 锡镀层接触件正常的接触力至少需要100克。
3. 锡镀层接触件需要润滑。
4. 锡镀层不推荐使用在高温环境下。
5. 涂覆的选择,软溶,热气流或热浸锡涂层,对锡或锡合金接触件的电气性能产生不稳定影响。
6. 电镀锡至少2.54微米以上。
7. 锡镀层接触件与金镀层接触件啮合不好。
8. 在接触件啮合期间滑动或摩擦作用推荐锡镀层接触件。
9. 锡镀层接触件不用于接通或断开电流。
10.锡镀层接触件可用于干电路或低电平状态。
镀金
1. 金镀层推荐为高可靠性应用。
2. 金镀层可用于腐蚀环境状态。
3. 金镀层可用于高耐久性要求。
4. 金镀层可用于低的接触力和低摩擦。
5. 薄的金镀层可确定稳定的低电阻接触。
6. 金对微振动磨损衰变不敏感。
7. 有润滑可提高金接触件性能。
8. 金镀层要求采用适合的底镀层,如先镀镍。
9. 金镀层厚度随应用的要求而定。
10.金用于低电平电流状态。
11.金接触件用于高温。
12.金接触件不应与锡接触件啮合。
13.金接触件不推荐作接通和断开应用。
师弟:师兄您看我合格不?不行的话我在补充一下:
连接器中黄铜工作温度在90度;黄铜镀锡110度;锡青铜90度;锡青铜镀锡110度;铍青铜镀银130度;钢镀镍250度
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连接器壳体材料漫谈(二)
技术分享 • tianbian 发表了文章 • 0 个评论 • 2485 次浏览 • 2017-06-20 11:41
下面是另外一些常用材料的优劣性能,请大家指正。
上次我们提过,高分子甚至金属都会有蠕变性(俗称冷流性),下面将主要材料的蠕变性展示如下:
下图是主要材料的温度特性,圈中是部分连接器常用材料:(下图横坐标表示摄氏温度)
材料科学是一个博大精深的学科。想象一下,我们像做实验一样,为了突出某种性能加一点配料;为了弥补缺陷添加一些配料,配料的种类繁多,添加多少,什么时候添加,添加顺序等等都将决定后续创造出什么样的产品。
这个世界充满着奇思妙想,只是等着那些敢于冲破枷锁的你我去创造!
【部分选材自高分子网www.gaofenzi.org】 查看全部
下面是另外一些常用材料的优劣性能,请大家指正。
上次我们提过,高分子甚至金属都会有蠕变性(俗称冷流性),下面将主要材料的蠕变性展示如下:
下图是主要材料的温度特性,圈中是部分连接器常用材料:(下图横坐标表示摄氏温度)
材料科学是一个博大精深的学科。想象一下,我们像做实验一样,为了突出某种性能加一点配料;为了弥补缺陷添加一些配料,配料的种类繁多,添加多少,什么时候添加,添加顺序等等都将决定后续创造出什么样的产品。
这个世界充满着奇思妙想,只是等着那些敢于冲破枷锁的你我去创造!
【部分选材自高分子网www.gaofenzi.org】
连接器壳体材料漫谈(一)
技术分享 • tianbian 发表了文章 • 0 个评论 • 3752 次浏览 • 2017-06-19 15:58
连接器这个不可或缺的无源电子元件,虽然看似简单,实则反应了一个国家的材料研发能力、精密模具治具设计加工能力,精益生产能力,工业造型设计能力、标准规则掌控能力及创新创造能力等诸多交叉学科的综合素养。需要几十年如一日地修炼才可能有所建树。今天我们讲讲主要的几种Housing壳体绝缘材料。
首先,我们再来熟悉一下连接中最基本的"家庭成员"。
1.Housing-连接器壳体(简称HSG,其中没有端子,只有绝缘材料)
2.Header-PCB公端(一般为端子和HSG一起注塑成型,且公端Pin针占大多数)
3.Contact-端子(简称Cont, 有公端Pin或Tab,母端Socket及Sok 或Receptacle之分)
4.Harness-线束(又称Cable Assy,是将线缆端接连接器后形成的组合体,线束厂就是专门加工这种产品的组织)
5.Strain Relief-应力消除器(俗称线鼻子、线夹等。功能是将施加的外力"传导"到电线外被或连接器壳体上,而非电线和端子的连接处。起到应力消除,保护可靠连接的作用)
什么是连接器设计的基本要求呢?
a).稳定的接触电阻,良好的接触性能;
b).良好的啮合及分离手感;
c).绝缘材料好,自熄灭性强,低烟无卤;
d).尺寸保持性好,不易吸水变色,耐久性强;
e).较低插入力,较高保持力;
f).防水、防尘、抗振动、抗电磁干扰等能力强
g).方便装配和维修维护
h).外观优良无毛刺和色差,具有基本导向保护。
一般来说,制作连接器绝缘壳体分为两种主要材料,它们是:
a).热塑性塑料: 聚酰胺,聚碳酸酯,聚氯乙烯,ABS,聚氨酯,聚矾,聚四氟乙烯,聚乙烯,聚酯,聚丙烯,聚丙烯,PPS。
b).热固性塑料:酚醛树脂,尿甲醛,DAP,环氧树脂。
这些材料性能方面各有千秋,我们需要识"材"善任。
顺便我们提一下绝缘材料当中的两个重要概念:蠕变和松弛。
蠕变指的是固体材料在保持应力不变的情况下,应变随时间缓慢增长的现象。同一材料在不同的应力水平或不同温度下,可处在不同的蠕变阶段。通常温度升高或应力增大会使蠕变加快。蠕变不仅出现在塑料(高分子材料中),还出现在金属材料中.蠕变反映的是材料在载荷下的流变性质,即受载后的流动;对于塑料和其他高分子材料而言反映了其内在的粘弹性。而且蠕变性还反映了塑料在温度变化下,自身的稳定情况。
松弛与蠕变的区别在于:在蠕变中,应力是常数,应变是随时间变化的可变量;而在松弛中,应变是常数,应力是随时间变化的可变量。塑料之所以产生这两种现象,是由于它是既具有弹性又具有塑性的黏弹性材料。
【参考泰科、莫氏公开资料及高分子网等相关材料】 查看全部
连接器这个不可或缺的无源电子元件,虽然看似简单,实则反应了一个国家的材料研发能力、精密模具治具设计加工能力,精益生产能力,工业造型设计能力、标准规则掌控能力及创新创造能力等诸多交叉学科的综合素养。需要几十年如一日地修炼才可能有所建树。今天我们讲讲主要的几种Housing壳体绝缘材料。
首先,我们再来熟悉一下连接中最基本的"家庭成员"。
1.Housing-连接器壳体(简称HSG,其中没有端子,只有绝缘材料)
2.Header-PCB公端(一般为端子和HSG一起注塑成型,且公端Pin针占大多数)
3.Contact-端子(简称Cont, 有公端Pin或Tab,母端Socket及Sok 或Receptacle之分)
4.Harness-线束(又称Cable Assy,是将线缆端接连接器后形成的组合体,线束厂就是专门加工这种产品的组织)
5.Strain Relief-应力消除器(俗称线鼻子、线夹等。功能是将施加的外力"传导"到电线外被或连接器壳体上,而非电线和端子的连接处。起到应力消除,保护可靠连接的作用)
什么是连接器设计的基本要求呢?
a).稳定的接触电阻,良好的接触性能;
b).良好的啮合及分离手感;
c).绝缘材料好,自熄灭性强,低烟无卤;
d).尺寸保持性好,不易吸水变色,耐久性强;
e).较低插入力,较高保持力;
f).防水、防尘、抗振动、抗电磁干扰等能力强
g).方便装配和维修维护
h).外观优良无毛刺和色差,具有基本导向保护。
一般来说,制作连接器绝缘壳体分为两种主要材料,它们是:
a).热塑性塑料: 聚酰胺,聚碳酸酯,聚氯乙烯,ABS,聚氨酯,聚矾,聚四氟乙烯,聚乙烯,聚酯,聚丙烯,聚丙烯,PPS。
b).热固性塑料:酚醛树脂,尿甲醛,DAP,环氧树脂。
这些材料性能方面各有千秋,我们需要识"材"善任。
顺便我们提一下绝缘材料当中的两个重要概念:蠕变和松弛。
蠕变指的是固体材料在保持应力不变的情况下,应变随时间缓慢增长的现象。同一材料在不同的应力水平或不同温度下,可处在不同的蠕变阶段。通常温度升高或应力增大会使蠕变加快。蠕变不仅出现在塑料(高分子材料中),还出现在金属材料中.蠕变反映的是材料在载荷下的流变性质,即受载后的流动;对于塑料和其他高分子材料而言反映了其内在的粘弹性。而且蠕变性还反映了塑料在温度变化下,自身的稳定情况。
松弛与蠕变的区别在于:在蠕变中,应力是常数,应变是随时间变化的可变量;而在松弛中,应变是常数,应力是随时间变化的可变量。塑料之所以产生这两种现象,是由于它是既具有弹性又具有塑性的黏弹性材料。
【参考泰科、莫氏公开资料及高分子网等相关材料】
2022年全球电缆及连接器市场收益达1253亿美元
技术分享 • atangge 发表了文章 • 0 个评论 • 1924 次浏览 • 2016-08-29 09:35
从区域市场来看,由于对基础设施、能源和技术发展投入不断加大,2015年亚太地区是全球最大的电缆及连接器区域市场。预计到2022年,亚太地区还将以最快年复合增率领跑全球电缆及连接器市场,其市场收益将占全球的40%;其次是北美市场。
从应用市场来看,商贸业,包括IT&通信、电子和医疗工业,是需求最大的应用市场。同时,云技术和物联网技术的普及,对可靠、高性能、高安全性的数据连接与传输需求也将进一步提高,推动市场对电缆及连接器市场的需求增长。从增速来看,油气领域是年复合增率最大的应用市场。
从安装类型来看,电缆及连接器市场分为内置和外部两种。其中,内置电缆及连接器需求预计将在未来6年迎来更快速度增长,这主要是因为对于电子产品微型化发展以及无线技术的普及。
从产品类型来看,2015年,CAT5/CAT6电缆及连接器是主要的需求产品,占市场总额的47%,这源于对高性能和长距离连接性需求不断增长。但是到2022年,USB电缆及连接器有望随着高速数据传输等需求增长迎来最快年复合增长率。
从企业来看,安费诺、莫仕、富士通、泰科电子、普睿司曼、3M公司、耐克森、华为技术、阿尔卡特朗讯(诺基亚)等将成为全球领先的电缆及连接器供应商。 查看全部
从区域市场来看,由于对基础设施、能源和技术发展投入不断加大,2015年亚太地区是全球最大的电缆及连接器区域市场。预计到2022年,亚太地区还将以最快年复合增率领跑全球电缆及连接器市场,其市场收益将占全球的40%;其次是北美市场。
从应用市场来看,商贸业,包括IT&通信、电子和医疗工业,是需求最大的应用市场。同时,云技术和物联网技术的普及,对可靠、高性能、高安全性的数据连接与传输需求也将进一步提高,推动市场对电缆及连接器市场的需求增长。从增速来看,油气领域是年复合增率最大的应用市场。
从安装类型来看,电缆及连接器市场分为内置和外部两种。其中,内置电缆及连接器需求预计将在未来6年迎来更快速度增长,这主要是因为对于电子产品微型化发展以及无线技术的普及。
