一种铜接触件玻烧的钛合金插座制造技术

本发明专利技术公开了一种铜接触件玻烧的钛合金插座，玻璃绝缘子、插针接触件和插座外壳通过玻烧工艺烧结成玻烧组件，插针接触件为铜膨胀合金材料制成，其膨胀系数为8.0

【技术实现步骤摘要】
一种铜接触件玻烧的钛合金插座


[0001]本专利技术涉及水下密封连接器，特别是一种铜接触件玻烧的钛合金插座。

技术介绍

[0002]随着舰船行业的高速发展，其对水密连接器的电性能、密封性能要求日益增高，传统的钛合金水密连接器插座或插座不玻烧，不玻烧的插座或插座不具有轴向密封性，一旦插座插座插合面外层密封失效漏水，由于插座或插座的不具有轴向水密封作用，水会直接进入或者通过水密缆进入设备内部，设备不能正常运行甚至因进水过多沉没，造成舱内人员和内部设备的损失。传统水密连接器在插合端和安装端密封设计2道或1道O型密封圈进行密封，水密封密封寿命相对较短，密封可靠性相对较低，对水密封要求高的领域以及设备寿命要求长的地方难以应用，密封圈数量越少，随着使用时间的增加失效概率越大，舱内人员和内部设备面临的风险就越大。传统的玻烧连接器，玻璃烧结用的插针为铁镍膨胀合金或可伐合金，见图1产品插针材料为可伐合金，电性能较铜膨胀合金差，主要表现为载流能力低、温升高（发热高）、接触电阻大，且铁镍膨胀合金或可伐合金材料具有磁性，易影响精密设备仪器的正常使用。
[0003]连接器的载流能力、温升（发热）、接触电阻主要由接触件的材料性质决定，而玻烧连接器零件（外壳、插针、玻璃安装板）之间材料膨胀系数的适配性、玻烧工艺以及后续的涂覆工艺影响着产品常态下的绝缘电阻。
[0004]目前连接器行业领域插针材料采用常规且成熟的纯铜、青铜、黄铜等铜合金、铁镍膨胀合金或可伐合金材料，不需玻烧的连接器插针材料采用纯铜或青铜黄铜等铜合金，需玻烧的连接器插针材料采用铁镍膨胀合金或可伐合金。需玻烧的连接器插针为什么采用铁镍膨胀合金或可伐合金而不是纯铜或青铜黄铜等铜合金材料，主要难点在于插针材料的选用与玻璃粉和玻璃烧结工艺的适配性。
[0005]钛合金水密连接器领域采用的常规且成熟的玻璃烧结工艺为“高温烧结工艺”，产品一般由插针、玻璃安装板和外壳在烧结炉里经940℃～1000℃的高温烧结，处于最高温时插针和外壳不能熔化，玻璃需熔化，处于熔融状态玻璃与插针、外壳结合成一体，形成玻烧组件，玻烧组件经过常规的涂覆工艺将插针镀上金，形成玻烧成品。成品需具有可靠的耐水压能力，且绝缘电阻满足要求，而行业内之所以没有玻烧连接器采用铜插针接触件玻烧技术，主要难点在于插针接触件材料的选用、玻璃粉的选用、与之适配的玻璃烧结技术。
[0006]原因如下：1）如果连接器采用常规且成熟的高温烧结工艺，烧结温度一般在940℃～1000℃，纯铜材料熔化温度约1083℃，青铜、黄铜等铜合金材料熔化温度在700℃～800℃，铁镍膨胀合金或可伐合金熔化温度在1400℃以上，钛合金材料熔化温度在1600℃以上。插针如果采用纯铜或铜合金材料高温烧结时会软化甚至熔化，而铁镍膨胀合金或可伐合金不会软化或熔化。插针材料一旦软化那么则要变形，尺寸和外形都不再符合要求；一旦熔化则插针不复存在。
[0007]2）如果要用纯铜或铜合金材料进行玻烧，又要使其不软化，那么需采用低温烧结工艺，烧结温度一般在400℃～600℃，纯铜或铜合金材料不会熔化，那么需要采用与之匹配的低温烧结玻璃，常规低温玻璃烧结后的玻烧组件玻璃不耐后续的涂覆工艺，在水或酸碱涂覆液溶液中部分玻璃会溶解在涂覆液中，品质不可控，会导致耐水压性能不可靠、绝缘电阻降低等缺陷，烧结的产品质量和可靠性极大地降低。
[0008]而随着连接器的使用，特别是水下连接器的使用，对产品的电性能的要求更高，而现有的铁镍膨胀合金或可伐合金具有较强的磁性，会影响某些高精度设备和仪器的正常工作，从而造成磁性干扰的问题，为了解决水下连接器的电性能问题和磁性干扰的问题，专利技术人经过长期的研究，寻找了一种耐高温的铜膨胀合金用作插针的材料，以及钛合金用作壳体材料，但是这些材料采用现有的玻烧工艺烧结后的玻烧组件，其密封性、电性能等达不到连接器使用的要求，经过专利技术人的长期研究发现，造成玻烧组件不达标的原因如下：1、接触件的材料与现有玻璃粉的膨胀系数不匹配，而膨胀系数不匹配，在烧结工序的最后降温阶段会因为膨胀系数不匹配，两者的收缩尺寸不一致，玻璃和金属之间会产生裂纹，不仅影响密性能造成漏水或漏气，还使产品的绝缘电阻下降甚至不合格；2、除蜡不尽，烧结后的玻璃体内部和表层均有气泡，产品绝缘性能不合格；3、玻璃坯外形变形量较大，组装不了。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种铜接触件玻烧的钛合金插座。
[0010]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种铜接触件玻烧的钛合金插座，包括玻璃绝缘子、插针接触件和插座外壳，玻璃绝缘子、插针接触件和插座外壳通过玻烧工艺烧结成玻烧组件，且插座外壳的内腔通过玻璃绝缘子分割成两个腔体，其中一个腔体内安装有第一安装板，插针接触件的一端穿过第一安装板，且第一安装板与玻璃绝缘子抵接，另一腔体内安装有第二安装板，插针接触件的另一端穿过第二安装板，且第二安装板与玻璃绝缘子抵接，插针接触件为铜膨胀合金材料制成，其膨胀系数为8.0
×
10
‑6/K～10.0
