一种电视闭路连接器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种连接器，尤其涉及一种电视闭路连接器。
【背景技术】
[0002] 连接器是我们电子工程技术人员经常接触的一种部件。它主要起到在电路内被阻 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，使电路实现预定功能的作 用。
[0003] 随着消费电子、汽车电子、通信终端市场的快速增长以及全球连接器生产能力不 断向亚洲及中国转移，亚洲已成为连接器市场最有发展潜力的地方，而中国将成为全球连 接器增长最快和容量最大的市场。
[0004]连接器的主要配套领域有交通、通信、网络、IT、医疗、家电等，配套领域产品技术 水平的快速发展及其市场的快速增长，强有力地牵引着连接器技术的发展。到目前为止，连 接器已发展成为产品种类齐全、品种规格丰富、结构型式多样、专业方向细分、行业特征明 显、标准体系规范的系列化和专业化的产品。
[0005] 总体上看，连接器技术的发展呈现出如下特点:信号传输的高速化和数字化、各类 信号传输的集成化、产品体积的小型化微型化、产品的低成本化、接触件端接方式表贴化、 模块组合化、插拔的便捷化等等。以上技术代表了连接器技术的发展方向，但以上技术并不 是所有连接器都必需的，不同配套领域和不同使用环境的连接器，对以上技术的需求点是 完全不一样的。但是，在不同的应用条件下，都会随着氧化速度、应力松弛和金属间互化物 形成的程度等长期老化过程的进行，导致连接器最终失效。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种机械性能、电气性 能较好，使用寿命久的电视闭路连接器。
[0007] 本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种电视闭路连接器，包括连接器本 体，该连接器本体由三维编织碳纤维/铜合金复合材料制成，三维编织碳纤维/铜合金复合 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%的铜合金。
[0008] 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铜合金，所以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、弯曲强度等。此外，碳纤维通过三维编织 的方法制成预制件后再与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导电性能、机械性能和力学性能优异，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。而且，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。
[0009] 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。因此本发明以铜合金为主体， 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/铜合金复合材料，并 用来制成本发明的连接器，从而使本发明的连接器具有较好的综合性能。
[0010] 在上述的一种电视闭路连接器中，铜合金由以下成分（以质量百分比计)组成:Ni: 2.0-3.5%,Si:0.5-1 % ,Ζη：2.0-2.5% ,Ρ：0.01-0.05% ,Fe：0.01-0.05% ,Zr:0.05-0.3% , 稀土元素:0.1-0.5%，Pb<0.02%，Bi<0.002%，余量为Cu以及不可避免的杂质元素。
[0011] 本发明铜合金的组成成分及其质量百分比配伍合理，保证了铜合金的强度。其中， Zn在铜合金中固溶度较大，本发明高含量的Zn元素可以对铜合金起到固溶强化作用。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，而且，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。
[0012] 本发明铜合金中还含有微量的Zr元素，Zr元素可以在合金中形成细小、弥散分布 的析出相，从而能显著提高合金的显微硬度和再结晶温度，使合金能够满足高强度、高导电 率的性能要求。
[0013] 本发明铜合金中还含有的微量P元素和Fe元素可以形成Fe2P，在不降低合金的导 电性的同时也能改善合金的强度和抗应力松弛性能。
[0014] 此外，本发明铜合金中添加的稀土元素可以使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。在本发明中，稀土元素进一步优选由Ce和Y按质量比为(0.5-2):1组成。因为稀土元素Ce 还能与Cu和P元素生成CuCeP金属间化合物，该金属间化合物呈点状弥散分布在晶界或晶 内，能够细化合金组织，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。而稀土元素Y也可显著细化合金的晶粒，提高合金的强度 和硬度;且添加稀土元素Y后，铜合金基体的结合力增强，耐腐蚀性能得到提高。
