CN105849979A

CN105849979A - 一种具有高热稳定性的微型电触头

Info

Publication number: CN105849979A
Application number: CN201580001697.7A
Authority: CN
Inventors: 利恩·德·德肯; 余宁; 巴斯提恩·布洛卡
Original assignee: Axon Cable SA
Current assignee: Guangdong Yi Xun Electronics Co. Ltd.
Priority date: 2014-04-29
Filing date: 2015-04-24
Publication date: 2016-08-10
Anticipated expiration: 2035-04-24
Also published as: CN105849979B; US20170077617A1; US10476176B2; FR3020509A1; EP3137640A1; FR3020509B1; EP3137640B1; WO2015166174A1

Abstract

本发明涉及一种具有高热稳定性的微型电触头，包括导电端子，其特征是,所述导电端子包括至少一条绞线,绞线由一根包括3股镍或铜芯线和7股 Ni‑Cr‑Ti‑Al合金包线的绞线构成，并包括一个中央凸起，所述合金可能另外还含有钴和/或钼,本发明还涉及这种触头在微‑D型连接件中的应用，特别是在工作温度≤260度°C时的应用。

Description

一种具有高热稳定性的微型电触头

技术领域

本发明涉及一种绞针式（Twist-Pin或绞针技术）电触头领域，特别是涉及一种具有高热稳定性的微型电触头。

背景技术

出于使电子系统的相互连接更加紧凑的目的，连接点的密度应该日益成为一项重要性能，这不仅可以使传输线缆，还能够使连接件微型化。

MIL-DTL-83513标准定义了一系列矩形公连接件和母连接件，其中连接部分的形状呈D形，被称为微-D型的，其特征在于间距为1.27mm，所述间距表示任意两个相邻连接点间的距离。

该标准还明确定义了连接点的数量（或触头的数量），它们是分别为9、15、21、25、31、37、51和100。这些触头在连接件中排列成2行或3行（如图1所示）。

近年来，该类微-D型连接件开始大量出现在电子连接装置市场上。

在一般的连接件中，除紧固螺钉以外，通过一种特殊设计能够保证每对触头间留有一定的空隙。

对于微-D型连接件，该空隙是通过公触头实现的，而母触头则是一个管体。为此，所采用的技术中包括一个保证与管体间形成侧面接触的凸起。其中的一种被称为“绞针”式，缩写成TP。其包括：首先形成一根铜和铍铜构成的绞线，然后将其压接在铜或铜铍管中（例如已经公开的专利 US3255430、US3319217、US3402466和W082/03140）。在该技术中，凸起是通过称为“凸点”的机械工序来实现的，它使绞线的包线分开一个恰当的距离。根据MIL-G-45204标准，最后整个触头通过电解法涂覆了一层镍基底层，上面涂覆金涂层。图2所示即为这种绞针式公触头。

然而，这种触头不能在工作温度较高时使用，在这种情况下，每次使用时需要拆开再重新连接连接件。实际上，由于铍铜的热稳定性不够，在这种条件下不能保证触头间的空隙。更具体地说，在热效应和母触头的机械应力作用下，触头的凸起区域会出现一种被称为“蠕变”的现象（英文为creeping），这将无法保证信号的正常传输。在实验中，在260度℃下与母触头接合几小时后，公触头的凸起就会变平。空隙消失的后果就是，接触电阻会急剧增加，如实施例9所示，而且触头断开，并因此使传输的信号在碰撞或振动时中断。

所以，有必要重新研究绞针式触头的结构，以便在高温下使用，特别获得能够在260度℃下耐高温2000小时的触头，同时达到Mil-DTL-83513标准的基本要求。

本文中的“电触头”一词指一种元件或元件组合，可以固定在导体部件的一端，用于确保该导体部件与另一个导体部件间电接触。所述“另一个导体部件”通常也是一种电触头。

母触头可以简单地呈管状。

公触头通常主要由一个触头端子（公导电元件或母导电元件），和一个导电连接元件（简称为“连接件”）构成，其上机械或电气固定了端子，另外设置连接件的目的是使其机械和电气固定到一个导体部件上。

本文中“导体部件”一词广义地指其至少一部分能够导电的物体；它可以是导线或者甚至是触头端子。

术语“端子”或“触头端子”在本文中指一种元件（或元件的一部分），用于与另一种元件（另一种端子）可逆接触以形成电接触。

本文中“绞针式公电触头”指所有根据本发明采用了绞针技术（或TP）的公电触头。

所述，母触头的制造在于，通过高精度加工简单地制成管体。

所述，公触头的制造方法，包括三个步骤：首先，制造一个第一导体部件，其为一个电气端子，由一根包括一股或多股芯线（在本发明中为3股芯线）以及包线（在本发明中为7股包线）的绞线组成，并具有一个位于中间的凸起（称为“凸点”）（在该技术中，所述凸点是通过被称为“凸点”的机械工序制成的，使绞线的包线分开一个恰当的距离）；通过与母触头制造工艺相同的高精度加工工序制成一个管体；将绞线固定在管体端部。