从产品类型来看,2015年,CAT5/CAT6电缆及连接器是主要的需求产品,占市场总额的47%,这源于对高性能和长距离连接性需求不断增长。但是到2022年,USB电缆及连接器有望随着高速数据传输等需求增长迎来最快年复合增长率。
从企业来看,安费诺、莫仕、富士通、泰科电子、普睿司曼、3M公司、耐克森、华为技术、阿尔卡特朗讯(诺基亚)等将成为全球领先的电缆及连接器供应商。
连接器接触弹片材料探究暨特殊合金性质(一)
技术分享 • 炮灰 发表了文章 • 0 个评论 • 2386 次浏览 • 2016-06-07 10:42
稀释铜合金(Dilute Copper Alloys)
稀释铜合金又称高铜合金,指合金元素含量低于4%的铜合金。作为一组,这些铜合金在所有铜合金中具有最高的导电率和极佳的在一般压力和高压力下的耐腐蚀能力。在足够的成形能力下的拉伸强度被限制在低于大约500Mpa拉伸强度,因为其拉伸强度主要由冷卷(降低成型性能的冷作硬化).该合金组在相对零温度到80摄氏度(华氏176度)之间提供了很好的对压力松驰的抵抗能力。按合金中合金元素含量的比率来计算,上述铜合金的相对导电率有所下降。合金元素自己也极大地影响了传导性能,这是其内部电子结构因素的结果。
C151是一种也具有最低的合金含量(含0.1%左右的锆)和最高的导电率的二元合金。该合金通过铜锆的易扩散以与冷作硬化结合而生成第二阶段颗粒而使其强度提高。留有固体溶解物里的锆元素含量不超过0.02%. C151的最重要的性能是在高温下仍具有很高的抵抗压力释放的能力,尽管其合金元素含量很低。该合金由于在高温下具有比其它高铜合金,包括凝结强化合金,明显的优良性能,因些该合金等级较高,C151在150摄氏度的高温下保温3000小时后仍具有其初使87%的压力;然而强度比凝结合金要低得多。
镁和磷在C155中要反应生成磷化物。这些颗粒在通过从溶液中除去镁和硫而达到高导电率的同时增加了冷作硬化的效应。该合金也需要加入微量的银以在低温回火时提高防止软化的能力。C155应力松弛阻抗在高铜合金中是适度的。低级别的锑和锡(含于低氧铜或磷再氧化的铜) 也能增加软化抗力,如C1443和C145。控制残留的氧对避免生成防止锑元素提高软化阻力的锑氧化物藉非常重要的。这些合金的导电率是很高的,因为留在溶解合金里的合金添加物的含量是很小的。这类合金的压力释放过程并不特别。
C194、C195和C197代表了一组基于铁和磷组成物变化的合金。强度提高是因为当这些合金被冷压以生成调剂时用作增加冷用硬化效应的磷化物的扩散(含有钴,钢和镁元素)。强度和导电率是由添加于C195的溶解强化的锡来均衡的。在该组基于合金的磷化钢中,C197提供了最高的导电率,因为C197含有在其形成过程中生成的混合钢和磷化镁。锌、锡及改善黄铜(Modified Brasses)铜锌合金在用作制造工作温度(环境温度或焦尔热)适中且成本低的电连接器的铜合金中最出名。在这些合金中,C230(含15%锌)和C260(含30%锌)恐怕是最常用的了。在相同的成型能力下,C230的强度并没C260的高,但是这些低合金组成物提供了更高的导电率。锌黄铜合金(包括C230和C260)的压力释放阻力是适度的限制了其使用温度大约在75摄氏度左右(167华氏度)。含有15%或稍少的锌的黄铜合金也更不易受挤压腐蚀裂缝的影响。
锡铜合金
锡铜合金由于比二元铜锌合金具有更好的强度成型组成物和压力释放阻力以及抵抗压力腐蚀裂缝的能力而显得更具特色。锡加入物在强度上是可靠的,因此在冷作硬化时需要降低组成物的含量;更好的成型性能是该举措最直接的效益。通常含有10%锌和2%锡的合金C425作为降低锡合金成本的替代物应用呈上升趋势。C425的导电率与C260不相上下。C425的导电率也比最重要的锡青铜合金要高,但成型性能并设有锡青铜那样好。C425的压力释放阻力也要比上述锌青铜合金好,这允许它应用于达到125摄氏度(257华氏度)高温的环境中。铁,钴,铝及硅等合金加入物和铜锌组成物进一步改善了原本已经高度易成型的基本黄铜合金的一些重要特性。C664(中的铁和钴是扩散的粒子加入物并将导致在与C260相同的强度水平下获得更高的成型性能。合金C664很可能在需要更高强度的应用中作为C260的潜在替代物。
锌黄铜
锌黄铜(C688)的铝和钴等加入物混合了来自对呈现的钴铝合金进行更有效的冷作硬化以获得精炼粒子(10微米以下)的强化功效。该结果是得到一种易成型的合金,该合金提供了不经凝结强化的可得到的最高强度。值得注意的是作为冷作硬化的高效能的组成物,需要更少的工作即可达到所需强度,成型性能在横向与纵向是一样的。与随后说明的凝结硬化合金不同,C668合金及大多数其它黄铜合金的压力释放阻力被限制应用于低于100摄氏度(含锡合金C425除外)的条件。
锡青铜
粗糙的锡青铜也指磷青铜,因为加入的磷(含量在0.03到0.35之间)是为了使金属还原和达到更好的流动性。含量在1%到10%之间的锡通过溶解硬化和增加锡元素给予铜的加工硬化率而达成强度提高。商业上最重要的锡青铜合金是C510和C521。C510合金是最常用的锡青铜合金,当更高的强度/成型能力组成物成为必要时,常使用成本稍高的C521合金。后者高出的成本是由加入的金属基本成本和加入的锡影响热加工而提高的成本组成。含锡量高的青铜必须铸成条状,因此防止大部分成本,热压碎成为了可能。锡铜合金不适用于高电流接触,而应用于电信号传输上更好。锡铜对伸缩的抵抗力直到接近125度都有良好的特性对更高温度时的稳定性要求已促进了锡铜合金向凝结强化合金的转化。锡铜合金有良好的成型性。例如,因为对强度的冷处理要求更少,C521比C510能提供更好的成型性。因此,对于相同的强度C521的应力松弛阻抗力比C510更优。典型地,通过提高冷处理次数对C510的强化处理稍微减小了其伸缩抵力,但可通过减轻退火度得到提高。与其说锡铜的应力腐蚀抵抗力受到影响不如说锡的抵抗力提高。在个观点上,锡铜与锌铜的区别在于锌抵抗力的提高对应力腐蚀敏感性提高有极深地影响。
铝与硅铜
铝铜包括含有硅、铁、钴、或其它附加于铜-铝基材的元素的合金。用于电连接器上的硅铜合金,含有锡及其它附加于铜硅基材中的元素。该组合金中对电连接器有重要商业意义.C638,含有铝及更少量的钴和硅,可以同时提供很高的强度及良好的成型性。精细散布的钴硅化物,具有很小的粒子,包含在该合金中对其硬度有一定影响。该合金在拉力达到近700Mpa时仍保持了相对成型性。C638的应力松弛阻抗力比较适中,限制其利用的温度为75度左右或更低。
C654是一种固溶且经过冷轧的合金,其能提供与C510在125度(最高的推荐应用温度)时相同的应力松弛阻抗力.C654的成型性在690Mpa拉力作用下比C510更优,尽管其导电性大约只有后者的一半。与C510一样,C654实质上不受应力腐蚀分裂的影响。 查看全部
稀释铜合金(Dilute Copper Alloys)
稀释铜合金又称高铜合金,指合金元素含量低于4%的铜合金。作为一组,这些铜合金在所有铜合金中具有最高的导电率和极佳的在一般压力和高压力下的耐腐蚀能力。在足够的成形能力下的拉伸强度被限制在低于大约500Mpa拉伸强度,因为其拉伸强度主要由冷卷(降低成型性能的冷作硬化).该合金组在相对零温度到80摄氏度(华氏176度)之间提供了很好的对压力松驰的抵抗能力。按合金中合金元素含量的比率来计算,上述铜合金的相对导电率有所下降。合金元素自己也极大地影响了传导性能,这是其内部电子结构因素的结果。
C151是一种也具有最低的合金含量(含0.1%左右的锆)和最高的导电率的二元合金。该合金通过铜锆的易扩散以与冷作硬化结合而生成第二阶段颗粒而使其强度提高。留有固体溶解物里的锆元素含量不超过0.02%. C151的最重要的性能是在高温下仍具有很高的抵抗压力释放的能力,尽管其合金元素含量很低。该合金由于在高温下具有比其它高铜合金,包括凝结强化合金,明显的优良性能,因些该合金等级较高,C151在150摄氏度的高温下保温3000小时后仍具有其初使87%的压力;然而强度比凝结合金要低得多。
镁和磷在C155中要反应生成磷化物。这些颗粒在通过从溶液中除去镁和硫而达到高导电率的同时增加了冷作硬化的效应。该合金也需要加入微量的银以在低温回火时提高防止软化的能力。C155应力松弛阻抗在高铜合金中是适度的。低级别的锑和锡(含于低氧铜或磷再氧化的铜) 也能增加软化抗力,如C1443和C145。控制残留的氧对避免生成防止锑元素提高软化阻力的锑氧化物藉非常重要的。这些合金的导电率是很高的,因为留在溶解合金里的合金添加物的含量是很小的。这类合金的压力释放过程并不特别。
C194、C195和C197代表了一组基于铁和磷组成物变化的合金。强度提高是因为当这些合金被冷压以生成调剂时用作增加冷用硬化效应的磷化物的扩散(含有钴,钢和镁元素)。强度和导电率是由添加于C195的溶解强化的锡来均衡的。在该组基于合金的磷化钢中,C197提供了最高的导电率,因为C197含有在其形成过程中生成的混合钢和磷化镁。锌、锡及改善黄铜(Modified Brasses)铜锌合金在用作制造工作温度(环境温度或焦尔热)适中且成本低的电连接器的铜合金中最出名。在这些合金中,C230(含15%锌)和C260(含30%锌)恐怕是最常用的了。在相同的成型能力下,C230的强度并没C260的高,但是这些低合金组成物提供了更高的导电率。锌黄铜合金(包括C230和C260)的压力释放阻力是适度的限制了其使用温度大约在75摄氏度左右(167华氏度)。含有15%或稍少的锌的黄铜合金也更不易受挤压腐蚀裂缝的影响。
锡铜合金
锡铜合金由于比二元铜锌合金具有更好的强度成型组成物和压力释放阻力以及抵抗压力腐蚀裂缝的能力而显得更具特色。锡加入物在强度上是可靠的,因此在冷作硬化时需要降低组成物的含量;更好的成型性能是该举措最直接的效益。通常含有10%锌和2%锡的合金C425作为降低锡合金成本的替代物应用呈上升趋势。C425的导电率与C260不相上下。C425的导电率也比最重要的锡青铜合金要高,但成型性能并设有锡青铜那样好。C425的压力释放阻力也要比上述锌青铜合金好,这允许它应用于达到125摄氏度(257华氏度)高温的环境中。铁,钴,铝及硅等合金加入物和铜锌组成物进一步改善了原本已经高度易成型的基本黄铜合金的一些重要特性。C664(中的铁和钴是扩散的粒子加入物并将导致在与C260相同的强度水平下获得更高的成型性能。合金C664很可能在需要更高强度的应用中作为C260的潜在替代物。
锌黄铜