[0015]因此，用本发明三维编织碳纤维/铜合金复合材料制备成的连接器不仅具有优异 的强度、硬度、抗应力松弛性等性能，且具有优异的导电率。与锡磷青铜合金制备成的连接 器相比，本发明铜合金制备成的连接器的强度、硬度等性能明显高于锡磷青铜合金制备成 的连接器的强度、硬度等性能，尤其是，本发明铜合金制备成的连接器的导电率是锡磷青铜 合金制备成的连接器的导电率的3倍以上。
[0016] 在上述的一种电视闭路连接器中，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。
[0017] 在上述的一种电视闭路连接器中，碳纤维的表面形成有SiC涂层，SiC涂层的厚度 为0.6-1.2μπι。由于碳纤维和铜合金的模量相差很大，在复合材料的制备过程中，液体铜合 金对碳纤维的润湿性很差，碳纤维与铜合金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在与铜合金熔成的金属液接触时，在碳纤维表面与铜合金中的还原性金属发生反应 生成Si，Si与铜合金中Cu的浸润性大大优于Cu与碳纤维的浸润性，因此本发明在碳纤维的 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。
[0018] 在上述的一种电视闭路连接器中，SiC涂层采用物理溅射法形成在碳纤维上，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-Sic板，从SiC板上轰击出SiC分子，溅射出 的带有高能量的SiC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，但本发明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性能，其 原因在于SiC涂层改善了碳纤维表面的状态，弥补了在制备过程中造成的表面缺陷，从而提 高了复合丝的强度，避免了许多化学气相沉积的不足:如涂覆过程中各种离子对碳纤维的 化学侵蚀，少量游离碳或硅的沉积破坏了SiC沉积的堆积结构，以及涂覆温度高，造成碳纤 维的老化和高的残余应力等总之，物理溅射法涂覆SiC于碳纤维表面是一种低成本、效果好 的涂覆方法。
[0019] 在上述的一种电视闭路连接器中，三维编织碳纤维/铜合金复合材料通过如下制 备方法制得:将表面形成有SiC涂层的碳纤维通过三维五向混编制成三维编织碳纤维，将三 维编织碳纤维固定在模具后浇入由铜合金熔炼而成的金属液体，得到三维编织碳纤维/铜 合金复合材料半成品，将半成品先保压，然后取出进行热处理即可得三维编织碳纤维/铜合 金复合材料。由于三维编织碳纤维的柔软性，很难形成稳固的支架，因此在浇入金属液时， 需要先将三维编织碳纤维固定在模具中，然后再浇入金属液，浇入的速度应不缓不急，使金 属液充分填充到碳纤维骨架中。
[0020] 在上述的一种电视闭路连接器中，保压压力为0.12-0.16MPa，保压时间为15-25min。由于保压压力的增加，增压速度也是增加的，增压速度的增大，有利于复合材料凝固 部位的及时补缩，进一步提高复合材料的质量。
[0021] 在上述的一种电视闭路连接器中，热处理为先在520-560°C下保温2-3h，然后在 600-630°C下保温l_2h。本发明通过两梯度的热处理，先通过第一梯度的热处理提升复合材 料的性能，然后通过后一梯度的热处理再进行巩固，使性能更稳定。
[0022]本发明三维编织碳纤维/铜合金复合材料通过普通成型工艺即可制成本发明电视 闭路连接器，如冷态锻造成型、铸造成型等。
[0023] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0024] 1、本发明电视闭路连接器由三维编织碳纤维/铜合金复合材料制成，同时具有碳 纤维及铜合金两种材料的优点，通过两者的配比，大幅度提高了连接器的导电性能、导热性 能和力学性能。
[0025] 2、本发明制备连接器的三维编织碳纤维/铜合金复合材料中合理配伍了铜合金的 组分，使铜合金具有优异的强度、硬度、抗应力松弛性等性能，且具有优异的导电率，导电率 是锡磷青铜合金导电率的3倍以上。
[0026] 3、本发明制备连接器的三维编织碳纤维/铜合金复合材料中的碳纤维不仅在表面 涂覆SiC涂层，还通过三维五向混编而成，提高了液体金属对碳纤维的浸润和界面的稳定 性，进一步提尚复合材料的综合性能。
[0027] 4、本发明制备连接器的三维编织碳纤维/铜合金复合材料的制备方法中先将三维 编织碳纤维固定在模具中，然后再浇入金属液，使金属液充分填充到碳纤维骨架中，再通过 对复合材料进行合适的保压及阶梯式的热处理，进一步提高复合材料的综合性能，尤其是 提高复合材料的强度和热疲劳抗性。
【附图说明】
[0028]图1为本发明电视闭路连接器的结构示意图。
[0029] 图中：1、