航天超微距连接器用铍铜合金丝的制备与应用.docxVIP

科修易财富 科修易财富 科学应用 万方数据 万方数据 航天超微距连接器用被铜合金丝的制备与 朱兴水朱云芳 （浙江泰仑电力集团有限责任公司） 超微距高可靠性连接器是现代航天、航空电器中重要电子器件，接触 件是连接器完成电连接功能的核心部件，是由高强高弹钺铜合金材料加 工而成，目前此类材料主要依靠进口美国、日本。据统计，目前国内军用备 种连接器市场规模大概100亿元，其中航天航空占了 30%fc右，市场空间 大。本文主要探讨超微距连接器用被铜合金丝材制备加工热处理过程的 生产瓶颈问题，突破合金材料生产过程中焰体沽净化及锭坯缺陷控制、细 品均质化调控、超细合金丝材的连续化制备加工技术共性技术，实现高品 质被铜合金材料的稳定化和自主化生产，产品性能与国外同类产品性能 相媲美，对于提高现有产品技术水平、打破进口依赖，提升航空航天用铜 合金产品的自主保障能力具有垂要的实际意义。 国内外研究现状和发展趋势 钺铜合金是一种时效析出强化的合金，经固溶时效处理后具有高的 强度、硬度、弹性极限，并且稳定性好，具有耐蚀、耐磨、耐疲劳、耐低温、无 磁性、导电导热性好、冲击时不会产生火花等一系列优点，被誉为有色弹 性材料之王”。可以广泛用于电子电器、通讯仪器、航空航天、石油化工、冶 金矿山、汽车家电、机械制造等多种领域，己成为国民经济建设中不可缺 少的重要工业材料。 由于被铜合金中被含最大于1.5响寸,具有高的强度、硬度、弹性极限， 弹滞后性小，耐蚀、耐磨、耐疲劳、耐低温、无磁性等优点，能广泛地应用于 宇航中可靠连接器、航空航天中的高强禅簧垫片等领域。特别随者近十年 我国航天航空事业的快速发展，圆形、矩形、超微距等各种形状尺寸的连 接器在航天航空仪器仪表、电子设备中得到广泛的应川，如下图1所示。 接触件是连接器完成电连接功能的核心部件，对合金材料的强度、导电、 弹性极限、耐蚀、抗应力松弛等性能提出了严格的要求。目前，接触件一般 由黄铜、磷育铜材料制成，但高可靠性、高稳定性的连接器必须用钺铜合 金材料制成。由表1中几种合金材料的综合性能可知，镀铜合金材料相对 于黄铜、磷青铜合金具有无可蓉代的优良综合性能。目前,航天航空领域 的连接器接触件材料均使用被铜合金。 合金 牌号 MPa 硬度Hv 亍电+%IACS 帅 tl 枝 biGPa 应力松他率％ 120-CftEiU 100h M C17200 1160-1380 22-28 130-ISO 94% 5 C52IOO 750-950 232-295 16-22 100-120 78% H68 320-660 100-205 15-25 loo-iio 55% 我国按QB598、QB599等国车标生产用于航天、航空领域的高可靠 军用电连接器，广泛选用进口 Q7200或国产被铜役2钺铜税、棒或带 材，制作接触可靠性要求较高的电连接器弹性接触件，通常是加工成形后 进行时效硬化处理,获得所需的综合物理特性。弹性接触件按截而形状可 分为圆形和方形两类。圆形插孔选用披铜棒或统材经自动或半自动机床 车削加工而成。通常车制圆形插孔是采用打孔、劈槽、收口（或收口后劈 槽），使之具有弹性。劈槽有侧开槽、直开槽等型式.目前越来越多的电 连接器正在用?次成形工艺代替过去单工序切削加工，采用?次成形加 工插（孔）.可在-台设备上加工成形，装夹次数少，加工精度和生产效率 均相应提高。 但随若连接器向若高可靠性、高密度、小型化方向发展，对接触件及 其材料提出更高的要求。H前我国航犬、航空电连接器企业研制生产的超 微短形电连接器，如图2所示，俗称绞线式插针是该连接器的关键部件， 其性能特点决定」超微矩形电连接器的可靠性.被铜合金丝材作为绞线 式插针的关键首选原材料，丝材尺寸和机臧物理性能的稳定性直接决定 若绞线式插针尺寸大小和使用稳定性和可靠性。贵州航天电器是中国绞 股式插针连接器的主导研发氓位及生产商.2016年的产值达到了 23亿 元，近几年以25嘛J速度在稳步增K,为中国的航天、航空工业发展作出了 很大的贡献。 航空航天用超微距形电连接器在产品可靠性、重JE等级上有严格的 要求。因此,该在满足传输性能指标要求的情况4接触件更揪轻、尺寸 小、体枳小是航空航天用超微距矩形电连接器重要的发展方向。这就要求 所用到的高强度铜合金弹性材料具有优异的机械性能，并保持良好的导 电性。目前国产导体材料尚不能满足航空航天级接触件的要求，芯线导体 材料大员依赖进口，致使该材料的制备和应用研究基础薄弱，材料的应用 性评价缺乏。 随着航空航犬器中电子元件数量和质信要求的不断提高，向这些电 子元件传输电力和信号的连接器也向着高可靠性、轻质、耐牖蚀的方向发 展,且需求量日益增加。这些性能特点决定了该类元器件在制备工艺及材 料选择方面具有较高的要求。多年来，我