上述技术可以通过例如专利US4,358,180说明。

本发明的公电触头可以根据TP技术，采用该领域技术人员熟知的方法制成，如图2所示，公电触头1包括一根绞线2，其在中央部分具有一个凸起或“凸点”3，该绞线形成导电端子。该导电端子被插入到一个圆管4中，其具有一条导线5。

在一个优选实施例中，所述包线螺旋缠绕在所述绞线的芯线周围。

260度℃下材料耐蠕变强度的可用数据很少。因此发明人转而考虑具有良好的机械特性并且优选具有结构硬度的合金，因为通常这样可以在任何温度下保证良好的机械特性。实际上，涂覆温度一般比结晶温度高。另外还要求这种材料具有良好的导电性，以用于电接触，并且能够利用铜丝焊接。

但是在实验中，这些材料没有在260℃下展示出比铍铜（Cu-Be）标准触头更为良好的结果（例如对照实施例1-3：Cu-Be-Co、Cu-Ni-Sn-Mn合金以及Au-Cu-Pt-Ag-Zn绞线）。

Ni-Cr-Ti-Al合金是现有技术中已知的具有高温弹性的合金，而且可以用于远高于要求的温度（> 700℃）的极端温度。但是，显然它们并没有被用于输电。实际上，它们的电导率有限（约1-2％IACS）。因此，这不利于将它们作为电触头使用。此外，在MIL-DTL-83513标准给定的限值内，它们难以与接触电阻接触。尤其是，难以对Cu- Ni-Cr-Ti-Al合金进行焊接。

然而，发明人出人意料地发现，如果采用包括（优选结构）3股镍或铜芯线和7股Ni-Cr-Ti-Al合金包线构成公触头导电端子的绞线，则有可能获得能够在260℃下耐高温2000小时的触头，同时满足标准MIL-DTL-83513的基本要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在之不足，而提供一种能够在260℃下耐高温2000小时的触头，同时满足标准MIL-DTL-83513的基本要求的一种具有高热稳定性的微型电触头。

本发明的目的是这样实现的：

一种具有高热稳定性的微型电触头，包括导电端子，其特征是,所述导电端子包括至少一条绞线2, 绞线2包括芯线和合金包线，且绞线2上具有凸起或凸点3。

本发明还可作以下进一步完善：

所述合金包线螺旋缠绕在芯线周围，且凸起或凸点3位于绞线2中部。

所述导电端子被插入到一个圆管4中，且导电端子连接有导线5。

所述合金包线还含有钴和/或钼，

所述绞线2由一根包括3股镍或铜的芯线，以及7股 Ni-Cr-Ti-Al的合金包线构成，所述合金包线包括以下组分及重量百分比：铬：15-25%；钛：1.5-3.5%；钴：0-25%；铝：1-2%；钼：0-11%；镍：50-80%。

所述镍和钴的总重量在合金包线总重量中所占的重量百分比在62到83％之间；且所述钴的含量在合金包线总重量中所占的百分比在10到22%之间。

所述钼的含量在合金包线总重量中所占的百分比在3.5到11%之间。

所述3股的芯线是按照间距1到5mm绞合，而周围的7股合金包线是按照间距1到5mm绞合。

所述绞线涂覆了一层电镀金涂层，厚度在2.6到6μm之间。

所述合金包线和电镀金涂层之间设有基底层。

本发明的技术方案，作如下详细说明：

本发明涉及一种绞针式（或“Twist-Pin”或TP）公电触头，其包括一个导电端子，由一根绞线构成，包括优选结构的3股镍（Ni）或铜（Cu）芯线和7股 Ni-Cr-Ti-Al合金包线，以及一个中央凸起或凸点，所述合金包线可能另外还含有钴和/或钼。

因此，在本发明范围内，所述绞线的7股包线为Ni-Cr-Ti-Al合金。这种合金还可能含有钴（Co）和/或钼（Mo）。例如可能涉及Ni-Cr-Co-Ti-Al或Ni-Cr-Co-Mo-Ti-Al合金。优选地，涉及一种Ni-Cr-Co-Ti-Al合金。

这种合金还可以含有合金总重量的2%以下的铁（Fe）。

在一个具体的实施方式中，按照在合金总重量中所占的重量百分比，Ni-Cr-Ti-Al合金主要构成如下（优选构成如下）：

铬：15-25%，优选17-22%，更优选18-21%，例如18-20%；

钛：1.5-3.5 %，优选1.7-3.4 %，更优选1.8-3.3 %，例如23%；

钴：0-25 %, 优选2-23% ;

