一种接触元件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种接触元件，包括插针以及与插针匹配的插孔组件；插针包括插针体和绝缘帽，绝缘帽设置于插针体前端；插孔组件包括插孔体和环簧，环簧设置于插孔体前端内部，环簧截面为椭圆形，且有向内的弧度，弧度为60°；环簧包括簧丝和固定簧丝的支架卡圈。其制备方法包括以下步骤：（1）绕簧；（2）清洗；（3）电镀；（4）焊接；（5）装配。该接触元件机械寿命长，高达10000次插拔，可广泛用于插拔频繁领域、耐冲击振动等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于接触元件
，具体涉及一种接触元件及其制备方法。
技术介绍
新能源电动汽车上为实现电气传输和控制需要使用大量具备耐冲击振动的大电流连接器，电动汽车的大电流连接器主要由接触元件、壳体、绝缘体及附件四大部分组成。其中，接触元件是大电流连接器完成电气连接功能的关键核心零件，接触元件的好坏直接影响到汽车的安全性能，同时在与电动汽车配套的充电桩及充电枪中所需的大电流连接器要求机械寿命在10000次以上，而传统连接器的机械寿命一般是1000次，这对大电流连接器的接触元件提出了更高的技术要求。目前，连接器行业的接触元件主要部件为以下方式：1、密绕线簧，其工艺过程为：（1）采用QSn6.5-0.1的丝电镀Ni2/Ag3-5；（2）利用工装制具在薄壁套上以15度左右的斜度人工穿丝密绕，这样在套壁与丝之间形成很小的间隙作弹性；（3）将丝套压入插孔体；（4）铆接使丝套与插孔体为一体。密绕线簧可满足大电流及冲击振动的要求，但人工绕制丝套一致性难以控制，生产效率低，需培养熟练工人，生产成本高。2、插孔劈槽式，其工艺过程为：（1）用T2材料加工插孔体；（2）对插孔体进行劈槽6-8个；（3）收口；（4）热处理；（5）电镀；（6）上卡簧（在插孔体外径上3-4道保持卡簧）。能满足大电流及1000次的机械寿命，但成本高，插拔力大；此外，T2导电性和塑性较好，但强度和硬度较差，极易变形，不能完成连接器插拔10000次的要求。3、冠簧，又名柳叶簧，其工艺过程为：（1）用H65或C27000冲压成型，此过程需下死点高的精密冲床，对不同规格都需制作专用模具，前期投入大；（2）热处理，因H65或C27000黄酮带产品生产时退火质量较差，过大电流时易发热，满足不了大电流连接器温升的要求，同时生产运转繁琐，且在生产过程中出现的质量问题也较多；（3）电镀；（4）与插孔体装配。改工艺流程前期投入大，成本高，由于接触点较少能满足200A左右大电流1000次机械寿命的要求，但插拔力较大，对要求10000次以上的机械寿命比较困难。4、簧中簧，其工艺过程为：（1）采用铍青铜丝绕簧；（2）焊接；（3）热处理，此过程在生产过程中退火质量较差，生产运作繁琐；（4）电镀。由于电镀后簧丝之间的间隙小，电镀层一致性差，对导电性能有一定的影响，且在生产过程中出现的质量问题也比较多，其利润不是很理想。因此，目前急需要一种生产成本低，质量稳定，性能优异，可满足大电流及冲击振动要求的接触元件。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供了一种接触元件及其制备方法，可有效解决现有技术中接触元件质量不稳定，性能差，且生产成本高，不能满足大电流及冲击振动要求的问题。为实现上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种接触元件，包括插针以及与插针匹配的插孔组件；插针包括插针体和绝缘帽，绝缘帽设置于插针体的前端，与插针体过盈配合；插孔组件包括插孔体和环簧，环簧设置于插孔体前端内部，环簧截面为椭圆形，且有向内的弧度，弧度为60°；环簧包括簧丝和固定簧丝的支架卡圈，支架卡圈设置于簧丝内部。进一步地，环簧个数可以根据电流大小来设置，如Φ15需设置3个环簧。进一步地，环簧的材质为QSn6.5-0.1-Y2锡青铜。进一步地，环簧的外层镀有Cu/Ep.Ni2Ag5。进一步地，支架卡圈的外径大于插孔体的内径，小于插孔体（5）的外径。一种大电流连接器，包括上述接触元件、安装板、壳体和用于固定壳体和线缆的塑封塑胶；安装板包括第一前安装板、第一后安装板、第二前安装板和第二后安装板；第一前安装板和第一后安装板卡接且设置于接触元件中插针体外周；第二前安装板和第二后安装板卡接且设置于接触元件中插孔体的外周；壳体包括插头壳体和插座壳体；插头壳体固定设置在第二前安装板和第二后安装板外周；插座壳体固定设置在第一前安装板和第一后安装板的外周；线缆卡接于接触元件中插孔体的后端。进一步地，上述大电流连接器还包括限制安装板左右运动的卡圈。进一步地，上述大电流连接器还包括稳固插头和插座的连接套。进一步地，上述大电流连接器还包括密封插座壳体与第二前安装板之间缝隙的密封圈。