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连接器接触润滑剂

发布日期:2019-10-15   作者:小天   来源:www.twl-link.cn   编辑:天科乐   访问量:314

连接器接触润滑剂可以减少配合力和接触磨损,只有润滑剂可以做到这一点。但是真正的目标是从润滑剂中获得的不仅仅是摩擦/磨损的减少。


对于我们许多人而言,出现润滑剂一词时首先想到的是滑腻的东西,机油,WD40或硅脂,它们都不适合用于连接器。

基本接触完成类型

您将回想起连接器中使用的两种基本接触处理类型:高贵,以金/镍镀层为代表;非贵金属,以锡涂层为代表,无论是镀层还是通过受控暴露于液态金属源(例如热风平整锡(HALT))来施加。可以预期,对于贵金属和非贵金属应用,对润滑剂的要求和从润滑剂中获得的益处以及因此润滑剂的配方是不同的。

镀金表面通常用于要求更高的应用的连接器中,例如要求高性能/可靠性或高引脚数的连接器。高性能/可靠性要求低且稳定的接触电阻,而高引脚数则需要低且受控的配合力。在这种情况下,接触润滑剂必须提供腐蚀保护以提高电阻稳定性,并减少摩擦以减小连接器的配合力。作为信息的地基,金和锡涂层的摩擦系数分别在0.30.7的范围内。润滑的连接器可以在0.1的范围内,这是显着降低的原因,这是降低配合力和降低磨损率的根源。

腐蚀类型

在腐蚀方面,镀金或镀镍连接器的腐蚀源是铜合金弹簧材料,它们易受多种腐蚀机制的影响。接触润滑剂可在接触区域附近的镀层和裸露的铜合金中的孔位上提供保护层。中的细小缺陷随着镀层厚度的增加而减少,镀层中的细小缺陷可能使铜暴露在其底部。一些连接器是预镀的,这意味着在最终冲压操作之前,镍/镍上的金会被施加到插头和插座的触点上。这将导致在匹配的接触区域附近出现裸铜合金边缘。

锡涂层易受其他腐蚀机制的影响,即微动腐蚀。微动是指由于机械(振动/冲击)或热(热膨胀失配)驱动力而发生的小到几微米到几微米的小范围运动。腐蚀是由于微动运动在接触界面上积聚的氧化锡磨损碎屑。磨损碎屑的堆积会导致接触电阻随时间增加,增加的速度取决于发生的微动运动的次数。

微不足道的腐蚀降解可在少至数千次事件中导致高电阻。接触润滑剂在锡表面处理中的主要目的是减少微动腐蚀的可能性。接触润滑剂可以通过两种方式执行此功能:通过提供保护层以减少腐蚀的可能性,并通过减少在每个微动循环中发生的磨损(因此减少易被氧化的磨损碎屑的数量)。

为完整起见,我必须注意,当镍金磨损穿上时,镍饰面上的金闪光(镀金厚度在0.1微米范围内)变得易于出现微动腐蚀降解,从而暴露出易于微动腐蚀的镍底板。

非导电润滑剂

实际上,接触润滑剂可以自由地施加到导体上,因此必须是非导电的。在这种情况下如何创建所需的金属对金属接触界面?在配合过程中,插塞触头在插座触头上滑动,并且触头润滑剂提供了一层减小摩擦系数和磨损过程的层,从而可降低所需的配合力和磨损。当插头停在插座的配合区域时,接触润滑剂会移位,因为这两个表面相互变形以形成所需的金属对金属界面。

下图以微尺度显示了接触界面的结构。在此范围内,所有表面都是粗糙的,并且仅在表面上彼此接近的高点处发生表面变形。产生的实际金属接触面积通常约为百分之几。该表面的其余部分由可容纳位移的接触润滑剂的凹坑组成。谷部相互连接,这意味着各个金属与金属的接触区域通过接触润滑剂有效地与外部环境隔离。这样可在金和锡表面连接器中提供所需的腐蚀保护。



如上所述,金和锡的表面处理剂配方不同。金润滑剂通常基于全氟聚醚(PFPE)或聚苯醚(PPE)。锡润滑剂通常是基于烃的。这些根本不同的碱在温度能力和环境稳定性方面具有不同的特性。

必须同时考虑高温和低温暴露。高温会影响基材的降解和蒸发速率。高温能力范围为120°250°CPFPE基材在低于20°C的温度下会出现凝胶或固化问题。尽管存在这种担忧,PFPE在汽车应用中已成功使用了几年。

其他一些想法:

一个经常表达的评论是润滑剂会吸引灰尘。显然,润滑剂不能吸引灰尘,但有些润滑剂可能会保留灰尘。尚不清楚游离保留粉尘是否会对性能造成更大影响。

连接器可以进行预润滑,但在某些情况下,产品组装过程中可能会使用润滑剂。在这种情况下,润滑剂是一个额外的组装步骤,可能会引起连接器上润滑剂的存在和数量问题。

一些润滑剂是硅树脂基的,由于挥发性高,不建议在连接器应用中使用。有机硅膜可能会沉积在接触面上,并且有报道称有机硅会转变为二氧化硅和氧化硅,这种情况下二氧化硅颗粒会干扰继电器的性能-在连接器中不太可能出现,但是为什么要抓住机会呢?

我个人的观点是,连接器设计不充分,例如接触力或镀层厚度不足的连接器,不能通过接触润滑剂保存。但是,选择合适的接触润滑剂*无疑可以提高正确设计的连接器的性能和可靠性,尤其是在恶劣的化学环境中。


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