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‑6/K，熔化温度2000℃以上，所述插座外壳为钛合金材质制成，其膨胀系数为8.0
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‑6/K～10.0
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‑6/K，所述玻璃绝缘子的玻璃粉的膨胀系数为5.0
×
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‑6/K～7.0
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‑6/K，玻烧组件的烧结工艺包括以下步骤：S1：压制玻璃坯：将选好的玻璃粉放入推坯机中，按照玻璃绝缘子的尺寸、重量压制玻璃粉，得到玻璃坯；S2：排蜡，用粗纱手套将摆放好玻璃坯的板放在网带排蜡玻化炉进行排蜡，排蜡阶梯温度室温～550℃，排蜡时间为40h～48h；S3：玻化，将排好蜡的玻璃坯放置在网带玻化炉进行玻化，玻化阶梯温度室温～730℃，玻化的总时间为12h
‑
16h；S4：组装，用石墨模将玻化后的玻璃坯固定，然后将插针接触件、外壳与玻璃坯组装在一起，形成待烧结组件；S5：烧结，将组装好的待烧结组件放置于烧结炉中，烧结温度为940℃～1100℃，烧结时间为15min～60min；S6：卸模，将石墨模拆卸，得到烧结组件。
[0011]可选的，在步骤S2中，排蜡时，网带排蜡玻化炉先加热到240℃～260℃，保温时间
为：6h～7h，然后再加热到300℃～330℃，保温时间为：22h～24h，然后再加热到380℃～400℃，保温时间为：4h～5h，然后再加热到420℃～450℃，保温时间为：2h～3h，然后再加热到480℃～520℃，保温时间为：2h～3h，然后再加热到530℃～550℃，保温时间为：4h～6h。
[0012]可选的，在步骤S3中，网带玻化炉先加热到240℃～260℃，保温时间为：1.2h～1.6h，然后再加热到300℃～330℃，保温时间为：3.6h～4.8h，然后再加热到400℃～470℃，保温时间为：1.2h～1.6h，然后再加热到500℃～55本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铜接触件玻烧的钛合金插座，其特征在于：包括玻璃绝缘子、插针接触件和插座外壳，所述玻璃绝缘子、插针接触件和插座外壳通过玻烧工艺烧结成玻烧组件，且所述插座外壳的内腔通过玻璃绝缘子分割成两个腔体，其中一个腔体内安装有第一安装板，所述插针接触件的一端穿过所述第一安装板，且所述第一安装板与所述玻璃绝缘子抵接，另一腔体内安装有第二安装板，所述插针接触件的另一端穿过所述第二安装板，且所述第二安装板与所述玻璃绝缘子抵接，所述插针接触件为铜膨胀合金材料制成，其膨胀系数为8.0
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‑6/K～10.0
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‑6/K，熔化温度2000℃以上，所述插座外壳为钛合金材质制成，其膨胀系数为8.0
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‑6/K～10.0
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‑6/K，所述玻璃绝缘子的玻璃粉的膨胀系数为5.0
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‑6/K～7.0
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‑6/K，所述玻烧组件的烧结工艺包括以下步骤：S1：压制玻璃坯：将选好的玻璃粉放入推坯机中，按照玻璃绝缘子的尺寸、重量压制玻璃粉，得到玻璃坯；S2：排蜡，用粗纱手套将摆放好玻璃坯的板放在网带排蜡玻化炉进行排蜡，排蜡阶梯温度室温～550℃，排蜡时间为40h～48h；S3：玻化，将排好蜡的玻璃坯放置在网带玻化炉进行玻化，玻化阶梯温度室温～730℃，玻化的总时间为12h
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16h；S4：组装，用石墨模将玻化后的玻璃坯固定，然后将插针接触件、外壳与玻璃坯组装在一起，形成待烧结组件；S5：烧结，将组装好的待烧结组件放置于烧结炉中，烧结温度为940℃～1100℃，烧结时间为15min～60min；S6：卸模，将石墨模拆卸，得到烧结组件。2.根据权利要求1所述的一种铜接触件玻烧的钛合金插座，其特征在于：在步骤S2中，排蜡时，网带排蜡玻化炉先加热到240℃～260℃，保温时间为：6h～7h，然后再加热到300℃～330℃，保温时间为：22h...

【专利技术属性】
技术研发人员：周娟，钟宇，刘月，张强，李林，张勇强，闫军，
申请(专利权)人：四川华丰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：