锌黄铜(C688)的铝和钴等加入物混合了来自对呈现的钴铝合金进行更有效的冷作硬化以获得精炼粒子(10微米以下)的强化功效。该结果是得到一种易成型的合金,该合金提供了不经凝结强化的可得到的最高强度。值得注意的是作为冷作硬化的高效能的组成物,需要更少的工作即可达到所需强度,成型性能在横向与纵向是一样的。与随后说明的凝结硬化合金不同,C668合金及大多数其它黄铜合金的压力释放阻力被限制应用于低于100摄氏度(含锡合金C425除外)的条件。
锡青铜
粗糙的锡青铜也指磷青铜,因为加入的磷(含量在0.03到0.35之间)是为了使金属还原和达到更好的流动性。含量在1%到10%之间的锡通过溶解硬化和增加锡元素给予铜的加工硬化率而达成强度提高。商业上最重要的锡青铜合金是C510和C521。C510合金是最常用的锡青铜合金,当更高的强度/成型能力组成物成为必要时,常使用成本稍高的C521合金。后者高出的成本是由加入的金属基本成本和加入的锡影响热加工而提高的成本组成。含锡量高的青铜必须铸成条状,因此防止大部分成本,热压碎成为了可能。锡铜合金不适用于高电流接触,而应用于电信号传输上更好。锡铜对伸缩的抵抗力直到接近125度都有良好的特性对更高温度时的稳定性要求已促进了锡铜合金向凝结强化合金的转化。锡铜合金有良好的成型性。例如,因为对强度的冷处理要求更少,C521比C510能提供更好的成型性。因此,对于相同的强度C521的应力松弛阻抗力比C510更优。典型地,通过提高冷处理次数对C510的强化处理稍微减小了其伸缩抵力,但可通过减轻退火度得到提高。与其说锡铜的应力腐蚀抵抗力受到影响不如说锡的抵抗力提高。在个观点上,锡铜与锌铜的区别在于锌抵抗力的提高对应力腐蚀敏感性提高有极深地影响。
铝与硅铜
铝铜包括含有硅、铁、钴、或其它附加于铜-铝基材的元素的合金。用于电连接器上的硅铜合金,含有锡及其它附加于铜硅基材中的元素。该组合金中对电连接器有重要商业意义.C638,含有铝及更少量的钴和硅,可以同时提供很高的强度及良好的成型性。精细散布的钴硅化物,具有很小的粒子,包含在该合金中对其硬度有一定影响。该合金在拉力达到近700Mpa时仍保持了相对成型性。C638的应力松弛阻抗力比较适中,限制其利用的温度为75度左右或更低。
C654是一种固溶且经过冷轧的合金,其能提供与C510在125度(最高的推荐应用温度)时相同的应力松弛阻抗力.C654的成型性在690Mpa拉力作用下比C510更优,尽管其导电性大约只有后者的一半。与C510一样,C654实质上不受应力腐蚀分裂的影响。
连接器金属材料性能及其对连接器的影响
技术分享 • 炮灰 发表了文章 • 0 个评论 • 2006 次浏览 • 2016-06-06 22:44
一、化学成分
连接器所用金属材料一般为合金材料,很少用到单一金属材料,合金顾名思义就是有多种金属合成的物质,表明它有多种化学元素组成,比如:
磷青铜:由铜Cu,锡Sn,磷P,铁Fe,铅Pb,锌Zn等组成,主要成分是铜。
黄铜:由铜Cu,铁Fe,铅Pb,锌Zn等组成,主要成分是铜。
不锈钢:由铁Fe,铬Cr,镍Ni,碳C,硅Si,锰Mn,磷P,硫S,铝Al,钴Co,主要成分是铁。
二、物理特性
1. 比重(specific gravity)/密度(density)
比重是一单位容积物质和同一单位水的相对密度,没有单位。而密度是指某物质的质量和其体积的比值,单位是g/cm3。从表面上看,它们的数值都比较接近。在本质上,它们确实也是相互联系的。物体的密度决定了物体的比重,物体的比重是物体密度的特定体现。但它们之间是不同的。物体的密度,反映的是物体内在的特性,是单位体积物体的质量。而物体的质量是确定的。 物体的比重,反映的是单位体积物体的重量。物体的重量是因物体受到重力而产生的,是会发生变化的。
2. 弹性系数(modulus of elasticity)
又称杨氏系数,单位N / m2。定义为理想材料在小形变时应力与相应的应变之比 。它是一个材料常数,表征材料抵抗弹性变形的能力,其数值大小反映该材料弹性变形的难易程度。
弹性系数对连接器的影响:如果连接器端子要求位移形变小,下压行程有限且要求良好接触,此时需选择弹性系数高的材料。
3. 导电率(electrical conductivity)IACS
导电率是物质传送电流的能力,是电阻率的倒数 。以温度 20℃的环境,于导体维持单位电位梯度时,流过单位面积的电流,单位S/m。如:铜59.6 × 10^6(S·m-1)/ 0.596 x 10^6 / cmΩ,我们经常以纯铜导电率100 %IACS作基准,172.41 / 阻抗resistivity = % IACS 。
导电率对连接器的影响:如果连接器要求较低的接触电阻,那么就要选择导电率相对高的材料。
4. 热膨胀系数(Coefficient of thermal expansion)
是指物质在热胀冷缩效应作用之下,几何特性随着温度的变化而变化的规律系数。实际应用中,有两种主要的热膨胀系数,分别是:线性热膨胀系数和体积热膨胀系数。大多数情况下,此系数为正值,也就是说温度升高体积扩大。
5. 热传导系数(Thermal conductivity)
反应物质的热传导能力,按傅里叶定律,其定义为单位温度梯度(在1m长度内温度降低1K)在单位时间内经单位导热面所传递的热量。单位为W/(m.k)。数值越大表示传热越快。与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。
热传导系数高的材料受热快相反散热也快,但温升低。温度快速爬升不是连接器使用时所想要的结果。铜合金是热传导系数较高的金属材料,所以用于高温环境下的连接器,特别要注意材料的这一参数。
三、机械特性(Mechanical Properties)
1. 屈从强度(Yield Strength)
又称为降服强度 ,是材料屈服的临界应力值。 当应力超过弹性极限后,变形增加较快,此时除了产生弹性变形外,还产生部分塑性变形。当应力达到B点后,塑性应变急剧增加,曲线出现一个波动的小平台,这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定,因此以它作为材料抗力的指标,称为屈服点或屈服强度 。
所谓屈服,是指达到一定的变形应力之后,金属开始从弹性状态非均匀的向弹-塑性状态过度,它标志着宏观塑性变形的开始。
屈服强度对连接器影响:选择越高屈服强度的金属材料,端子的正向力越大。
2. 抗拉强度(Tensile Strength)
当材料屈服到一定程度后,由于内部晶粒重新排列,其抵抗变形能力又重新提高,此时变形虽然发展很快,但却只能随着应力的提高而提高,直至应力达最大值。此后,材料抵抗变形的能力明显降低,并在最薄弱处发生较大的塑性变形,此处试件截面迅速缩小,出现颈缩现象,直至断裂破坏。材料受拉断裂前的最大应力值(b点对应值)称为强度极限或抗拉强度。
3. 伸长率(Elongation Percent)
指金属材料受外力(拉力)作用断裂时,伸长的长度与原来长度的百分比。
4. 硬度(Hardness)
材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。固体对外界物体入侵的局部抵抗能力,是比较各种材料软硬的指标。因连接器所有金属材料极薄,以维氏硬度(HV)测量。维氏硬度(HV) 以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面,用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值,即为维氏硬度值(HV)。
硬度是连接器选材的一个重要参数。
5. R/T比
所谓R(radius)指折弯的内径,T(thickness)指材料的厚度。)
如果想要成型出来的产品内径越小,则必须选择R/T比越小的材料。理论上来说,如果R/T比等于零,即表示此材料的折弯表现极优,即使折弯的内R=0,也不会产生裂痕,但一般材料材质证明或特性表所显示的都是90度折弯的数据,很少会显示180度的折弯数据。当然,我们是希望R/T比越小越好,这对产品的微型化还是个好处。
金属材料以上的特性参数对工程人员进行连接器设计选材时非常重要,特别是要选择一款性价比比较好的材料,这需要非常专业的材料知识,及时了解金属材料新产品的问世和金属材料的发展趋势。正规、专业的金属材料厂商提供的材质证明(物性表),一般都具有以上所述的参数。还有在costdown产品单价需更换低价位的材料或更换原材料厂商时,首先要对比之前所用材料的物性参数,然后再进行打样测试验证。
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一、化学成分
连接器所用金属材料一般为合金材料,很少用到单一金属材料,合金顾名思义就是有多种金属合成的物质,表明它有多种化学元素组成,比如:
磷青铜:由铜Cu,锡Sn,磷P,铁Fe,铅Pb,锌Zn等组成,主要成分是铜。
黄铜:由铜Cu,铁Fe,铅Pb,锌Zn等组成,主要成分是铜。
不锈钢:由铁Fe,铬Cr,镍Ni,碳C,硅Si,锰Mn,磷P,硫S,铝Al,钴Co,主要成分是铁。
二、物理特性
1. 比重(specific gravity)/密度(density)
比重是一单位容积物质和同一单位水的相对密度,没有单位。而密度是指某物质的质量和其体积的比值,单位是g/cm3。从表面上看,它们的数值都比较接近。在本质上,它们确实也是相互联系的。物体的密度决定了物体的比重,物体的比重是物体密度的特定体现。但它们之间是不同的。物体的密度,反映的是物体内在的特性,是单位体积物体的质量。而物体的质量是确定的。 物体的比重,反映的是单位体积物体的重量。物体的重量是因物体受到重力而产生的,是会发生变化的。
2. 弹性系数(modulus of elasticity)
又称杨氏系数,单位N / m2。定义为理想材料在小形变时应力与相应的应变之比 。它是一个材料常数,表征材料抵抗弹性变形的能力,其数值大小反映该材料弹性变形的难易程度。
弹性系数对连接器的影响:如果连接器端子要求位移形变小,下压行程有限且要求良好接触,此时需选择弹性系数高的材料。
3. 导电率(electrical conductivity)IACS
导电率是物质传送电流的能力,是电阻率的倒数 。以温度 20℃的环境,于导体维持单位电位梯度时,流过单位面积的电流,单位S/m。如:铜59.6 × 10^6(S·m-1)/ 0.596 x 10^6 / cmΩ,我们经常以纯铜导电率100 %IACS作基准,172.41 / 阻抗resistivity = % IACS 。