上述接触元件的制备方法，包括以下步骤：（1）绕簧：以QSn6.5-0.1-Y2锡青铜为材料绕制环簧基体；（2）清洗：将步骤（1）中绕好的簧丝用质量浓度为5%的硫酸清洗，然后放入清水中在超声波条件下清洗，接着在80℃热水中冲洗，最后烘干；（3）电镀：将清洗后的簧丝进行电镀，电镀镍后镀银，电镀镍的厚度为2μm，电镀银厚度为5μm，电镀完毕后进行清洗，先在50-60℃热水中清洗，再在室温下于蒸馏水中进行清洗，最后取出干燥；（4）焊接：向电镀好的簧丝中装入支架卡圈，在工装中进行定型，然后将簧丝、支架卡圈与工装一起置于氮气激光焊接机中焊接，制成环簧；（5）装配：将环簧置于插孔体前端组装成插孔组件，在插针体前端安装绝缘帽，组装成插针，插针和插孔组件匹配，得接触元件。进一步地，步骤（1）中QSn6.5-0.1-Y2锡青铜的导电率≥7.83MS/m。步骤（3）中镀镍过程：以六水合氯化镍和质量浓度为30-33%的盐酸作为电解质，电解质中六水合氯化镍浓度为240g/L，所加盐酸的量达到320mL/L，以镍板作为阳极，簧丝作为阴极，在电流密度为3.5-7.5A/dm2条件下电镀2-4min。步骤（3）中镀银过程：以氯化银和碳酸钾为电解质，电解质中两者浓度分别为30-35g/L和15-30g/L，以银作为阳极，簧丝作为阴极，在电流密度为0.5-2A/dm2条件下电镀5-15min。本专利技术具有以下有益效果：（1）当插针穿过环簧插入插孔体后，环簧会受到插针向外的力和插孔体向内的力而产生弹性变形，使得插针与插孔体通过环簧实现任何状态下的弹性接触，从而保证了电流及信号传输的可靠性；绕制簧丝时，每圈簧丝倾斜60°，焊接后形成径向环簧，其目的是让制得的环簧变形适度；若绕制簧丝时倾斜角度大于60°，插针插入插孔体后会因环簧变形量增大而使插拔力大大增加；当倾斜角度小于60°时，环簧弹性变形量不足，使得插针和插孔体接触不紧密，最终产生过大电流进而导致温升超标。为了保证环簧与插孔体、环簧与插针具有大的接触面积，而不仅仅是点接触，因此将环簧截面绕制成椭圆，保证了过大电流的需求。（2）本专利技术选用QSn6.5-0.1-Y2锡青铜作为绕制环簧基体，其具有高强度、高弹性、耐磨性和抗磁性，在电镀Cu/Ep.Ni2Ag5后可以抵抗10000次插拔不变形，保证大电流接插件的工作性能；具有优良的导电性，电导率≥7.83MS/m，可以保证新能源汽车连接器大电流的要求；在热态和冷态下加工性良好，对电火花有较高的抗燃性，可焊接和纤焊，可切削性良好；在大气、淡水中耐蚀（汽车充电枪座经常暴露在空气中），设计选用的材料性能完全能够保证新能源汽车连接器的使用要求。因QSn6.5-0.1-Y2锡青铜具有优良的冷加工性、导电性和机械性能，并且弹性极限非常高，因此十分符合制作弹性接触元件。（3）接触元件生产工艺简单，生产成本低，生产效率高，合格率高，从生产到成品，材料不需要进行热处理，直接冷加工一次成型。与密绕线簧相比，本设计在绕簧工序上直接使用数控绕簧机，更快更方便，降低了人工穿丝的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接触元件，其特征在于，包括插针（1）以及与插针（1）匹配的插孔组件（2）；所述插针（1）包括插针体（3）和绝缘帽（4），所述绝缘帽（4）设置于插针体（3）的前端，与插针体（3）过盈配合；所述插孔组件（2）包括插孔体（5）和环簧（6），所述环簧（6）设置于插孔体（5）前端内部，环簧（6）截面为椭圆形，且有向内的弧度，弧度为60°；所述环簧（6）包括簧丝（7）和固定簧丝（7）的支架卡圈（8），支架卡圈（8）设置于簧丝（7）内部。

【技术特征摘要】
1.一种接触元件，其特征在于，包括插针（1）以及与插针（1）匹配的插孔组件（2）；所述插针（1）包括插针体（3）和绝缘帽（4），所述绝缘帽（4）设置于插针体（3）的前端，与插针体（3）过盈配合；所述插孔组件（2）包括插孔体（5）和环簧（6），所述环簧（6）设置于插孔体（5）前端内部，环簧（6）截面为椭圆形，且有向内的弧度，弧度为60°；所述环簧（6）包括簧丝（7）和固定簧丝（7）的支架卡圈（8），支架卡圈（8）设置于簧丝（7）内部。2.根据权利要求1所述的接触元件，其特征在于，环簧（6）的材质为QSn6.5-0.1-Y2锡青铜。3.根据权利要求1或2所述的接触元件，其特征在于，环簧（6）的外层镀有Cu/Ep.Ni2Ag5。4.根据权利要求1所述的接触元件，其特征在于，支架卡圈（8）的外径大于插孔体（5）的内径，小于插孔体（5）的外径。5.权利要求1-4任一项所述的接触元件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）绕簧：以QSn6.5-0.1-Y2锡青铜为材料绕制环簧基体；（2）清洗：将步骤（1）中绕好的簧丝用质量浓度为5%的硫酸清洗，然后放入清水中在超声波条件下清洗，接着在80℃热水中冲洗，最后烘干；（3）电镀：将清洗后的簧丝进行电镀，电镀镍后镀...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐明刚，张聪，秦刚，
申请(专利权)人：四川瑞可达连接系统有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51