铝：1-2%，优选1-1.8%，更优选1.2-1.6%，特别是1.4-1.6 %，例如1.5%；

钼：0-11 %,优选O-10.5 %；

镍：余量，优选50-80 %，更优选51-79.5%，例如52.6-79.2 %，具体是53 - 60%，更具体的是53 -55%；

以及不可避免的杂质。

所述不可避免的杂质具体地选自（在合金总重量中所占的重量百分比）

- Ag（优选 ≤ 0.00030%，特别是≤ 0.00020 %），

- B（优选 ≤ 0.01%，更优选 ≤ 0.02%，特别是 ≤ 0.008 %，例如 ≤ 0.00370 %),

- Bi（优选 ≤ 0,00004 %，特别是≤ 0.00003 %），

- C（优选 ≤ 0.13%，更优选 ≤ 0.1%，特别是≤ 0.061 %），

- Cu（优选 ≤ 0.5%，更优选 ≤ 0.2%，特别是≤ 0.02 %），

- Fe（优选 ≤ 5%，更优选 ≤ 3 %，特别是 ≤ 2%，尤其是≤1.5%，例如 ≤ 1.02 %）,

- Mn（优选 ≤ 1 %，更优选 ≤ 0.1%，特别是≤ 0.030 %），

- P（优选 ≤ 0.03%，更优选 ≤ 0.0060 %，特别是≤ 0.0050 %），

- Pb（优选 ≤ 0.0025 %，更优选 ≤ 0.0020%，特别是≤ 0.0003 %），

- S（优选 ≤ 0.03 %，更优选 ≤ 0.015%，特别是≤ 0.00040 %），

- Si（优选 ≤ 1 %，更优选 ≤ 0.75%，特别是 ≤ 0.20%，例如 ≤ 0.170 %),

- 和/或Zr（优选 ≤ 0.15 %，更优选 ≤ 0.12%，特别是≤ 0.0560 %）.

更具体地，所述杂质选自B、Zr、Cu、Fe、S、Si、Mn、 C、Pb和/或P。

因此，（合金总重量中）杂质的总百分比通常 ≤ 10%，优选 ≤ 8%，更优选 ≤ 6%,特别是≤ 5%，尤其是≤ 3%，例如 ≤ 2%。

优选地，镍+钴的含量在合金总重量中所占的重量百分比在62到83%之间，优选64.5到81.5%之间，例如69 - 75%。

优选地，所述合金含有钴，其具体含量在合金总重量中所占的百分比在2到23%之间，特别是在10到22%之间，尤其是在12到21%之间，例如15到21%之间。

特别是，所述合金含有钼，其具体含量在合金总重量中所占的百分比在3.5到11%之间，尤其在4到10.5%之间，例如9到10.5%之间。

这种合金尤其可从Alloy wire international公司购得，参考号Nimonic 80A、Nimonic 90、Waspaloy和Rene 41。

在根据本发明的一个具体实施方式，绞线的3股芯线是按照间距1到5mm稍低绞合的，特别是1到3mm稍低，优选2mm稍低。

在另一个实施方式中，芯线周围的7股包线是按照间距1到5mm稍高绞合的，特别是1到3mm稍高，优选2.4mm稍高。

在再一个实施方式中，绞线的3股芯线是按照间距1到5mm稍低绞合的，特别是1到3mm之间，优选2mm稍低，而周围的7股包线是按照间距1到5mm稍高绞合的，特别是1到3mm之间，优选2.4mm稍高。

优选地，根据本发明的绞线的3股芯线的直径在0.069到0.109mm之间，特别是在0.079到0.099mm之间，其优选为0.089mm。

优选地，根据本发明的绞线的7股包线的直径在0.1到0.160mm之间，特别是在0.110和0.137mm之间，优选为0.127mm。

在一个具体实施方式中，根据本发明的绞线的3股芯线的直径在0.069到0.109mm之间，特别是在0.079到0.099mm之间，其优选为0.089mm，而根据本发明的触头的绞线的7股包线的直径在0.1到0.160mm之间，特别是在0.110和0.137mm之间，优选为0.127mm。

在一个优选实施方式中，根据本发明的触头的绞线涂覆了一层电镀金涂层，优选厚度为1-6μm，更优选地至少为 2.6μm，特别是在2.6到2.8μm之间，尤其是在2.6到2.8μm之间, 例如大约2.7μm，以获得MIL-DTL-83513标准允许的最大接触电阻。

