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铜合金特性对汽车连接器端子品质的影响
来源:汽车电器  作者:佚名  2018-06-06 07:14:28

    2 铜合金特性对端子插拔力的影响
    端子插拔力是公端与母端相互配合时插入和拔出所需要的摩擦力,其是连接器机械性能中重要的一部分,端子插拔力过小,则端子易于松脱,导致电接触不稳定或失效;插拔力过大,造成装配困难。根据公端与母端相互配合时的受力情况以及现有端子弹性结构,将端子弹性结构简化为悬臂梁模型,如图1所示。

    根据悬臂梁理论和摩擦力理论,可得公端与母端第1次配合时的插拔力公式
            f =μ×F=μ×(dE Wt3/4L3)(1)
    式中:A----摩擦系数;F----端子的正压力;d----端子弹性结构位移量;w----端子弹性结构的宽度;L----端子弹性结构的长度;E----材料的弹性模量;t----材料的厚度。
    由上述公式可知,连接器端子插拔力的大小与端子材料的厚度、弹性模量、摩擦系数、弹性结构的宽度和位移量成正比,与弹性结构的悬臂长度成反比。当产品结构设计完成后,可以通过改变端子材料的参数(弹性模量、表面粗糙度、镀层材料及厚度)来调整插拔力的大小。
    在汽车行业标准QC/T 1067.1-2017中,不仅对端子第1次插入力和拔出力有规定,而且对端子经过多次插拔循环后的插拔力也有相应的要求。在端子检验时会出现端子经过多次插拔循环后的插拔力骤然下降的现象,这是因为公端与母端配合时,母端的弹性结构发生一定的应变而产生了内应力,当端子弹性结构所受应力超过铜合金材料的屈服强度,端子弹性结构进入塑性变形阶段,所以经过多次插拔循环后,弹性结构回弹量小,此时弹性结构的位移量变小,导致端子经过多次插拔循环后插拔力小。当产品结构设计完成后,可以通过提升端子材料的屈服强度,使端子弹性结构所受应力低于材料的屈服强度,避免端子弹性结构发生塑性变形,保证端子经过多次插拔循环后的插拔力。

    3 铜合金特性对端子电气性能的影响
    接触电阻是汽车连接器端子的主要电气性能,接触电阻主要由导体电阻Rp、膜层电阻Rf和集中电阻Rc组成,它直接影响汽车各电器设备的信号传输和电气连接的稳定性和可靠陛。
    导体电阻主要取决于端子使用的铜合金材料本身的导电性能。不同的端子铜合金材料,其导电性不同,目前端子产品常用的铜合金材料导电性由小到大顺序为:锡磷青铜(QSn6.5-0.1等)、黄铜(H70, H65等)、高导电铜合金(Cu-Ni-Si系列合金等)。
    膜层电阻是由于接触表面膜层及其他污染物所引起的电阻,膜层电阻受镀层的材料及厚度、材料表面的清洁度和材料氧化情况等因素影响。
    集中电阻是电流通过端子实际接触面时,由于电流线收缩或集中而显示出来的电阻。公端和母端相互配合接触后,接触表面的粗糙度使得实际的接触面积是多个微观接触点面积之和,接触面积越大,集中电阻越小。端子正压力和接触面的粗糙度直接影响接触面积。在保证产品结构不变和端子插拔力合格的情况下,可以通过增大端子材料的弹性模量、降低材料的表面粗糙度来增大端子接触面积,从而减小集中电阻。

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