导电率对连接器的影响:如果连接器要求较低的接触电阻,那么就要选择导电率相对高的材料。
4. 热膨胀系数(Coefficient of thermal expansion)
是指物质在热胀冷缩效应作用之下,几何特性随着温度的变化而变化的规律系数。实际应用中,有两种主要的热膨胀系数,分别是:线性热膨胀系数和体积热膨胀系数。大多数情况下,此系数为正值,也就是说温度升高体积扩大。
5. 热传导系数(Thermal conductivity)
反应物质的热传导能力,按傅里叶定律,其定义为单位温度梯度(在1m长度内温度降低1K)在单位时间内经单位导热面所传递的热量。单位为W/(m.k)。数值越大表示传热越快。与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。
热传导系数高的材料受热快相反散热也快,但温升低。温度快速爬升不是连接器使用时所想要的结果。铜合金是热传导系数较高的金属材料,所以用于高温环境下的连接器,特别要注意材料的这一参数。
三、机械特性(Mechanical Properties)
1. 屈从强度(Yield Strength)
又称为降服强度 ,是材料屈服的临界应力值。 当应力超过弹性极限后,变形增加较快,此时除了产生弹性变形外,还产生部分塑性变形。当应力达到B点后,塑性应变急剧增加,曲线出现一个波动的小平台,这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定,因此以它作为材料抗力的指标,称为屈服点或屈服强度 。
所谓屈服,是指达到一定的变形应力之后,金属开始从弹性状态非均匀的向弹-塑性状态过度,它标志着宏观塑性变形的开始。
屈服强度对连接器影响:选择越高屈服强度的金属材料,端子的正向力越大。
2. 抗拉强度(Tensile Strength)
当材料屈服到一定程度后,由于内部晶粒重新排列,其抵抗变形能力又重新提高,此时变形虽然发展很快,但却只能随着应力的提高而提高,直至应力达最大值。此后,材料抵抗变形的能力明显降低,并在最薄弱处发生较大的塑性变形,此处试件截面迅速缩小,出现颈缩现象,直至断裂破坏。材料受拉断裂前的最大应力值(b点对应值)称为强度极限或抗拉强度。
3. 伸长率(Elongation Percent)
指金属材料受外力(拉力)作用断裂时,伸长的长度与原来长度的百分比。
4. 硬度(Hardness)
材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。固体对外界物体入侵的局部抵抗能力,是比较各种材料软硬的指标。因连接器所有金属材料极薄,以维氏硬度(HV)测量。维氏硬度(HV) 以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面,用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值,即为维氏硬度值(HV)。
硬度是连接器选材的一个重要参数。
5. R/T比
所谓R(radius)指折弯的内径,T(thickness)指材料的厚度。)
如果想要成型出来的产品内径越小,则必须选择R/T比越小的材料。理论上来说,如果R/T比等于零,即表示此材料的折弯表现极优,即使折弯的内R=0,也不会产生裂痕,但一般材料材质证明或特性表所显示的都是90度折弯的数据,很少会显示180度的折弯数据。当然,我们是希望R/T比越小越好,这对产品的微型化还是个好处。
金属材料以上的特性参数对工程人员进行连接器设计选材时非常重要,特别是要选择一款性价比比较好的材料,这需要非常专业的材料知识,及时了解金属材料新产品的问世和金属材料的发展趋势。正规、专业的金属材料厂商提供的材质证明(物性表),一般都具有以上所述的参数。还有在costdown产品单价需更换低价位的材料或更换原材料厂商时,首先要对比之前所用材料的物性参数,然后再进行打样测试验证。
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常见连接器变色问题浅析
技术分享 • 炮灰 发表了文章 • 2 个评论 • 9460 次浏览 • 2018-02-07 16:30
镀层材料当中使用的银是比较活跃的元素;虽然在连接器镀银材料设计当中已经考虑采用防污处理,而且在整个电镀工艺中也确保符合设计要求;但是,防污处理毕竟只能延缓材料的硫化或氧化速度,不能完全消除。所以镀银材料一般与空气中的硫元素发生反应,然后形成硫化银。经过判定,下图中的产品是符合原厂要求的,虽然在外观上有硫化、氧化现象,但用户可以放心使用。
当然,如果品相比较好的产品,用户端的正确存储使用方法也是必不可少的,下面建议:
1.产品需要密封包装,在使用前请不要破坏包装;
不要把零件放在露天环境,由其是高温高湿环境;
2. 操作人员不应直接触摸产品镀层,应戴上橡胶手套;
3. 一次没有使用完原材料,应尽快重新密封包装;
(图一)
二、端子镀层变色情况。(参照图二、三)
它是由于长期储存后的原料锌迁移所造成的,这是锌元素的特性。镀层没有质量问题,外观对客户使用也没有影响,符合原厂和UL310规范。
(图二)
原厂会进行几项关键技术指标测试,结果也是符合技术规范的。
(图三)
三、下图为预镀锡部件变色情况。(参照图四)
由于这部分的端子是预镀锡的,端子的母材是铜。在较常用的冲压工艺中,材料是由模具冲压成形的。当材料放置在模具中进行压合的过程中,端子的侧面(即材料被剪切的区域)的母材铜是没有镀锡的,它暴露在空气中。众所周知随着时间的推移,铜在空气中被氧化是不可避免的。根据原厂产品设计规格,不保证产品侧面(被剪切区域)像刚生产出来一样拥有良好的可焊接性。这是有现代连接器产业生产工艺的共性决定的,将来的工艺有所改进后,将相应地消除这一行业通病。
(图四)
四、镀金在焊接工艺后变色情况(参照图五)
在回流焊过程后,通常会看到端子改变颜色的情况。在焊接过程中,黄金溶解并保持在焊料中,或导致锡金化合物的形成。如果很少部分的焊料弄湿了端子的上部表面,那么焊脚上的有机化合物就会被碳化。接下来黄色的金、白色的锡和黑色的碳化物按照不同比例混合成氧化膜,最终在端子上将呈现红色,紫色,蓝色,甚至是黑色。当然颜色与氧化膜的厚度也有关系。在焊接过程中,温度越高,曝光时间越长,颜色就会相继发生变化。
回流焊之后的蓝色或暗色是多是氧化锡引起,但焊接触点的可靠性将不受影响,因为只有暴露部分的端子被氧化。端子和焊盘接触的地方,会形成可靠的焊点。
(图五)
五、尼龙(聚酰胺)材料的变色问题(参照图六)
一般情况下尼龙材质的连接器都是白色或暗白色(乳白),这是由树脂原材料供方的配方决定的。由于尼龙材料的吸湿性(材料中含有二价铜离子的热稳定剂),出厂一段时间后连接器外壳的颜色可能发生从透明到绿色或黄色的变化。但这不会影响产品的3F即形式、尺寸和功能。一般所有材料都会由树脂供应商保证,并通过连接器原厂的验证。并且原厂在所有的关键项目都经过了测试,如接触力、绝缘电阻、绝缘耐压、加速老化、电气要求、机械要求、耐久性和湿度,结果符合规范。
(图六)
【图文引自泰科电子技术白皮书及客诉中心资料,一并感谢!】 查看全部
镀层材料当中使用的银是比较活跃的元素;虽然在连接器镀银材料设计当中已经考虑采用防污处理,而且在整个电镀工艺中也确保符合设计要求;但是,防污处理毕竟只能延缓材料的硫化或氧化速度,不能完全消除。所以镀银材料一般与空气中的硫元素发生反应,然后形成硫化银。经过判定,下图中的产品是符合原厂要求的,虽然在外观上有硫化、氧化现象,但用户可以放心使用。
当然,如果品相比较好的产品,用户端的正确存储使用方法也是必不可少的,下面建议:
1.产品需要密封包装,在使用前请不要破坏包装;
不要把零件放在露天环境,由其是高温高湿环境;
2. 操作人员不应直接触摸产品镀层,应戴上橡胶手套;
3. 一次没有使用完原材料,应尽快重新密封包装;
(图一)
二、端子镀层变色情况。(参照图二、三)
它是由于长期储存后的原料锌迁移所造成的,这是锌元素的特性。镀层没有质量问题,外观对客户使用也没有影响,符合原厂和UL310规范。
(图二)
原厂会进行几项关键技术指标测试,结果也是符合技术规范的。
(图三)
三、下图为预镀锡部件变色情况。(参照图四)
由于这部分的端子是预镀锡的,端子的母材是铜。在较常用的冲压工艺中,材料是由模具冲压成形的。当材料放置在模具中进行压合的过程中,端子的侧面(即材料被剪切的区域)的母材铜是没有镀锡的,它暴露在空气中。众所周知随着时间的推移,铜在空气中被氧化是不可避免的。根据原厂产品设计规格,不保证产品侧面(被剪切区域)像刚生产出来一样拥有良好的可焊接性。这是有现代连接器产业生产工艺的共性决定的,将来的工艺有所改进后,将相应地消除这一行业通病。
(图四)
四、镀金在焊接工艺后变色情况(参照图五)
在回流焊过程后,通常会看到端子改变颜色的情况。在焊接过程中,黄金溶解并保持在焊料中,或导致锡金化合物的形成。如果很少部分的焊料弄湿了端子的上部表面,那么焊脚上的有机化合物就会被碳化。接下来黄色的金、白色的锡和黑色的碳化物按照不同比例混合成氧化膜,最终在端子上将呈现红色,紫色,蓝色,甚至是黑色。当然颜色与氧化膜的厚度也有关系。在焊接过程中,温度越高,曝光时间越长,颜色就会相继发生变化。
回流焊之后的蓝色或暗色是多是氧化锡引起,但焊接触点的可靠性将不受影响,因为只有暴露部分的端子被氧化。端子和焊盘接触的地方,会形成可靠的焊点。
(图五)
五、尼龙(聚酰胺)材料的变色问题(参照图六)
一般情况下尼龙材质的连接器都是白色或暗白色(乳白),这是由树脂原材料供方的配方决定的。由于尼龙材料的吸湿性(材料中含有二价铜离子的热稳定剂),出厂一段时间后连接器外壳的颜色可能发生从透明到绿色或黄色的变化。但这不会影响产品的3F即形式、尺寸和功能。一般所有材料都会由树脂供应商保证,并通过连接器原厂的验证。并且原厂在所有的关键项目都经过了测试,如接触力、绝缘电阻、绝缘耐压、加速老化、电气要求、机械要求、耐久性和湿度,结果符合规范。
(图六)
【图文引自泰科电子技术白皮书及客诉中心资料,一并感谢!】
师兄,我也可以下山卖端子了吗?
技术分享 • tianbian 发表了文章 • 0 个评论 • 3084 次浏览 • 2017-07-07 10:01
师兄:不行,再陪陪我。
师弟:您有师傅和其他师弟们陪,我特别想出去看看,您不是平时说最关键的就是常跑客户嘛,我也想小试牛刀啊,不然就生锈啦!
师兄:那好,你说说连接器中常用的金属件材料有哪些?他们各自的特点又是什么?
