一种不锈钢外壳铜接触件玻烧的插头及水密连接器制造技术

本发明专利技术公开了一种不锈钢外壳铜接触件玻烧的插头及水密连接器，第一插针接触件和第二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】
一种不锈钢外壳铜接触件玻烧的插头及水密连接器


[0001]本专利技术涉及水下使用的连接器，特别是一种不锈钢外壳铜接触件玻烧的插头及水密连接器。

技术介绍

[0002]随着舰船、潜航器行业的高速发展，其对水密玻烧连接器的电性能、密封性能的可靠性、电磁兼容性、使用体验等要求日益增高，常规的不锈钢水密玻烧连接器，玻璃烧结用的插针接触件为铁镍膨胀合金或可伐合金，图1所示常规的玻璃烧结产品插针接触件材料为铁镍膨胀合金，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。常规的不锈钢水密玻烧连接器大多只有插座玻烧，插头不玻烧，则插头轴向不具有密封性，难以满足有些设备对轴向密封要求高的需求，又因插合面密封圈位置设计因素导致密封连接器插合时气压过大，引起插合困难，不仅使产品连接不到位，还影响适用体验，同时插头尾部与电缆衔接部分要么设计过于复杂（尾部有内外两层结构，内部一层处理总屏蔽，外面一层起连接压紧或密封、保护作用），使零件较多、成本较高；要么就是电磁兼容性较差，没有处理总屏蔽的内部一层。
[0003]玻烧连接器的载流能力、温升（发热）、接触电阻主要由接触件的材料决定，而零件（外壳、插针接触件、玻璃安装板）之间材料膨胀系数的适配性、玻烧工艺和涂覆工艺影响着产品常态下的绝缘电阻和外观质量。
[0004]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”，产品一般由插针接触件、玻璃安装板和外壳在烧结炉里经940℃～1000℃的高温烧结，处于最高温时插针接触件和外壳不能熔化，玻璃需熔化，处于熔融状态玻璃与插针接触件和外壳结合成一体，形成玻烧组件，玻烧组件经过涂覆工艺将插针接触件镀上金，形成玻烧成品。成品需具有可靠的耐水压能力，且绝缘电阻和外观质量满足要求。
[0005]目前连接器行业领域插针接触件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接触件材料采用纯铜或青铜黄铜等铜合金，需玻烧的连接器插针接触件材料采用铁镍膨胀合金或可伐合金。需玻烧的连接器插针接触件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，主要难点在于插针接触件材料的选用、玻璃粉的选用、玻璃烧结工艺及后续的涂覆工艺。
[0006]原因如下：1）如果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，不锈钢材料熔化温度在1300℃以上。插针接触件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。插针接触件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
针接触件不复存在。
[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；3）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，玻璃和插针接触件之间产生裂纹，不仅影响水密性能，还使产品的绝缘电阻下降至不合格；4）水密玻烧产品的外壳是不锈钢，烧结后外壳有一层氧化层，常规工艺烧结后需经过涂覆工艺中高锰酸钾等溶液煮氧化皮的工序将其疏松，然后经过酸洗去掉，再对插针接触件镀金，而由于铜膨胀合金材料不能在高锰酸钾等溶液中煮氧化皮，也不能耐酸性溶液，一旦接触这两个溶液，插针接触件表面会变得特别粗糙，粗糙度远大于插针接触件粗糙度（Ra≤0.8）的要求。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种不锈钢外壳铜接触件玻烧的插头及水密连接器。
[0009]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种不锈钢外壳铜接触件玻烧的插头，包括不锈钢材质制成的插座壳体、第一插针接触件和第一玻璃绝缘子，插座壳体、第一插针接触件和第一玻璃绝缘子通过玻烧工艺烧结并形成第一玻烧组件，插座壳体的内腔通过第一玻璃绝缘子分割成两个腔体，其中一腔体内安装有第一安装板，第一安装板内安装有插孔组件，第一插座接触件的一端与插孔组件插接，另一腔体内安装有第二安装板，第一插座接触件的另一端穿过第二安装板，第一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
×
10
‑6/K，熔化温度2000℃以上，第一玻璃绝缘子的玻璃粉的膨胀系数为8.0
×
10
‑6/K～9.9
×
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‑6/K，第一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，按照第一玻璃绝缘子的尺寸、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14h～16h；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；S7：涂覆，用橡胶保护套将插针接触件的基材保护起来，然后对插针接触件的接触部分进行镀金，然后将外壳的氧化层用喷丸喷掉，然后再经过酸洗，去掉外表表层。
[0010]可选的，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：2.5h～2.7h，然后再加热到300℃～330℃，保温时间为：6.5h～7.5h，然后再加热到380℃～400℃，保温时间为：2h～2.2h，然后再加热到420℃～450℃，保温时间为：1h～1.2h，然后再加热到480℃～520℃，保温时间为：1h～1.2h，然后再加热到530℃～550℃，保温时间为：1h～1.2h。
[0011]可选的，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℃～550℃，保温时间为：1.2h～1.6h，然后再加热到620℃～650℃，保温时间为：1.2h～1.6h，然后再加热到690℃～730℃，保温时间为：2.4h～3.2h。
[0012]可选的，玻璃坯的玻化的次数为四次，每玻化一次必须将玻璃坯翻面，每本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不锈钢外壳铜接触件玻烧的插头，其特征在于：包括不锈钢材质制成的插座壳体、第一插针接触件和第一玻璃绝缘子，所述插座壳体、所述第一插针接触件和所述第一玻璃绝缘子通过玻烧工艺烧结并形成第一玻烧组件，所述插座壳体的内腔通过所述第一玻璃绝缘子分割成两个腔体，其中一腔体内安装有第一安装板，所述第一安装板内安装有插孔组件，所述第一插座接触件的一端与插孔组件插接，另一腔体内安装有第二安装板，所述第一插座接触件的另一端穿过所述第二安装板，所述第一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，所述第一玻璃绝缘子的玻璃粉的膨胀系数为8.0
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‑6/K～9.9
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‑6/K，所述第一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，按照第一玻璃绝缘子的尺寸、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14h～16h；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；S7：涂覆，用橡胶保护套将插针接触件的基材保护起来，然后对插针接触件的接触部分进行镀金，然后将外壳的氧化层用喷丸喷掉，然后再经过酸洗，去掉外表表层。2.根据权利要求1所述的一种不锈钢外壳铜接触件玻烧的插头，其特征在于：所述步骤S2中，排蜡时，网带排蜡玻化炉先加热到240℃～260℃，保温时间为：2.5h～2.7h，然后再加热到300℃～330℃，保温时间为：6.5h～7.5h，然后再加热到380℃～400℃，保温时间为：2h～2.2h，然后再加热到420℃～450℃，保温时间为：1h～1.2h，然后再加热到480℃～520℃，保温时间为：1h～1.2h，然后再加热到530℃～550℃，保温时间为：1h～1.2h。3.根据权利要求1所述的一种不锈钢外壳铜接触件玻烧的插头，其特征在于：所述步骤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℃～550℃，保温时间为：1.2h～1.6h，然后再加热到620℃～650℃，保温时间为：1.2h～1.6h，然后再加热到690℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：周娟，张强，钟宇，刘月，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：