一种用于割草机的连接器制造技术

本发明专利技术涉及一种连接器，具体涉及一种用于割草机的连接器，属于合金材料技术领域。包括主轴，主轴顶端端面为弧形面，主轴底端端面为平面，在主轴的中部径向向外延伸形成有一柱形环，在主轴上具有一锥形环，锥形环位于主轴底端和柱形环之间，锥形环的外径由主轴底端朝主轴顶端逐渐增大，该连接器由三维编织碳纤维/锡磷青铜复合材料制成，所述复合材料包括体积百分比含量分别为5-10％的三维编织碳纤维和90-95％的锡磷青铜。本发明专利技术的连接器同时具有碳纤维及锡磷青铜两种材料的优点，通过两者的配比及特定的制备方法，在不降低连接器导电性的同时，提高连接器的强度、硬度等机械性能，以及耐磨、抗热疲劳性、抗应力松弛性能等，提高连接器的工作效率和寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种连接器，具体涉及一种用于割草机的连接器，属于合金材料技术 领域。
技术介绍
连接器是电子工程中常见的一种部件，它的作用非常单纯:在电路内被阻断处或 孤立不通的电路之间，架起沟通的桥梁，从而使电流流通，使电路实现预定的功能。连接器 是电子设备中不可缺少的部件，顺着电流流通的通路观察，总会发现有一个或多个连接器。 连接器形式和结构是千变万化的，随着应用对象、频率、功率、应用环境等不同，有各种不同 形式的连接器。例如，球场上点灯用的连接器和硬盘驱动器的连接器，以及点燃火箭的连接 器是大不相同的。但是无论什么样的连接器，都要保证电流顺畅连续和可靠地流通。而现有 技术中的连接器基本由金属(如铜合金、铝合金等)制成，尽管导电性能较好，但是连接器的 强度，尤其是热疲劳抗性较为一般，严重影响了连接器的使用，大大降低了连接器的使用效 率和使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一热疲劳抗性好、强度高、 使用效率高的用于割草机的连接器。 本专利技术的上述目的通过如下技术方案实现：一种用于割草机的连接器，所述连接 器包括主轴，主轴顶端端面为弧形面，主轴底端端面为平面，在主轴的中部径向向外延伸形 成有一柱形环，在主轴上具有一锥形环，锥形环位于主轴底端和柱形环之间，锥形环的外径 由主轴底端朝主轴顶端逐渐增大，所述的连接器由三维编织碳纤维/锡磷青铜复合材料制 成，所述三维编织碳纤维/锡磷青铜复合材料包括体积百分比含量分别为5-10%的三维编 织碳纤维和90-95 %的锡磷青铜。 因碳纤维具有较高的强度、韧性、抗冲击性、耐疲劳性和较好的热点性能，抗拉强 度和拉伸弹性模量远远超过了锡磷青铜合金，碳纤维的加入不仅大幅度提高了复合材料的 导电性能和导热性能，还大大提高了复合材料的力学性能，尤其是提高了复合材料承受外 力作用的能力，大幅度提高了复合材料的拉伸强度、弯曲强度、耐热性等。将三维编织碳纤 维与锡磷青铜合金制成复合材料，使复合材料具有优异的整体受力性能，使用该复合材料 制成的连接器，可以进一步提高连接器的导电性能、机械性能和力学性能等，使用时不易发 生变形损坏。同时，碳纤维的高导热性和低热膨胀性可使连接器表层金属受热程度降低，从 而减小连接器的热疲劳倾向性，延长连接器的使用寿命。另外，碳纤维密度小，减轻了连接 器的重量，使用更加方便、便捷，且碳纤维的抗化学腐蚀性增强了复合材料的耐用性。 在复合材料中若三维编织碳纤维在复合材料中含量过少，起不到较好的增强作 用，但若含量过多，外观变差，表面浮纤较严重，综合性能难以得到有效提高，因此如何材料 以锡磷青铜为主体，添加5-10%的三维编织碳纤维形成综合性能较好的三维编织碳纤维/ 锡磷青铜复合材料，并用来制成本专利技术用于割草机的连接器，进而提高连接器的综合性能， 尤其是提高连接器的热疲劳抗性，进而提高连接器的工作效率和使用寿命。 在上述用于割草机的连接器中，锥形环的最大外径与柱形环的外径相等。 在上述用于割草机的连接器中，所述锡磷青铜由以下重量百分比的成分组成:Zn: 2.7-3.3% ,Sn:3.5-4.5% ,P：0.01-0.03% ,Fe:0.01-0.05% ,Ni ：0.5-1 % ,Si ：0.05-0.1 % , 稀土元素：0.1-0.5%，卩13<0.02%，厶1<0.002%，513<0.002%，81<0.002%，余量为〇1以 及不可避免的杂质元素。 