师弟:这个难不住我嘻嘻,它们是:
铜 Copper (Cu)
红色,较贵重的金属,软,易弯曲,很高的导电性和导热性,耐腐蚀,极好的操作性。
黄铜 Brass (CuZn)
铜和锌的合金,60-96%的铜成分,良好的弹性材料,可接受的导电性,很好的操作性,易于焊接。不太贵,成黄色。
锡磷青铜 PhosphorBroze (CuSn)
铜和锡的合金,良好的弹性材料,弹性在黄铜和铍青铜之间,导电性能比黄铜差,对应力腐蚀不敏感,比黄铜贵近两倍,成红色。
铍青铜 BerylliuCopper (CuBe)
最佳的弹性,疲劳强度好,耐腐蚀,耐磨损,比黄铜贵5倍,成黄色。
铜合金 Nickel-Silver (CuNiZn)
铜镍锌合金(Cu 65%,Ni12%,Zn23)的导电性能接近黄铜,耐腐蚀,耐强电压,呈银白色,应用不多。
钢 Steel(Fe)
应用温度可达250度,导电性差,弹性好耐磨损,呈灰色。
镍 Nickel (Ni)
很高的温度特性,应用温度可达650度,耐腐蚀,好的强度和比较好的导电性,呈银灰色。
师兄:嗯,这个不算难,我再考考你。连接器镀层材料和特点有哪些,你知道吗?
师弟:这我也门儿清,且听我慢慢跟您说。
为了提高电气性能及耐腐蚀性等特性,一般连接器端子都会进行电镀工序,下面是连接器常用的电镀材料:
锡Tin(Sn)
其中连接器镀锡有三种类型:预镀锡;预覆层和电镀。锡比较软,防止腐蚀,比较廉价,另外锡容易焊接,镀层厚度在2-12μm,银白色,暗或有光泽。
金Gold(Au)
电镀金是现有的电接触件最优质的镀层方法,较软,很耐腐蚀,在纯酸里不溶解,良好导电性,较昂贵,因此选择性镀金工艺更为合理,即只在啮合范围镀金。镀金通常选择先镀镍,以达到更好的防腐效果。镀金厚度一般在0.4-3.5um.
钯Palladium (Pd)
贵金属钯用于电镀代替金在某些有限制的范围,一般连接器厂家仅采用钯在金属焊接层(硬金方法),另外钯的导电率比金差。
镍Nickel (Ni)
比较贵重,银白色金属,导电率差,坚硬,表面光滑,经常用于镀金的底镀层,焊接性差,钢接触件大多采用镀镍,(必须先镀铜),紫铜镀镍可耐温340度,黄铜和青铜则可达250度。
银Silver (Ag)
光泽白色,贵重金属,软,导电性好,容易惰性氧化,所以易失去光泽,黄铜或青铜镀锡可耐温110度,紫铜则可耐温250度。
铜Copper (Cu)
铜经常用于基础镀层;镀锡接触件改进可焊性;为更好的附着力所以钢选择镀铜较多。
师弟:师兄,另外镀锡和镀金我再重点回顾一下哦:
镀锡
1. 锡镀层接触件在啮合状态下是机械稳定的
2. 锡镀层接触件正常的接触力至少需要100克。
3. 锡镀层接触件需要润滑。
4. 锡镀层不推荐使用在高温环境下。
5. 涂覆的选择,软溶,热气流或热浸锡涂层,对锡或锡合金接触件的电气性能产生不稳定影响。
6. 电镀锡至少2.54微米以上。
7. 锡镀层接触件与金镀层接触件啮合不好。
8. 在接触件啮合期间滑动或摩擦作用推荐锡镀层接触件。
9. 锡镀层接触件不用于接通或断开电流。
10.锡镀层接触件可用于干电路或低电平状态。
镀金
1. 金镀层推荐为高可靠性应用。
2. 金镀层可用于腐蚀环境状态。
3. 金镀层可用于高耐久性要求。
4. 金镀层可用于低的接触力和低摩擦。
5. 薄的金镀层可确定稳定的低电阻接触。
6. 金对微振动磨损衰变不敏感。
7. 有润滑可提高金接触件性能。
8. 金镀层要求采用适合的底镀层,如先镀镍。
9. 金镀层厚度随应用的要求而定。
10.金用于低电平电流状态。
11.金接触件用于高温。
12.金接触件不应与锡接触件啮合。
13.金接触件不推荐作接通和断开应用。
师弟:师兄您看我合格不?不行的话我在补充一下:
连接器中黄铜工作温度在90度;黄铜镀锡110度;锡青铜90度;锡青铜镀锡110度;铍青铜镀银130度;钢镀镍250度
师兄:可以了师弟,看来我适合待在上山陪师傅呵呵。下山后顺便帮我打听一下我的偶像姚明最近过得好不好哦(抱拳) 查看全部
师兄:不行,再陪陪我。
师弟:您有师傅和其他师弟们陪,我特别想出去看看,您不是平时说最关键的就是常跑客户嘛,我也想小试牛刀啊,不然就生锈啦!
师兄:那好,你说说连接器中常用的金属件材料有哪些?他们各自的特点又是什么?
师弟:这个难不住我嘻嘻,它们是:
铜 Copper (Cu)
红色,较贵重的金属,软,易弯曲,很高的导电性和导热性,耐腐蚀,极好的操作性。
黄铜 Brass (CuZn)
铜和锌的合金,60-96%的铜成分,良好的弹性材料,可接受的导电性,很好的操作性,易于焊接。不太贵,成黄色。
锡磷青铜 PhosphorBroze (CuSn)
铜和锡的合金,良好的弹性材料,弹性在黄铜和铍青铜之间,导电性能比黄铜差,对应力腐蚀不敏感,比黄铜贵近两倍,成红色。
铍青铜 BerylliuCopper (CuBe)
最佳的弹性,疲劳强度好,耐腐蚀,耐磨损,比黄铜贵5倍,成黄色。
铜合金 Nickel-Silver (CuNiZn)
铜镍锌合金(Cu 65%,Ni12%,Zn23)的导电性能接近黄铜,耐腐蚀,耐强电压,呈银白色,应用不多。
钢 Steel(Fe)
应用温度可达250度,导电性差,弹性好耐磨损,呈灰色。
镍 Nickel (Ni)
很高的温度特性,应用温度可达650度,耐腐蚀,好的强度和比较好的导电性,呈银灰色。
师兄:嗯,这个不算难,我再考考你。连接器镀层材料和特点有哪些,你知道吗?
师弟:这我也门儿清,且听我慢慢跟您说。
为了提高电气性能及耐腐蚀性等特性,一般连接器端子都会进行电镀工序,下面是连接器常用的电镀材料:
锡Tin(Sn)
其中连接器镀锡有三种类型:预镀锡;预覆层和电镀。锡比较软,防止腐蚀,比较廉价,另外锡容易焊接,镀层厚度在2-12μm,银白色,暗或有光泽。
金Gold(Au)
电镀金是现有的电接触件最优质的镀层方法,较软,很耐腐蚀,在纯酸里不溶解,良好导电性,较昂贵,因此选择性镀金工艺更为合理,即只在啮合范围镀金。镀金通常选择先镀镍,以达到更好的防腐效果。镀金厚度一般在0.4-3.5um.
钯Palladium (Pd)
贵金属钯用于电镀代替金在某些有限制的范围,一般连接器厂家仅采用钯在金属焊接层(硬金方法),另外钯的导电率比金差。
镍Nickel (Ni)
比较贵重,银白色金属,导电率差,坚硬,表面光滑,经常用于镀金的底镀层,焊接性差,钢接触件大多采用镀镍,(必须先镀铜),紫铜镀镍可耐温340度,黄铜和青铜则可达250度。
银Silver (Ag)
光泽白色,贵重金属,软,导电性好,容易惰性氧化,所以易失去光泽,黄铜或青铜镀锡可耐温110度,紫铜则可耐温250度。
铜Copper (Cu)
铜经常用于基础镀层;镀锡接触件改进可焊性;为更好的附着力所以钢选择镀铜较多。
师弟:师兄,另外镀锡和镀金我再重点回顾一下哦:
镀锡
1. 锡镀层接触件在啮合状态下是机械稳定的
2. 锡镀层接触件正常的接触力至少需要100克。
3. 锡镀层接触件需要润滑。
4. 锡镀层不推荐使用在高温环境下。
5. 涂覆的选择,软溶,热气流或热浸锡涂层,对锡或锡合金接触件的电气性能产生不稳定影响。
6. 电镀锡至少2.54微米以上。
7. 锡镀层接触件与金镀层接触件啮合不好。
8. 在接触件啮合期间滑动或摩擦作用推荐锡镀层接触件。
9. 锡镀层接触件不用于接通或断开电流。
10.锡镀层接触件可用于干电路或低电平状态。
镀金
1. 金镀层推荐为高可靠性应用。
2. 金镀层可用于腐蚀环境状态。
3. 金镀层可用于高耐久性要求。
4. 金镀层可用于低的接触力和低摩擦。
5. 薄的金镀层可确定稳定的低电阻接触。
6. 金对微振动磨损衰变不敏感。
7. 有润滑可提高金接触件性能。
8. 金镀层要求采用适合的底镀层,如先镀镍。
9. 金镀层厚度随应用的要求而定。
10.金用于低电平电流状态。
11.金接触件用于高温。
12.金接触件不应与锡接触件啮合。
13.金接触件不推荐作接通和断开应用。
师弟:师兄您看我合格不?不行的话我在补充一下:
连接器中黄铜工作温度在90度;黄铜镀锡110度;锡青铜90度;锡青铜镀锡110度;铍青铜镀银130度;钢镀镍250度
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连接器壳体材料漫谈(二)
技术分享 • tianbian 发表了文章 • 0 个评论 • 2485 次浏览 • 2017-06-20 11:41
下面是另外一些常用材料的优劣性能,请大家指正。
上次我们提过,高分子甚至金属都会有蠕变性(俗称冷流性),下面将主要材料的蠕变性展示如下:
下图是主要材料的温度特性,圈中是部分连接器常用材料:(下图横坐标表示摄氏温度)
材料科学是一个博大精深的学科。想象一下,我们像做实验一样,为了突出某种性能加一点配料;为了弥补缺陷添加一些配料,配料的种类繁多,添加多少,什么时候添加,添加顺序等等都将决定后续创造出什么样的产品。
这个世界充满着奇思妙想,只是等着那些敢于冲破枷锁的你我去创造!
【部分选材自高分子网www.gaofenzi.org】 查看全部
下面是另外一些常用材料的优劣性能,请大家指正。
上次我们提过,高分子甚至金属都会有蠕变性(俗称冷流性),下面将主要材料的蠕变性展示如下:
下图是主要材料的温度特性,圈中是部分连接器常用材料:(下图横坐标表示摄氏温度)
材料科学是一个博大精深的学科。想象一下,我们像做实验一样,为了突出某种性能加一点配料;为了弥补缺陷添加一些配料,配料的种类繁多,添加多少,什么时候添加,添加顺序等等都将决定后续创造出什么样的产品。
这个世界充满着奇思妙想,只是等着那些敢于冲破枷锁的你我去创造!