该涂层采用该领域技术人员熟知的方法制成。

实际上，发明人出人意料地发现，根据本发明的触头绞线上的 2.6μm的电镀金涂层足以达到MIL-DTL-83513标准给定的接触电阻限值。

优选地，根据本发明的触头的绞线不包括合金和电镀金之间的基底层。

实际上，发明人出人意料地发现，在绞线上形成一层涂层以达到MIL-DTL-83513标准给定的接触电阻限值之前，没有必要形成基底层，特别是镍基底层。

优选地，根据本发明的触头的工作温度≤ 260°C，优选使用寿命至少为2000小时。实际上，发明人发现，直到温度达到260°C，根据本发明的触头绞线的中央部分的凸起也不会出现蠕变现象，甚至在插入到母触头中使用至少2000小时后。因此，多次使用时可以连接或断开，而不会使空隙消失。所以即使老化后也能符合MIL-DTL-83513标准中规定的最小分离力。因此，在撞击或振动时，在这样的温度下不存在接触中断以及因此造成的传输信号中断的风险。

因此本发明还涉及根据本发明的电触头在微-D型连接件中的应用，特别是在工作温度≤260°C时的应用。

在本发明中，“微-D型”触头指Mil-DTL-83513涉及的所有触头，并且其特征在于相邻触头间的间距为1.27mm，公触头保证留有空隙，母触头为一个管体。其涉及连接部分呈D形的矩形公触头或母触头。

在本发明的一个优选实施方式中，根据本发明的绞线的3股芯线由铜制成，按照GFSC - S - 311标准，根据本发明的触头的磁场强度值＜ 1nT。这一特征在很多应用中体现出其在电学方面的重要性，特别是海上或地下勘察。

因此，本发明还涉及根据本发明的公电触头在海上或地下勘察中的应用，其中绞线的3股芯线是由铜制成的。

本发明的有益效果如下：

（1）本发明的触头的工作温度≤ 260°C，优选使用寿命至少为2000小时；实际上，申请人发现，直到温度达到260°C，根据本发明的触头绞线的中央部分的凸起也不会出现蠕变现象，甚至在插入到母触头中使用至少2000小时后；因此，多次使用时可以连接或断开，而不会使空隙消失。

（2）再有，即使老化后也能符合MIL-DTL-83513标准中规定的最小分离力，因此，在撞击或振动时，在这样的温度下，不存在接触中断以及因此造成的传输信号中断的风险。

（3）本发明的触头绞线上的2.6μm的电镀金涂层足以达到MIL-DTL-83513标准给定的接触电阻限值，没有必要形成基底层，特别是镍基底层。

（4）本发明涉及的公电触头，适用在海上或地下勘察中的应用。

附图说明

图1为本发明的15点微-D型母连接件的实施例示意图。

图2为本发明公电触头的侧视图。

图3为A、B两种公电触头在实施例1的恒温箱中保存前后的状态图。

图4为A、B两种公电触头在实施例2在恒温箱中保存前后的状态图。

图5为本发明在实施例2的恒温箱中保存时各项参数值的比较图。

图6为A、B两种公电触头在实施例3的恒温箱中保存前后的状态图。

图7为另一款A、B两种公电触头在实施例1的恒温箱中保存前后的状态图。

图8为本发明实施例1公电触头各项数值的比较图。

图9为本发明A、B两种公电触头在实施例5的恒温箱中保存前后的状态图。

图10为本发明实施例5公电触头各项数值的比较图。

图11为本发明实施例6的接触电阻测量电路图。

图12为本发明的公电触头与一个母连接件接合构成连接件在恒温箱中的保存时间的变化示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

以下先就上述各附图进行详细说明：

图1为本发明根据MIL-DTL-83513标准的15点微-D型母连接件的实施例透视图。

图2为本发明，一个绞针式（Twist-Pin）公电触头，即：导电端子1的侧视图，其包括一条中央部分具有一个凸起或“凸点”3的绞线2，所述绞线形成导电端子。该导电端子被插入到一个圆管4中，其具有导线5。

图3中A为本发明对照实施例1，根据图2的无导线绞针式（Twist-Pin）公电触头，分别为在大气压下的260度℃恒温箱中保存前的状态。（绞线的3股芯线由铜制成，而7股包线由CuBeCo合金制成），B为本发明对照实施例1，根据图2的无导线绞针式（Twist-Pin）公电触头与母触头接合并在恒温箱中保存100小时后的状态。（绞线的3股芯线由铜制成，而7股包线由CuBeCo合金制成）。

图4中，A为本发明对照实施例2，根据图2的无导线绞针式（Twist-Pin）公电触头，分别为在大气压下的260度℃恒温箱中保存前的状态。（3股芯线由铜制成，而7股包线由Cu-Ni-Sn-Mn合金制成），B为本发明对照实施例2，根据图2的无导线绞针式（Twist-Pin）公电触头与母触头接合并在恒温箱中保存100小时后的状态。（3股芯线由铜制成，而7股包线由Cu-Ni-Sn-Mn合金制成）。