现有技术中锡磷青铜合金中Sn的含量大约在6-7%，含量较高，合金的强度和弹性 等性能优良，但是，由于Sn含量过高，且随着Sn含量的增加，合金的导电性能急剧下降。而 且，随着温度的升高，合金的抗应力松弛性能也会出现下降。因此，本专利技术在现有锡磷青铜 合金的基础上，降低了 Sn元素的含量，使合金具有优良的导电性、抗应力松弛能力等。同时， 本专利技术通过调整其它元素的含量。并添加了 Zn、Ni、Si和稀土元素，以提高锡磷青铜合金的 强度、硬度等机械性能。因为，Zn在锡磷青铜合金中固溶度较大，在锡磷青铜合金中添加了 Zn元素，可以对锡磷青铜合金起到固溶强化作用。而Ni元素可以提高合金的强度、韧性以及 抗应力腐蚀开裂能力。Si元素也能提高合金的强度、硬度等性能。此外，Si元素与合金中存 在的少量Pb元素可以起到协同作用，还可以减小合金的摩擦因数。 而稀土元素则可以使本专利技术锡磷青铜合金铸造组织枝晶网格变细小，变形退火后 晶粒组织明显细化。而且，添加稀土元素还可以净化合金，消除其杂质的有害作用，并能与 铜生成CuCeP金属间化合物，呈点状弥散分布在晶界或晶内，细化了合金组织，还能显著提 高合金基体中的位错密度，从而有效地提高锡磷青铜合金的硬度，增强了合金的耐磨性。其 中，本专利技术稀土元素进一步优选由Ce和Sc按质量比为(1.3-1.5): 1组成。 此外，与现有技术相比，本专利技术降低了P元素的含量，一方面可以避免合金在铸造 时容易发生偏析现象，影响塑性等性能。另一方面，本专利技术微量的P元素和合金中存在的微 量的Fe元素，可以形成Fe 2P,可以在不降低合金的导电性的同时，还能改善合金的强度和抗 应力松弛性能。 作为优选，所述锡磷青铜由以下重量百分比的成分组成:211:2.8-3.2%，511 :3.8-4.2%，P:0.015-0.025%，Fe :0.02-0.04%，Ni :0.6-0.8%，Si :0.06-0.08%，稀土元素： 0.2-0.4%，Pb<0.02%，厶1<0.002%，513<0.002%，81<0.002%，余量为〇1以及不可避免 的杂质元素。 在上述用于割草机的连接器中，所述三维编织碳纤维为碳纤维通过三维五向混编 而成，编织角为20-35度。碳纤维具有优良的可编织性，编织角为20-35度的预制件的稳定性 好，制成的复合材料整体性能较优良。 作为优选，所述碳纤维的表面涂覆有一层SiC涂层，SiC涂层的厚度为0.6-1.2μπι。 由于碳纤维和锡磷青铜的模量相差很大，在复合材料的制备过程中，液体金属对碳纤维的 润湿性很差，碳纤维与合金钢的界面是以机械结合为主的物理结合，界面既无扩散也无化 学反应。这种界面结合较弱，其横向剪切强度较小，限制了材料强度的提高。而SiC在与锡磷 青铜恪成的金属液接触时，在碳纤维表面与锡磷青铜中的还原性金属发生反应生成Si，Si 与锡磷青铜中Cu的浸润性大大优于Cu与碳纤维的浸润性，因此本专利技术在碳纤维的表面涂覆 有一层SiC涂层以增加二者的浸润性，提高了液体金属对碳纤维的浸润和界面的稳定性。 作为优选，采用物理溅射法在碳纤维上涂覆SiC，当希望涂层表面粗糙，增加与基 体的润湿性和结合力时，可选用直流溅射。物理溅射法的原理为真空室内带有一定能量的 Ar+粒子轰击阴极靶材-Si C板，从S i C板上轰击出S i C分子，溅射出的带有高能量的S i C分子 沉积在碳纤维上，形成SiC涂层。一般通过化学气相沉积得到的SiC涂层会影响纤维的强度 及拉伸性能，但本专利技术碳纤维通过物理溅射法后形成厚度为0.6-1.2μπι的SiC涂层，不但未 降低纤维的强度及拉伸性能，反而可以提高碳纤维的拉伸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于割草机的连接器，其特征在于，所述连接器包括主轴，主轴顶端端面为弧形面，主轴底端端面为平面，在主轴的中部径向向外延伸形成有一柱形环，在主轴上具有一锥形环，锥形环位于主轴底端和柱形环之间，锥形环的外径由主轴底端朝主轴顶端逐渐增大，所述的连接器由三维编织碳纤维/锡磷青铜复合材料制成，所述三维编织碳纤维/锡磷青铜复合材料包括体积百分比含量分别为5‑10％的三维编织碳纤维和90‑95％的锡磷青铜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨继波，
申请(专利权)人：宁波市鄞州永佳连接器件厂普通合伙，
类型：发明
国别省市：浙江;33