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连接器壳体材料漫谈(一)
技术分享 • tianbian 发表了文章 • 0 个评论 • 3752 次浏览 • 2017-06-19 15:58
连接器这个不可或缺的无源电子元件,虽然看似简单,实则反应了一个国家的材料研发能力、精密模具治具设计加工能力,精益生产能力,工业造型设计能力、标准规则掌控能力及创新创造能力等诸多交叉学科的综合素养。需要几十年如一日地修炼才可能有所建树。今天我们讲讲主要的几种Housing壳体绝缘材料。
首先,我们再来熟悉一下连接中最基本的"家庭成员"。
1.Housing-连接器壳体(简称HSG,其中没有端子,只有绝缘材料)
2.Header-PCB公端(一般为端子和HSG一起注塑成型,且公端Pin针占大多数)
3.Contact-端子(简称Cont, 有公端Pin或Tab,母端Socket及Sok 或Receptacle之分)
4.Harness-线束(又称Cable Assy,是将线缆端接连接器后形成的组合体,线束厂就是专门加工这种产品的组织)
5.Strain Relief-应力消除器(俗称线鼻子、线夹等。功能是将施加的外力"传导"到电线外被或连接器壳体上,而非电线和端子的连接处。起到应力消除,保护可靠连接的作用)
什么是连接器设计的基本要求呢?
a).稳定的接触电阻,良好的接触性能;
b).良好的啮合及分离手感;
c).绝缘材料好,自熄灭性强,低烟无卤;
d).尺寸保持性好,不易吸水变色,耐久性强;
e).较低插入力,较高保持力;
f).防水、防尘、抗振动、抗电磁干扰等能力强
g).方便装配和维修维护
h).外观优良无毛刺和色差,具有基本导向保护。
一般来说,制作连接器绝缘壳体分为两种主要材料,它们是:
a).热塑性塑料: 聚酰胺,聚碳酸酯,聚氯乙烯,ABS,聚氨酯,聚矾,聚四氟乙烯,聚乙烯,聚酯,聚丙烯,聚丙烯,PPS。
b).热固性塑料:酚醛树脂,尿甲醛,DAP,环氧树脂。
这些材料性能方面各有千秋,我们需要识"材"善任。
顺便我们提一下绝缘材料当中的两个重要概念:蠕变和松弛。
蠕变指的是固体材料在保持应力不变的情况下,应变随时间缓慢增长的现象。同一材料在不同的应力水平或不同温度下,可处在不同的蠕变阶段。通常温度升高或应力增大会使蠕变加快。蠕变不仅出现在塑料(高分子材料中),还出现在金属材料中.蠕变反映的是材料在载荷下的流变性质,即受载后的流动;对于塑料和其他高分子材料而言反映了其内在的粘弹性。而且蠕变性还反映了塑料在温度变化下,自身的稳定情况。
松弛与蠕变的区别在于:在蠕变中,应力是常数,应变是随时间变化的可变量;而在松弛中,应变是常数,应力是随时间变化的可变量。塑料之所以产生这两种现象,是由于它是既具有弹性又具有塑性的黏弹性材料。
【参考泰科、莫氏公开资料及高分子网等相关材料】 查看全部
连接器这个不可或缺的无源电子元件,虽然看似简单,实则反应了一个国家的材料研发能力、精密模具治具设计加工能力,精益生产能力,工业造型设计能力、标准规则掌控能力及创新创造能力等诸多交叉学科的综合素养。需要几十年如一日地修炼才可能有所建树。今天我们讲讲主要的几种Housing壳体绝缘材料。
首先,我们再来熟悉一下连接中最基本的"家庭成员"。
1.Housing-连接器壳体(简称HSG,其中没有端子,只有绝缘材料)
2.Header-PCB公端(一般为端子和HSG一起注塑成型,且公端Pin针占大多数)
3.Contact-端子(简称Cont, 有公端Pin或Tab,母端Socket及Sok 或Receptacle之分)
4.Harness-线束(又称Cable Assy,是将线缆端接连接器后形成的组合体,线束厂就是专门加工这种产品的组织)
5.Strain Relief-应力消除器(俗称线鼻子、线夹等。功能是将施加的外力"传导"到电线外被或连接器壳体上,而非电线和端子的连接处。起到应力消除,保护可靠连接的作用)
什么是连接器设计的基本要求呢?
a).稳定的接触电阻,良好的接触性能;
b).良好的啮合及分离手感;
c).绝缘材料好,自熄灭性强,低烟无卤;
d).尺寸保持性好,不易吸水变色,耐久性强;
e).较低插入力,较高保持力;
f).防水、防尘、抗振动、抗电磁干扰等能力强
g).方便装配和维修维护
h).外观优良无毛刺和色差,具有基本导向保护。
一般来说,制作连接器绝缘壳体分为两种主要材料,它们是:
a).热塑性塑料: 聚酰胺,聚碳酸酯,聚氯乙烯,ABS,聚氨酯,聚矾,聚四氟乙烯,聚乙烯,聚酯,聚丙烯,聚丙烯,PPS。
b).热固性塑料:酚醛树脂,尿甲醛,DAP,环氧树脂。
这些材料性能方面各有千秋,我们需要识"材"善任。
顺便我们提一下绝缘材料当中的两个重要概念:蠕变和松弛。
蠕变指的是固体材料在保持应力不变的情况下,应变随时间缓慢增长的现象。同一材料在不同的应力水平或不同温度下,可处在不同的蠕变阶段。通常温度升高或应力增大会使蠕变加快。蠕变不仅出现在塑料(高分子材料中),还出现在金属材料中.蠕变反映的是材料在载荷下的流变性质,即受载后的流动;对于塑料和其他高分子材料而言反映了其内在的粘弹性。而且蠕变性还反映了塑料在温度变化下,自身的稳定情况。
松弛与蠕变的区别在于:在蠕变中,应力是常数,应变是随时间变化的可变量;而在松弛中,应变是常数,应力是随时间变化的可变量。塑料之所以产生这两种现象,是由于它是既具有弹性又具有塑性的黏弹性材料。
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2022年全球电缆及连接器市场收益达1253亿美元
技术分享 • atangge 发表了文章 • 0 个评论 • 1924 次浏览 • 2016-08-29 09:35
从区域市场来看,由于对基础设施、能源和技术发展投入不断加大,2015年亚太地区是全球最大的电缆及连接器区域市场。预计到2022年,亚太地区还将以最快年复合增率领跑全球电缆及连接器市场,其市场收益将占全球的40%;其次是北美市场。
从应用市场来看,商贸业,包括IT&通信、电子和医疗工业,是需求最大的应用市场。同时,云技术和物联网技术的普及,对可靠、高性能、高安全性的数据连接与传输需求也将进一步提高,推动市场对电缆及连接器市场的需求增长。从增速来看,油气领域是年复合增率最大的应用市场。
从安装类型来看,电缆及连接器市场分为内置和外部两种。其中,内置电缆及连接器需求预计将在未来6年迎来更快速度增长,这主要是因为对于电子产品微型化发展以及无线技术的普及。
从产品类型来看,2015年,CAT5/CAT6电缆及连接器是主要的需求产品,占市场总额的47%,这源于对高性能和长距离连接性需求不断增长。但是到2022年,USB电缆及连接器有望随着高速数据传输等需求增长迎来最快年复合增长率。
从企业来看,安费诺、莫仕、富士通、泰科电子、普睿司曼、3M公司、耐克森、华为技术、阿尔卡特朗讯(诺基亚)等将成为全球领先的电缆及连接器供应商。 查看全部
从区域市场来看,由于对基础设施、能源和技术发展投入不断加大,2015年亚太地区是全球最大的电缆及连接器区域市场。预计到2022年,亚太地区还将以最快年复合增率领跑全球电缆及连接器市场,其市场收益将占全球的40%;其次是北美市场。
从应用市场来看,商贸业,包括IT&通信、电子和医疗工业,是需求最大的应用市场。同时,云技术和物联网技术的普及,对可靠、高性能、高安全性的数据连接与传输需求也将进一步提高,推动市场对电缆及连接器市场的需求增长。从增速来看,油气领域是年复合增率最大的应用市场。
从安装类型来看,电缆及连接器市场分为内置和外部两种。其中,内置电缆及连接器需求预计将在未来6年迎来更快速度增长,这主要是因为对于电子产品微型化发展以及无线技术的普及。
从产品类型来看,2015年,CAT5/CAT6电缆及连接器是主要的需求产品,占市场总额的47%,这源于对高性能和长距离连接性需求不断增长。但是到2022年,USB电缆及连接器有望随着高速数据传输等需求增长迎来最快年复合增长率。
从企业来看,安费诺、莫仕、富士通、泰科电子、普睿司曼、3M公司、耐克森、华为技术、阿尔卡特朗讯(诺基亚)等将成为全球领先的电缆及连接器供应商。
连接器接触弹片材料探究暨特殊合金性质(一)
技术分享 • 炮灰 发表了文章 • 0 个评论 • 2386 次浏览 • 2016-06-07 10:42
稀释铜合金(Dilute Copper Alloys)
稀释铜合金又称高铜合金,指合金元素含量低于4%的铜合金。作为一组,这些铜合金在所有铜合金中具有最高的导电率和极佳的在一般压力和高压力下的耐腐蚀能力。在足够的成形能力下的拉伸强度被限制在低于大约500Mpa拉伸强度,因为其拉伸强度主要由冷卷(降低成型性能的冷作硬化).该合金组在相对零温度到80摄氏度(华氏176度)之间提供了很好的对压力松驰的抵抗能力。按合金中合金元素含量的比率来计算,上述铜合金的相对导电率有所下降。合金元素自己也极大地影响了传导性能,这是其内部电子结构因素的结果。
C151是一种也具有最低的合金含量(含0.1%左右的锆)和最高的导电率的二元合金。该合金通过铜锆的易扩散以与冷作硬化结合而生成第二阶段颗粒而使其强度提高。留有固体溶解物里的锆元素含量不超过0.02%. C151的最重要的性能是在高温下仍具有很高的抵抗压力释放的能力,尽管其合金元素含量很低。该合金由于在高温下具有比其它高铜合金,包括凝结强化合金,明显的优良性能,因些该合金等级较高,C151在150摄氏度的高温下保温3000小时后仍具有其初使87%的压力;然而强度比凝结合金要低得多。
镁和磷在C155中要反应生成磷化物。这些颗粒在通过从溶液中除去镁和硫而达到高导电率的同时增加了冷作硬化的效应。该合金也需要加入微量的银以在低温回火时提高防止软化的能力。C155应力松弛阻抗在高铜合金中是适度的。低级别的锑和锡(含于低氧铜或磷再氧化的铜) 也能增加软化抗力,如C1443和C145。控制残留的氧对避免生成防止锑元素提高软化阻力的锑氧化物藉非常重要的。这些合金的导电率是很高的,因为留在溶解合金里的合金添加物的含量是很小的。这类合金的压力释放过程并不特别。
C194、C195和C197代表了一组基于铁和磷组成物变化的合金。强度提高是因为当这些合金被冷压以生成调剂时用作增加冷用硬化效应的磷化物的扩散(含有钴,钢和镁元素)。强度和导电率是由添加于C195的溶解强化的锡来均衡的。在该组基于合金的磷化钢中,C197提供了最高的导电率,因为C197含有在其形成过程中生成的混合钢和磷化镁。锌、锡及改善黄铜(Modified Brasses)铜锌合金在用作制造工作温度(环境温度或焦尔热)适中且成本低的电连接器的铜合金中最出名。在这些合金中,C230(含15%锌)和C260(含30%锌)恐怕是最常用的了。在相同的成型能力下,C230的强度并没C260的高,但是这些低合金组成物提供了更高的导电率。锌黄铜合金(包括C230和C260)的压力释放阻力是适度的限制了其使用温度大约在75摄氏度左右(167华氏度)。含有15%或稍少的锌的黄铜合金也更不易受挤压腐蚀裂缝的影响。