图5为本发明对照实施例2，根据MIL-DTL-83513标准，对10个根据图2的绞针式（Twist-Pin）公电触头所做的分离力测量，即在大气压下的260度恒温箱中保存时，随保存时间（h：小时）变化的分离力（Fmax、Fmin、F平均）（单位N），并与MIL-DTL-83513标准（最大值，标准值）中给出的最小作用力的绝对值进行比较。（绞线的3股芯线由铜制成，而7股包线由Cu-Ni-Sn-Mn合金制成）。

图6中，A为本发明对照实施例3，根据图2的无导线绞针式（Twist-Pin）公电触头，分别为在大气压下的260度℃恒温箱中保存前的状态。（绞线的3股芯线由铜制成，而7股包线由Au-Cu-Pt-Ag-Zn合金制成），B为本发明对照实施例3，根据图2的无导线绞针式（Twist-Pin）公电触头与母触头接合并在恒温箱中保存100小时后的状态。（绞线的3股芯线由铜制成，而7股包线由Au-Cu-Pt-Ag-Zn合金制成）。

图7中A为本发明实施例1，根据图2的无导线绞针式（Twist-Pin）公电触头，分别为在大气压下的260度℃恒温箱中保存前的状态。（绞线的3股芯线由铜制成，而7股包线由Ni-Cr20-Co18-Ti-Al合金制成），B为本发明实施例1，根据图2的无导线绞针式（Twist-Pin）公电触头与母触头接合并在恒温箱中保存2000小时后的状态。（绞线的3股芯线由铜制成，而7股包线由Ni-Cr20-Co18-Ti-Al合金制成）。

图8为本发明实施例1，根据MIL-DTL-83513标准，对10个根据图2的绞针式（Twist-Pin）公电触头所做的分离力测量，即在大气压下的260度恒温箱中保存时，随保存时间（h：小时）变化的分离力（Fmax、Fmin、F平均）（单位N），并与MIL-DTL-83513标准（最大值，标准值）中给出的最小作用力的绝对值进行比较。（绞线的3股芯线由镍制成，而7股包线由Ni-Cr20-Col8-Ti-Al 合金制成）。

图9中，A为本发明实施例5，根据图2的无导线绞针式（Twist-Pin）公电触头，分别为在大气压下的260度℃恒温箱中保存前的状态。（绞线的3股芯线由铜制成，而7股包线由Ni-Cr20-Co18-Ti-Al合金制成），B为本发明实施例1，根据图2的无导线绞针式（Twist-Pin）公电触头与母触头接合并在恒温箱中保存2000小时后的状态。（绞线的3股芯线由铜制成，而7股包线由Ni-Cr20-Co18-Ti-Al合金制成）。

图10为本发明实施例5，根据MIL-DTL-83513标准，对10个根据图2的绞针式（Twist-Pin）公电触头所做的分离力测量，即在大气压下的260度恒温箱中保存时，随保存时间（h：小时）变化的分离力（Fmax、Fmin、F平均）（单位N），并与MIL-DTL-83513标准（最大值，标准值）中给出的最小作用力的绝对值进行比较。（绞线的3股芯线由铜制成，而7股包线由Ni-Cr20-Co18-Ti-Al合金制成）。

图11为本发明实施例6，根据MIL-DTL-83513标准的接触电阻测量电路图。

图12为本发明的公触头与一个母连接件接合构成连接件（实施例7的Cu和Ni-Cr20-Col8-Ti-Al绞线触头）和现有技术公触头与一个母连接件接合构成连接件（对照实施例1的Cu和实施例9的Cu-Be-Co绞线触头），通过图11所示装置在室温条件下测定弱电流下的接触电阻值，随公触头在260度°C恒温箱中的保存时间（单位：小时）的变化。

作为具体的实施方案，如图1所示，一种具有高热稳定性的微型电触头，包括导电端子1，其特征是,所述导电端子1包括至少一条绞线2, 绞线2包括芯线和合金包线，且绞线2上具有凸起或凸点3，其中上，所述合金包线螺旋缠绕在芯线周围，且凸起或凸点3位于绞线2中部；图中还显示，导电端子1被插入到一个圆管4中，且导电端子1连接有导线5，所述合金包线还含有钴和/或钼，

