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连接器的金属材料特性及影响

 

为使连接器能够满足功能要求,选材十分重要,而选材的基础是要非常了解材料的性能,下面为连接器金属材料的性能名词进行说明,希望对您有帮助。

 

连接器的金属材料

 

一、化学组成

连接件使用的金属材料一般都是合金材料,很少使用一种金属材料,合金正如名称所示,由多种化学元素组成,如:

磷青铜:由铜、锡、磷、铁、铅、锌等组成,主要成分为铜。

黄铜:由铜、铁、铅、锌等组成,主要成分为铜。

不锈钢:由铁、铬、镍、碳、硅、锰、磷、硫、铝、钴等组成,主要成分为铁。

 

二、物理特征

1.比重/密度

重量是一单位物质与同一单位水的相对密度,没有单位。密度是物质的质量与体积之比,单位为克/立方厘米。在表面看来,这两个数字更接近。从本质上说,他们也的确有关联。其密度决定着其比重,其比重是其密度的具体表现。但是他们是不一样的。一种密度,反映了一个物体的固有属性,即单位体积的质量。并且对象的质量是一定的。一种物体的比重,反映出单位体积的物体重量。一个物体的重量是被重力所引起的,它也会发生变化。

2.弹性系数(弹性模量)

也叫杨氏系数,单位N/m²。界定了理想材料在小变形时应力与相应应变的比值。材料抗弹性变形能力是一种材料常数,数值大小反映了材料弹性变形的难易性。

弹力系数对连接件的影响:若连接端要求位移形变小,下压行程有限且需要良好接触,此时需要选用弹性系数高的材料。

3.电传导率(electricalconductivity)IACS。

导电性是物质传递电流的能力,它是电阻率的倒数。在20℃条件下,在导体中保持单位电位梯度,就会使单位面积内的电流通过,单位S/m。例如:铜59.6×10^6(S.m-1)/0.596x10^6/cmΩ,我们常以纯铜的导电性100%IACS为基准,172.41/阻抗resistivity=%IACS。

导电率对连接器的影响:若连接器要求较低的接触电阻,则应选用导电率较高的材料。

4.热膨胀系数(Coefficientofthermalexpansion)

在热膨胀冷缩效应下,物质几何性质随温度变化的规律系数。热胀冷缩系数主要有两类,即线膨胀系数和体积膨胀系数。大部分时候,这个系数是正的,即温度升高的体积增大。

5.导热系数(Thermalconductivity)

根据傅里叶定律,反应物质的传热能力是指,单位温度梯度(在1m长长的范围内,温度下降1K)单位时间内单位导热所传递的热量,W/(m.k)为单位。随着温度的升高,热传导速度加快。它取决于物质的成分结构、密度、水分、温度等。

导热系数大的材料受热快,相反的散热也快,温升低。在使用连接器时,温度迅速上升并不是预期的结果。铜材是热导率较高的金属材料,因此在高温环境中使用连接件,尤其要注意这一材料参数。

 

三、力学特性(MechanicalProperties)

1.屈服强度(YieldStrength)

也称降应力,是材料屈服的临界应力。结果表明,在应力超过弹性极限的情况下,变形迅速增大,此时除产生弹性变形外,还发生部分塑性变形。在应力到达B点后,塑性应变迅速增加,曲线上出现小平台波动现象,这种现象叫做屈服。在这个阶段,最大、最小应力被称为屈服点和屈服点。因为下屈服点的数值比较稳定,将其作为材料抗力的一个指标,叫做屈服点或屈服强度。

“屈服”,是金属在达到一定的变形应力后,开始由不均匀的向弹塑性状态过度,这标志着宏观塑性变形的开始。

屈服性对连接件的影响:选择屈服强度较高的金属材料,端子的前向力越大。

2.拉伸强度(TensileStrength)

在材料屈服到一定程度后,由于内部晶粒重新排列,其抗变形能力又有所提高,此时变形虽然发展迅速,但变形只会随应力的增加而增加,直至应力达到最大值。其后,材料抗变形能力明显下降,最弱处塑性变形较大,此时试件截面迅速缩小,出现颈缩现象直至断裂破坏。一种材料在拉断之前,最大应力(b点对应力值)叫做强度极限或拉伸强度。

3.延伸(ElongationPercent)

当金属材料受外力(拉力)作用破坏时,其延伸长度与原长度的百分比。

4.硬度(Hardness)

一种物质对硬物在其表面上的压力的能力叫做硬度。固态抵抗外界物体入侵的能力,是衡量各种材料软硬程度的重要指标。因为连接器的所有金属材料都非常薄,都是用维氏硬度来测量的。当压力小于120kg时,维氏硬度(HV)和顶角136°的金刚石锥形压入器被压入材料表面,用材料压痕凹坑的表面积除以负荷值,即为维氏硬度值(HV)。

硬度是接头材料选择的重要参数。

5.R/T比率。

称为R(radius)指折弯内径,T(thickness)指材料的厚度。

若要成形的制品内径较小,应选用R/T比较小的材料。如果R/T比值为零时,就表明这种材料具有极好的弯曲性能,即使折弯时内R=0,也不会出现裂缝(如下图),但一般材料材质证明或特性表所显示的是90度折弯数据,很少有180度的折弯数据。自然,我们希望R/T比越小越好,这对于产品的微缩仍有好处。

 

上述金属材料的特性参数在工程中在设计选材时十分重要,尤其是要选择一种性价比较高的材料,这需要非常专业的材料知识,及时了解金属材料新产品的出现和发展趋势。正式的、专业的金属材料厂家(如铠蔚)提供的材料证明(物性表),一般都有上述参数。costdown也有低价格的物料需要更换单价较低的物料或更换原料厂家,先对所用物料的物性参数进行对比,然后进行打样试验验证。

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