锡铜合金
锡铜合金由于比二元铜锌合金具有更好的强度成型组成物和压力释放阻力以及抵抗压力腐蚀裂缝的能力而显得更具特色。锡加入物在强度上是可靠的,因此在冷作硬化时需要降低组成物的含量;更好的成型性能是该举措最直接的效益。通常含有10%锌和2%锡的合金C425作为降低锡合金成本的替代物应用呈上升趋势。C425的导电率与C260不相上下。C425的导电率也比最重要的锡青铜合金要高,但成型性能并设有锡青铜那样好。C425的压力释放阻力也要比上述锌青铜合金好,这允许它应用于达到125摄氏度(257华氏度)高温的环境中。铁,钴,铝及硅等合金加入物和铜锌组成物进一步改善了原本已经高度易成型的基本黄铜合金的一些重要特性。C664(中的铁和钴是扩散的粒子加入物并将导致在与C260相同的强度水平下获得更高的成型性能。合金C664很可能在需要更高强度的应用中作为C260的潜在替代物。
锌黄铜
锌黄铜(C688)的铝和钴等加入物混合了来自对呈现的钴铝合金进行更有效的冷作硬化以获得精炼粒子(10微米以下)的强化功效。该结果是得到一种易成型的合金,该合金提供了不经凝结强化的可得到的最高强度。值得注意的是作为冷作硬化的高效能的组成物,需要更少的工作即可达到所需强度,成型性能在横向与纵向是一样的。与随后说明的凝结硬化合金不同,C668合金及大多数其它黄铜合金的压力释放阻力被限制应用于低于100摄氏度(含锡合金C425除外)的条件。
锡青铜
粗糙的锡青铜也指磷青铜,因为加入的磷(含量在0.03到0.35之间)是为了使金属还原和达到更好的流动性。含量在1%到10%之间的锡通过溶解硬化和增加锡元素给予铜的加工硬化率而达成强度提高。商业上最重要的锡青铜合金是C510和C521。C510合金是最常用的锡青铜合金,当更高的强度/成型能力组成物成为必要时,常使用成本稍高的C521合金。后者高出的成本是由加入的金属基本成本和加入的锡影响热加工而提高的成本组成。含锡量高的青铜必须铸成条状,因此防止大部分成本,热压碎成为了可能。锡铜合金不适用于高电流接触,而应用于电信号传输上更好。锡铜对伸缩的抵抗力直到接近125度都有良好的特性对更高温度时的稳定性要求已促进了锡铜合金向凝结强化合金的转化。锡铜合金有良好的成型性。例如,因为对强度的冷处理要求更少,C521比C510能提供更好的成型性。因此,对于相同的强度C521的应力松弛阻抗力比C510更优。典型地,通过提高冷处理次数对C510的强化处理稍微减小了其伸缩抵力,但可通过减轻退火度得到提高。与其说锡铜的应力腐蚀抵抗力受到影响不如说锡的抵抗力提高。在个观点上,锡铜与锌铜的区别在于锌抵抗力的提高对应力腐蚀敏感性提高有极深地影响。
铝与硅铜
铝铜包括含有硅、铁、钴、或其它附加于铜-铝基材的元素的合金。用于电连接器上的硅铜合金,含有锡及其它附加于铜硅基材中的元素。该组合金中对电连接器有重要商业意义.C638,含有铝及更少量的钴和硅,可以同时提供很高的强度及良好的成型性。精细散布的钴硅化物,具有很小的粒子,包含在该合金中对其硬度有一定影响。该合金在拉力达到近700Mpa时仍保持了相对成型性。C638的应力松弛阻抗力比较适中,限制其利用的温度为75度左右或更低。
C654是一种固溶且经过冷轧的合金,其能提供与C510在125度(最高的推荐应用温度)时相同的应力松弛阻抗力.C654的成型性在690Mpa拉力作用下比C510更优,尽管其导电性大约只有后者的一半。与C510一样,C654实质上不受应力腐蚀分裂的影响。 查看全部
稀释铜合金(Dilute Copper Alloys)
稀释铜合金又称高铜合金,指合金元素含量低于4%的铜合金。作为一组,这些铜合金在所有铜合金中具有最高的导电率和极佳的在一般压力和高压力下的耐腐蚀能力。在足够的成形能力下的拉伸强度被限制在低于大约500Mpa拉伸强度,因为其拉伸强度主要由冷卷(降低成型性能的冷作硬化).该合金组在相对零温度到80摄氏度(华氏176度)之间提供了很好的对压力松驰的抵抗能力。按合金中合金元素含量的比率来计算,上述铜合金的相对导电率有所下降。合金元素自己也极大地影响了传导性能,这是其内部电子结构因素的结果。
C151是一种也具有最低的合金含量(含0.1%左右的锆)和最高的导电率的二元合金。该合金通过铜锆的易扩散以与冷作硬化结合而生成第二阶段颗粒而使其强度提高。留有固体溶解物里的锆元素含量不超过0.02%. C151的最重要的性能是在高温下仍具有很高的抵抗压力释放的能力,尽管其合金元素含量很低。该合金由于在高温下具有比其它高铜合金,包括凝结强化合金,明显的优良性能,因些该合金等级较高,C151在150摄氏度的高温下保温3000小时后仍具有其初使87%的压力;然而强度比凝结合金要低得多。
镁和磷在C155中要反应生成磷化物。这些颗粒在通过从溶液中除去镁和硫而达到高导电率的同时增加了冷作硬化的效应。该合金也需要加入微量的银以在低温回火时提高防止软化的能力。C155应力松弛阻抗在高铜合金中是适度的。低级别的锑和锡(含于低氧铜或磷再氧化的铜) 也能增加软化抗力,如C1443和C145。控制残留的氧对避免生成防止锑元素提高软化阻力的锑氧化物藉非常重要的。这些合金的导电率是很高的,因为留在溶解合金里的合金添加物的含量是很小的。这类合金的压力释放过程并不特别。
C194、C195和C197代表了一组基于铁和磷组成物变化的合金。强度提高是因为当这些合金被冷压以生成调剂时用作增加冷用硬化效应的磷化物的扩散(含有钴,钢和镁元素)。强度和导电率是由添加于C195的溶解强化的锡来均衡的。在该组基于合金的磷化钢中,C197提供了最高的导电率,因为C197含有在其形成过程中生成的混合钢和磷化镁。锌、锡及改善黄铜(Modified Brasses)铜锌合金在用作制造工作温度(环境温度或焦尔热)适中且成本低的电连接器的铜合金中最出名。在这些合金中,C230(含15%锌)和C260(含30%锌)恐怕是最常用的了。在相同的成型能力下,C230的强度并没C260的高,但是这些低合金组成物提供了更高的导电率。锌黄铜合金(包括C230和C260)的压力释放阻力是适度的限制了其使用温度大约在75摄氏度左右(167华氏度)。含有15%或稍少的锌的黄铜合金也更不易受挤压腐蚀裂缝的影响。
锡铜合金
锡铜合金由于比二元铜锌合金具有更好的强度成型组成物和压力释放阻力以及抵抗压力腐蚀裂缝的能力而显得更具特色。锡加入物在强度上是可靠的,因此在冷作硬化时需要降低组成物的含量;更好的成型性能是该举措最直接的效益。通常含有10%锌和2%锡的合金C425作为降低锡合金成本的替代物应用呈上升趋势。C425的导电率与C260不相上下。C425的导电率也比最重要的锡青铜合金要高,但成型性能并设有锡青铜那样好。C425的压力释放阻力也要比上述锌青铜合金好,这允许它应用于达到125摄氏度(257华氏度)高温的环境中。铁,钴,铝及硅等合金加入物和铜锌组成物进一步改善了原本已经高度易成型的基本黄铜合金的一些重要特性。C664(中的铁和钴是扩散的粒子加入物并将导致在与C260相同的强度水平下获得更高的成型性能。合金C664很可能在需要更高强度的应用中作为C260的潜在替代物。
锌黄铜
锌黄铜(C688)的铝和钴等加入物混合了来自对呈现的钴铝合金进行更有效的冷作硬化以获得精炼粒子(10微米以下)的强化功效。该结果是得到一种易成型的合金,该合金提供了不经凝结强化的可得到的最高强度。值得注意的是作为冷作硬化的高效能的组成物,需要更少的工作即可达到所需强度,成型性能在横向与纵向是一样的。与随后说明的凝结硬化合金不同,C668合金及大多数其它黄铜合金的压力释放阻力被限制应用于低于100摄氏度(含锡合金C425除外)的条件。
锡青铜
粗糙的锡青铜也指磷青铜,因为加入的磷(含量在0.03到0.35之间)是为了使金属还原和达到更好的流动性。含量在1%到10%之间的锡通过溶解硬化和增加锡元素给予铜的加工硬化率而达成强度提高。商业上最重要的锡青铜合金是C510和C521。C510合金是最常用的锡青铜合金,当更高的强度/成型能力组成物成为必要时,常使用成本稍高的C521合金。后者高出的成本是由加入的金属基本成本和加入的锡影响热加工而提高的成本组成。含锡量高的青铜必须铸成条状,因此防止大部分成本,热压碎成为了可能。锡铜合金不适用于高电流接触,而应用于电信号传输上更好。锡铜对伸缩的抵抗力直到接近125度都有良好的特性对更高温度时的稳定性要求已促进了锡铜合金向凝结强化合金的转化。锡铜合金有良好的成型性。例如,因为对强度的冷处理要求更少,C521比C510能提供更好的成型性。因此,对于相同的强度C521的应力松弛阻抗力比C510更优。典型地,通过提高冷处理次数对C510的强化处理稍微减小了其伸缩抵力,但可通过减轻退火度得到提高。与其说锡铜的应力腐蚀抵抗力受到影响不如说锡的抵抗力提高。在个观点上,锡铜与锌铜的区别在于锌抵抗力的提高对应力腐蚀敏感性提高有极深地影响。
铝与硅铜
铝铜包括含有硅、铁、钴、或其它附加于铜-铝基材的元素的合金。用于电连接器上的硅铜合金,含有锡及其它附加于铜硅基材中的元素。该组合金中对电连接器有重要商业意义.C638,含有铝及更少量的钴和硅,可以同时提供很高的强度及良好的成型性。精细散布的钴硅化物,具有很小的粒子,包含在该合金中对其硬度有一定影响。该合金在拉力达到近700Mpa时仍保持了相对成型性。C638的应力松弛阻抗力比较适中,限制其利用的温度为75度左右或更低。
C654是一种固溶且经过冷轧的合金,其能提供与C510在125度(最高的推荐应用温度)时相同的应力松弛阻抗力.C654的成型性在690Mpa拉力作用下比C510更优,尽管其导电性大约只有后者的一半。与C510一样,C654实质上不受应力腐蚀分裂的影响。
连接器金属材料性能及其对连接器的影响
技术分享 • 炮灰 发表了文章 • 0 个评论 • 2006 次浏览 • 2016-06-06 22:44
一、化学成分
连接器所用金属材料一般为合金材料,很少用到单一金属材料,合金顾名思义就是有多种金属合成的物质,表明它有多种化学元素组成,比如:
磷青铜:由铜Cu,锡Sn,磷P,铁Fe,铅Pb,锌Zn等组成,主要成分是铜。
黄铜:由铜Cu,铁Fe,铅Pb,锌Zn等组成,主要成分是铜。
不锈钢:由铁Fe,铬Cr,镍Ni,碳C,硅Si,锰Mn,磷P,硫S,铝Al,钴Co,主要成分是铁。
二、物理特性
1. 比重(specific gravity)/密度(density)
比重是一单位容积物质和同一单位水的相对密度,没有单位。而密度是指某物质的质量和其体积的比值,单位是g/cm3。从表面上看,它们的数值都比较接近。在本质上,它们确实也是相互联系的。物体的密度决定了物体的比重,物体的比重是物体密度的特定体现。但它们之间是不同的。物体的密度,反映的是物体内在的特性,是单位体积物体的质量。而物体的质量是确定的。 物体的比重,反映的是单位体积物体的重量。物体的重量是因物体受到重力而产生的,是会发生变化的。