其中，所述镍和钴的总重量在合金包线总重量中所占的重量百分比在62到83％之间；且所述钴的含量在合金包线总重量中所占的百分比在10到22%之间。

所述绞线涂覆了一层电镀金涂层，厚度在2.6到6μm之间，且所述合金包线和电镀金涂层之间设有基底层。

以下就各实施例作如下具体说明：

实施例，对照实施例1（Toron Cu和Cu-Be-Co）；

制作TP触头，其由NGK公司的3股铜芯线（直径=0.089mm）和7股铜-铍-钴（Cu-Be-Co:Cu-Bel.8-Co0.2）包线（直径=0.127mm）构成，（参考号Berylco 25）。合金的机械特征概述如下表1所示：

表1：

绞线的3股芯线是按照间距2mm稍低绞合的，然后7股包线是按照2.4mm稍高绞合的。管体由铜制成。然后，将TP触头插入内径为0.573 mm的母触头中。在大气压下，温度达到260度°C时，对10对触头进行10小时的老化。目视观察表明，触头凸点在老化后缩小（图3）。老化后，通过目视观察发现这些触头的凸点缩小了，并根据MIL-DTL-83513G标准，测量了插入直径为0.561mm的标尺时的插拔力，以及触头与直径0.584mm的标尺分离时的分离力。结果概述如下表2所示：

表2：

比较在恒箱中保存前后的数值时，接合力除以4，分离力则除以7。MIL-DTL-83513G标准规定了最大插拔力为1.67N，最小分离力的绝对值为0.14N。因此，260度℃下，100小时后获得的分离力值低于标准限值。

总之，该触头不能在260度下使用。

对照实施例2（Toron Cu和Cu-Ni-Sn-Mn）；

制作与对照实施例1类似的TP触头，但7股包线采用了Berda公司（参考号Nibrodal138）的铜、镍、锡和锰合金（Cu-Ni-Sn-Mn :Cu-Nil3-Sn7-Mn 0.15），其特征如下表3所示。

表3：

在与对照实施例1相似的条件下，在260度°C时进行了热老化处理。老化后，如对照实施例1，进行了目视法观察以及插拔力和分离力的测量。结果概述如下表4所示：

表4：

触头凸点变平并且在触头后部出现了小凸起（图4）。如表4所示，得到的平均作用力符合标准，但是其离散差造成一部分触头不符合标准（图5）。因此，我们得出了与对照实施例1类似的结论，即该触头不能在260度下使用。

对照实施例3（Toron Cu和Au-Cu-Pt-Ag-Zn）

制作与对照实施例1和2类似的TP触头，但3股芯线和7股包线采用了Texpart公司的Au-Cu-Pt-Ag-Zn （Au71.5-Cu14.5-Pt8.5-Ag4.5-Zn1）合金，其特征如下表5所示。

表5：

在与对照实施例1和2 相同的条件下，在260度°C时进行了热老化处理。老化后，如上述两个对照实施例，进行了目视法观察以及插拔力及分离力的测量。结果概述如下表6所示：

表6：

凸起同样变平了（图6）。测力结果表明，平均插拔力低于标准。因此，我们得出了与上述两个对照实施例类似的结论，即该触头不能在260度下使用。

实施例1（Toron Ni和Ni-Cr20-Co18-Ti-Al（UNS N07090）– 力学方面)

我们制作了结构与上述对照实施例类似的TP触头，但3股芯线采用镍，而7股包线采用Alloy wire international公司的Ni-Cr20-Co18-Ti-Al合金，参考号Nimonic 90，其特征如下表7所示，其成分构成见下表8。

表7：

表8：

在大气压下，温度达到260度°C时，对这些对TP触头-母触头进行2000小时的热老化。在该实施例中，对60对进行了试验。老化后，如上述对照实施例，将TP触头从母触头上取下，并进行了目视法观察以及插拔力及分离力的测量。结果概述如下表9所示：

表9：

观察发现，触头仍然保持凸点（图7）。老化前后未发现触头有差异。

如表9所示，所得作用力表明，即使2000小时老化过后，平均分离力的绝对值仍然高于标准中规定的值。另外，所有触头均符合该标准，而不仅仅是平均值。这种情况如图8所示。所以，我们得出结论，与上述的3个对照实施例相反，这些TP触头可以在260°C下使用，这是因为在恒温箱中保

存2000小时后，这些触头的分离力仍符合MIL-DTL-83513标准。

实施例2（Toron Ni和Ni-Ni-Cr20-Ti-Al (UNS N07080)– 力学方面）

我们制作了结构与上述对照实施例1类似的TP触头，但是其中7股包线采用Alloy wireinternational公司的Ni-Cr20-Ti-Al合金，参考号Nimonic 80A，其特征如下表10所示，成分构成见下表11。

表10：

表11：

对这些对TP触头-母触头进行了与上述老化处理相同的处理。在该实施例中，对10对进行了试验。老化后，如实施例1和上述对照实施例，将TP触头从母触头上取下，并进行了目视法观察以及插拔力及分离力的测量。

观察发现，和上述实施例1一样，触头仍然保持凸点。另外，所得的分离力与和上述实施例1相似。其概述如下表11a所示：

表11a：

所以，这种结构也可以在260度下使用。

实施例3（Toron Ni和Ni-Cr20-Co14-Mo-Ti-Al （UNS N07090）– 力学方面)

我们制作了结构与上述实施例1和2类似的TP触头，但是其中7股包线采用Alloy wireinternational公司的Ni-Cr20-Co14-Mo-Ti-Al合金，参考号Waspaloy，其特征如下表12所示，其成分构成见下表13。

表12：

表13：

在大气压下，温度达到260度°C时，对这些对TP触头-母触头进行2000小时的热老化。在该实施例中，对10对进行了试验。老化后，如上述实施例1和2，将TP触头从母触头上取下，并进行了目视法观察以及插拔力及分离力的测量。观察发现，如上述实施例1和2，触头仍然保持凸点。另外，所得的分离力与和上述实施例1和2相似。其概述如下表13a所示：

表13a：

所以，该触头也可以在260度下使用。

实施例4（Toron Ni和Ni-Cr19-Co11-Mo-Ti-Al (UNS N07041)– 力学方面)

我们制作了结构与上述对照实施例1到3类似的TP触头，但其中7股包线采用Alloywire international公司的Ni-Crl9-Coli-Mo-Ti-Al合金，参考号Rene 41，其特征如下表14所示，其成分构成见下表15。

表14：

表15：

对这些对TP触头-母触头进行与上述老化处理相同的处理。在该实施例中，对10对进行了试验。老化后，如上述实施例1到3，将TP触头从母触头上取下并进行了目视法观察以及插拔力及分离力的测量。观察发现，如上述实施例1到3，触头仍然保持凸点。另外，所得的分离力与和上述实施例1到3相似。

其概述如下表15a所示：

表15a：

所以，该触头也可以在260度℃下使用。

之后，我们将重点放在了7股包线采用实施例1中的 Ni-Cr20-Co18-Ti-Al合金的结构上，但是采用实施例2-4中的7股包线所用的另外3种合金也可以得到相似结果。

实施例5（Toron Cu和Ni-Cr20-Co18-Ti-Al– 力学方面）

我们制作了结构与上述实施例1到4类似的TP触头，但是其3股芯线采用铜，而7股包线采用Alloy wire international公司的Ni-Cr20-Col8-Ti-Al合金，参考号Nimonic 90，其特征如下表7所示，成分构成见下表8。在大气压下，温度达到260度°C时，对多对TP触头-母触头进行2000小时的热老化。老化后，如上述实施例1到4，将TP触头从母触头上取下，并进行了目视法观察以及插拔力及分离力的测量。结果概述如下表16所示：

表16：

观察发现，触头仍然保持凸点（图9）。老化前后未发现触头有差异。如表16所示，所得作用力表明，即使2000小时的老化过后，平均分离力的绝对值仍然高于标准中规定的值。另外，所有触头均符合该标准，而不仅仅是平均值。这种情况如图10所示。另外，与之前相比，该实施例所得的标准差较小。所以，该触头也可以在260度下使用。

实施例6（Toron Ni和Ni-Cr20-Co18-Ti-Al– 接触电阻）

分例6a（金涂层厚度=1.3μm）

我们制作了结构与上述实施例1类似的TP触头，另外对其进行了表面处理。其由厚度约1.3μm的镀金涂层构成。如MIL-DTL-83513标准中规定的那样，按照图11所示的电路图实施了接触电阻测量。括号中给出的值以mm为单位。布线采用Gauge AWG26型导线。采用两组规定电流强度，在室温下进行实验。电流及根据标准需要遵照的条件如下表17所示：