2. 弹性系数(modulus of elasticity)
又称杨氏系数,单位N / m2。定义为理想材料在小形变时应力与相应的应变之比 。它是一个材料常数,表征材料抵抗弹性变形的能力,其数值大小反映该材料弹性变形的难易程度。
弹性系数对连接器的影响:如果连接器端子要求位移形变小,下压行程有限且要求良好接触,此时需选择弹性系数高的材料。
3. 导电率(electrical conductivity)IACS
导电率是物质传送电流的能力,是电阻率的倒数 。以温度 20℃的环境,于导体维持单位电位梯度时,流过单位面积的电流,单位S/m。如:铜59.6 × 10^6(S·m-1)/ 0.596 x 10^6 / cmΩ,我们经常以纯铜导电率100 %IACS作基准,172.41 / 阻抗resistivity = % IACS 。
导电率对连接器的影响:如果连接器要求较低的接触电阻,那么就要选择导电率相对高的材料。
4. 热膨胀系数(Coefficient of thermal expansion)
是指物质在热胀冷缩效应作用之下,几何特性随着温度的变化而变化的规律系数。实际应用中,有两种主要的热膨胀系数,分别是:线性热膨胀系数和体积热膨胀系数。大多数情况下,此系数为正值,也就是说温度升高体积扩大。
5. 热传导系数(Thermal conductivity)
反应物质的热传导能力,按傅里叶定律,其定义为单位温度梯度(在1m长度内温度降低1K)在单位时间内经单位导热面所传递的热量。单位为W/(m.k)。数值越大表示传热越快。与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。
热传导系数高的材料受热快相反散热也快,但温升低。温度快速爬升不是连接器使用时所想要的结果。铜合金是热传导系数较高的金属材料,所以用于高温环境下的连接器,特别要注意材料的这一参数。
三、机械特性(Mechanical Properties)
1. 屈从强度(Yield Strength)
又称为降服强度 ,是材料屈服的临界应力值。 当应力超过弹性极限后,变形增加较快,此时除了产生弹性变形外,还产生部分塑性变形。当应力达到B点后,塑性应变急剧增加,曲线出现一个波动的小平台,这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定,因此以它作为材料抗力的指标,称为屈服点或屈服强度 。
所谓屈服,是指达到一定的变形应力之后,金属开始从弹性状态非均匀的向弹-塑性状态过度,它标志着宏观塑性变形的开始。
屈服强度对连接器影响:选择越高屈服强度的金属材料,端子的正向力越大。
2. 抗拉强度(Tensile Strength)
当材料屈服到一定程度后,由于内部晶粒重新排列,其抵抗变形能力又重新提高,此时变形虽然发展很快,但却只能随着应力的提高而提高,直至应力达最大值。此后,材料抵抗变形的能力明显降低,并在最薄弱处发生较大的塑性变形,此处试件截面迅速缩小,出现颈缩现象,直至断裂破坏。材料受拉断裂前的最大应力值(b点对应值)称为强度极限或抗拉强度。
3. 伸长率(Elongation Percent)
指金属材料受外力(拉力)作用断裂时,伸长的长度与原来长度的百分比。
4. 硬度(Hardness)
材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。固体对外界物体入侵的局部抵抗能力,是比较各种材料软硬的指标。因连接器所有金属材料极薄,以维氏硬度(HV)测量。维氏硬度(HV) 以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面,用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值,即为维氏硬度值(HV)。
硬度是连接器选材的一个重要参数。
5. R/T比
所谓R(radius)指折弯的内径,T(thickness)指材料的厚度。)
如果想要成型出来的产品内径越小,则必须选择R/T比越小的材料。理论上来说,如果R/T比等于零,即表示此材料的折弯表现极优,即使折弯的内R=0,也不会产生裂痕,但一般材料材质证明或特性表所显示的都是90度折弯的数据,很少会显示180度的折弯数据。当然,我们是希望R/T比越小越好,这对产品的微型化还是个好处。
金属材料以上的特性参数对工程人员进行连接器设计选材时非常重要,特别是要选择一款性价比比较好的材料,这需要非常专业的材料知识,及时了解金属材料新产品的问世和金属材料的发展趋势。正规、专业的金属材料厂商提供的材质证明(物性表),一般都具有以上所述的参数。还有在costdown产品单价需更换低价位的材料或更换原材料厂商时,首先要对比之前所用材料的物性参数,然后再进行打样测试验证。
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一、化学成分
连接器所用金属材料一般为合金材料,很少用到单一金属材料,合金顾名思义就是有多种金属合成的物质,表明它有多种化学元素组成,比如:
磷青铜:由铜Cu,锡Sn,磷P,铁Fe,铅Pb,锌Zn等组成,主要成分是铜。
黄铜:由铜Cu,铁Fe,铅Pb,锌Zn等组成,主要成分是铜。
不锈钢:由铁Fe,铬Cr,镍Ni,碳C,硅Si,锰Mn,磷P,硫S,铝Al,钴Co,主要成分是铁。
二、物理特性
1. 比重(specific gravity)/密度(density)
比重是一单位容积物质和同一单位水的相对密度,没有单位。而密度是指某物质的质量和其体积的比值,单位是g/cm3。从表面上看,它们的数值都比较接近。在本质上,它们确实也是相互联系的。物体的密度决定了物体的比重,物体的比重是物体密度的特定体现。但它们之间是不同的。物体的密度,反映的是物体内在的特性,是单位体积物体的质量。而物体的质量是确定的。 物体的比重,反映的是单位体积物体的重量。物体的重量是因物体受到重力而产生的,是会发生变化的。
2. 弹性系数(modulus of elasticity)
又称杨氏系数,单位N / m2。定义为理想材料在小形变时应力与相应的应变之比 。它是一个材料常数,表征材料抵抗弹性变形的能力,其数值大小反映该材料弹性变形的难易程度。
弹性系数对连接器的影响:如果连接器端子要求位移形变小,下压行程有限且要求良好接触,此时需选择弹性系数高的材料。
3. 导电率(electrical conductivity)IACS
导电率是物质传送电流的能力,是电阻率的倒数 。以温度 20℃的环境,于导体维持单位电位梯度时,流过单位面积的电流,单位S/m。如:铜59.6 × 10^6(S·m-1)/ 0.596 x 10^6 / cmΩ,我们经常以纯铜导电率100 %IACS作基准,172.41 / 阻抗resistivity = % IACS 。
导电率对连接器的影响:如果连接器要求较低的接触电阻,那么就要选择导电率相对高的材料。
4. 热膨胀系数(Coefficient of thermal expansion)
是指物质在热胀冷缩效应作用之下,几何特性随着温度的变化而变化的规律系数。实际应用中,有两种主要的热膨胀系数,分别是:线性热膨胀系数和体积热膨胀系数。大多数情况下,此系数为正值,也就是说温度升高体积扩大。
5. 热传导系数(Thermal conductivity)
反应物质的热传导能力,按傅里叶定律,其定义为单位温度梯度(在1m长度内温度降低1K)在单位时间内经单位导热面所传递的热量。单位为W/(m.k)。数值越大表示传热越快。与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。
热传导系数高的材料受热快相反散热也快,但温升低。温度快速爬升不是连接器使用时所想要的结果。铜合金是热传导系数较高的金属材料,所以用于高温环境下的连接器,特别要注意材料的这一参数。
三、机械特性(Mechanical Properties)
1. 屈从强度(Yield Strength)
又称为降服强度 ,是材料屈服的临界应力值。 当应力超过弹性极限后,变形增加较快,此时除了产生弹性变形外,还产生部分塑性变形。当应力达到B点后,塑性应变急剧增加,曲线出现一个波动的小平台,这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定,因此以它作为材料抗力的指标,称为屈服点或屈服强度 。
所谓屈服,是指达到一定的变形应力之后,金属开始从弹性状态非均匀的向弹-塑性状态过度,它标志着宏观塑性变形的开始。
屈服强度对连接器影响:选择越高屈服强度的金属材料,端子的正向力越大。
2. 抗拉强度(Tensile Strength)
当材料屈服到一定程度后,由于内部晶粒重新排列,其抵抗变形能力又重新提高,此时变形虽然发展很快,但却只能随着应力的提高而提高,直至应力达最大值。此后,材料抵抗变形的能力明显降低,并在最薄弱处发生较大的塑性变形,此处试件截面迅速缩小,出现颈缩现象,直至断裂破坏。材料受拉断裂前的最大应力值(b点对应值)称为强度极限或抗拉强度。
3. 伸长率(Elongation Percent)
指金属材料受外力(拉力)作用断裂时,伸长的长度与原来长度的百分比。
4. 硬度(Hardness)
材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。固体对外界物体入侵的局部抵抗能力,是比较各种材料软硬的指标。因连接器所有金属材料极薄,以维氏硬度(HV)测量。维氏硬度(HV) 以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面,用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值,即为维氏硬度值(HV)。
硬度是连接器选材的一个重要参数。
5. R/T比
所谓R(radius)指折弯的内径,T(thickness)指材料的厚度。)
如果想要成型出来的产品内径越小,则必须选择R/T比越小的材料。理论上来说,如果R/T比等于零,即表示此材料的折弯表现极优,即使折弯的内R=0,也不会产生裂痕,但一般材料材质证明或特性表所显示的都是90度折弯的数据,很少会显示180度的折弯数据。当然,我们是希望R/T比越小越好,这对产品的微型化还是个好处。
金属材料以上的特性参数对工程人员进行连接器设计选材时非常重要,特别是要选择一款性价比比较好的材料,这需要非常专业的材料知识,及时了解金属材料新产品的问世和金属材料的发展趋势。正规、专业的金属材料厂商提供的材质证明(物性表),一般都具有以上所述的参数。还有在costdown产品单价需更换低价位的材料或更换原材料厂商时,首先要对比之前所用材料的物性参数,然后再进行打样测试验证。
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