表17：

	试验条件	需要遵照的条件
			接触电阻	L=2.5A	Vm＜65mV
弱电流强度下的接触电阻	L=100mA	R＜28mohm

所得结果如下表18所示：

表18：

两组测量所得的平均值低于标准规定的值。

分例6b（金涂层厚度=2μm）

我们制作了结构与上述分例6a相同的TP触头，但是其中镀金涂层的厚度约2μm。进行了与上述分例6a相同的实验。结果概述如下表19所示：

表19：

所得值仍低于标准，但是与上述分例6a的触头相比，更接近标准。这表明，当增加所形成的金涂层厚度时，接触电阻接近标准值。

分例6c（金涂层厚度=2.7μm）

我们制作了结构与上述分例6a和6b相同的TP触头，但是其中镀金涂层的厚度约2.7μm。进行了与上述实验相同的实验。结果概述如下表20所示：

表20：

这两组测量所得的值符合标准中的规定。因此，Ni和Ni-Cr20-Co18-Ti-Al触头上的金涂层厚度为2.7μm时符合有关接触电阻的标准。

实施例7（Toron Cu和Ni-Cr20-Co18-Ti-Al– 接触电阻）

我们制作了结构与上述实施例5类似的TP触头。同样形成了厚度约2.6μm的镀金涂层。进行了与上述分例6a-6c相同的实验。结果概述如下表21所示：

表21：

该方案表明，将三股镍线更换成铜线能够明显降低接触电阻，直至达到铍铜标准触头的值（52mV）。关于在弱电流强度下的接触电阻，材料变化对电流强度的影响非常小。

但是获得了更接近标准的值。

实施例8（Toron Cu和Ni-Cr20-Co18-Ti-Al– 非磁性方面）

根据GFSC-S-311标准中规定的方法，利用三维磁力计，对实施例5中制成的触头进行了剩磁测量。首先，对初始磁场进行了测量。然后，通过磁体，在500mT的磁场中对触头进行磁化。重新进行剩磁场的测量。最后，通过施加一个强度高于500mT的交变磁场完成去磁过程。

重新进行了测量。三次测量表明，剩磁小于1nT，低于临界值时，即认为受试触头为非磁性。

实施例9：根据本发明的触头（根据实施例7的Toron Cu和Ni-Cr20-Co18-Ti-Al）和现有技术触头（根据对照实施例1的Toron Cu和Cu-Be-Co）间的对比

根据如图11所示的，MIL-DTL-83513标准中规定的电路图，在室温下测定弱电流强度下这两种触头的接触电阻值（单位mOhm）随时间（单位小时）的变化，其中公连接件是从260度°C的恒温箱中取出的，并与一个母连接件拉接合。测量接触电阻前，连接件断开-重连5次。

接线采用Gauge AWG26型导线。实验条件及根据标准需要遵照的条件如实施例6中的表17所示：

结果概述如表12所示：

很明显，在260度°C时，利用现有技术的标准触头制成的连接件只能在几百小时内保证良好的电接触性。

Claims

1.一种绞针式公电触头，其包括一个导电端子，由一根包括3股镍或铜芯线和7股 Ni-Cr-Ti-Al合金包线的绞线构成，并包括一个中央凸起，所述合金可能另外还含有钴和/或钼。

2.根据权利要求1所述的触头，其特征在于所述包线螺旋缠绕在所述绞线的芯线周围。

3.根据权利要求1或2中任意一项所述的触头，其特征在于，按照在合金总重量中所占的百分比，所述Ni-Cr-Ti-Al合金主要构成如下：

铬：15-25%,优选17-22 %；

钛：1.5-3.5%,优选1.7-3.4 %；

钴：0-25%,优选2-23%；

铝：1-2%,优选1.5%；

钼：0-11%,优选0-10.5%；

镍：余量，优选50-80%

以及不可避免的杂质。

4.根据权利要求3所述的触头，其特征在于，镍+钴含量在合金总重量中所占的重量百分比在62到83％之间，优选64.5到81.5％之间。

5.根据权利要求3或4中任意一项所述的触头，其特征在于，其中的钴含量在合金总重量中所占的百分比在10到22%之间。

6.根据权利要求3到5中任意一项所述的触头，其特征在于，其中的钼含量在合金总重量中所占的百分比在3.5到11%之间，优选在4到10.5%之间。

7.根据权利要求1到6中任意一项所述的触头，其特征在于，所述3股芯线是按照间距1到5mm稍低绞合的，优选2mm稍低，而周围的7股包线是按照间距1到5mm稍高绞合的，优选2.4mm稍高。

8.根据权利要求1到7中任意一项所述的触头，其特征在于，所述3股芯线的直径在0.069到0.109mm之间，优选0.089mm。

9.根据权利要求1到8中任意一项所述的触头，其特征在于，3股芯线的直径在0到0.160mm之间，优选0.127 mm。

10.根据权利要求1到9中任意一项所述的触头，其特征在于，其中所述绞线涂覆了一层电镀金涂层，优选厚度为2.6μm，特别是在2.6到6μm之间。

11.根据权利要求10中所述的触头，其特征在于，所述绞线不包括合金和电镀金之间的基底层。

12.根据权利要求1到11中任意一项所述的触头，其特征在于，其使用温度≤ 260°C，优选使用寿命至少为2000小时。

13.根据权利要求1到12中任意一项所述的触头，其特征在于，所述3股芯线由铜制成并且其磁场强度值＜ 1nT。

14.根据权利要求1到13中任意一项所述的公电触头在微-D型连接件中的应用，优选在≤260度的工作温度下的应用。

15.根据权利要求13所述的公电触头在海上或地下勘察中的应用。