RU2769371C1 - Электрический контактный элемент - Google Patents
Электрический контактный элемент Download PDFInfo
- Publication number
- RU2769371C1 RU2769371C1 RU2021118493A RU2021118493A RU2769371C1 RU 2769371 C1 RU2769371 C1 RU 2769371C1 RU 2021118493 A RU2021118493 A RU 2021118493A RU 2021118493 A RU2021118493 A RU 2021118493A RU 2769371 C1 RU2769371 C1 RU 2769371C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- alloying elements
- contact element
- electrical contact
- working
- Prior art date
Links
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims abstract description 34
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 10
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 8
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 86
- 239000012791 sliding layer Substances 0.000 claims description 19
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 6
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 4
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 3
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 3
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 2
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 9
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 8
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 8
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- -1 fatty acid salt Chemical class 0.000 description 3
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 3
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000929 Ru alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000010702 perfluoropolyether Substances 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001020 Au alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000001996 bearing alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- SFOSJWNBROHOFJ-UHFFFAOYSA-N cobalt gold Chemical compound [Co].[Au] SFOSJWNBROHOFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 1
- FPLIHVCWSXLMPX-UHFFFAOYSA-M lithium 12-hydroxystearate Chemical compound [Li+].CCCCCCC(O)CCCCCCCCCCC([O-])=O FPLIHVCWSXLMPX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
- H01R13/02—Contact members
- H01R13/03—Contact members characterised by the material, e.g. plating, or coating materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/06—Alloys based on copper with nickel or cobalt as the next major constituent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
- B32B15/018—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of a noble metal or a noble metal alloy
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
- C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
- C22C19/058—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium without Mo and W
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C5/00—Alloys based on noble metals
- C22C5/02—Alloys based on gold
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C5/00—Alloys based on noble metals
- C22C5/04—Alloys based on a platinum group metal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/04—Alloys based on copper with zinc as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
- H01R13/02—Contact members
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Contacts (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическому контактному элементу для штекерного соединителя, содержащему металлическое основание (111, 211) и нанесенный на основание (111, 211) рабочий слой (113, 213). Повышение надежности и срока службы электрического контактного элемента является техническим результатом изобретения, который достигается за счет того, что рабочий слой (113, 213) элемента состоит из чистого рутения или из сплава, содержащего 50-100 масс. % рутения, 0-30 масс. % никеля, 0-20 масс. % хрома, 0-20 масс. % кобальта, 0-20 масс. % платины и 0-1 масс. % прочих легирующих элементов, при этом между основанием (111, 211) и рабочим слоем (113, 213) расположен металлический промежуточный слой (112, 212), который имеет толщину (d112, d212) в пределах от 1,5 мкм до 4,0 мкм. 6 з.п. ф-лы, 3 ил., 4 табл.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к электрическому контактному элементу для штекерного соединителя.
Уровень техники
Электрические штекерные соединители, как правило, содержат один или несколько электрических контактных элементов и один или несколько изоляторов. При этом контактные элементы обычно выполнены в виде ножевых элементов или в виде упругих элементов. Они изготавливаются из основных материалов, которые не являются коррозионностойкими. Часто они представляют собой медные сплавы. Поэтому для обеспечения функционирования контактных элементов в течение всего срока службы штекерного соединителя на основной материал наносятся тонкие слои других металлов. Эти слои могут содержать промежуточный слой и рабочий слой.
Промежуточный слой может выполнять различные задачи. Он может улучшать адгезию рабочего слоя к основному материалу, создавать механическое равновесие между основным материалом и рабочим слоем и препятствовать возникновению диффузионных процессов между рабочим слоем и основным материалом. Промежуточный слой часто состоит из меди или никеля.
На промежуточном слое расположен рабочий слой, который называется также функциональным слоем. Рабочий слой увеличивает технически обоснованный срок эксплуатации контактного элемента, а также может улучшать электропроводность и защищать нижележащие слои от коррозии. Он может состоять из мягких неинертных металлов, в частности, из олова или серебра. Так, например, в автомобилестроении в качестве рабочего слоя для штекерных соединений широко используется серебро. В штекерных системах с особенно высокими требованиям к надежности и сроку службы часто также применяются рабочие слои из очень дорогостоящих коррозионностойких благородных металлов или их сплавов. Так, например, находят применение сплавы золото-кобальт или палладий-никель.
Задача настоящего изобретения заключается в обеспечении электрического контактного элемента, который является пригодным для использования в электрическом штекерном соединителе и может быть изготовлен более экономично, чем традиционные электрические контактные элементы. Однако при этом он должен иметь надежность и срок службы, соответствующие таким традиционным электрическим контактным элементам.
Раскрытие сущности изобретения
Эта задача решена при помощи электрического контактного элемента для штекерного соединителя, который содержит металлическое основание или рабочий слой, нанесенный на это основание. При этом рабочий слой может быть нанесен непосредственно на указанное металлическое основание, или между металлическим основанием и рабочим слоем могут быть расположены один или несколько дополнительных слоев. Рабочий слой состоит из следующих легирующих элементов: 50-100 масс. % рутения, 0-30 масс. % никеля, 0-20 масс. % хрома, 0-20 масс. % кобальта, 0-20 масс. % платины и 0-1 масс. % прочих легирующих элементов. При этом суммарное содержание легирующих элементов составляет 100 масс. %. Рабочий слой может также состоять, как из чистого рутения, так и из рутениевого сплава, который может содержать до 50% прочих легирующих элементов. В то время как никель, хром, кобальт и платина могут иметь в сплаве указанные массовые доли, содержание прочих элементов предпочтительно исключать. Однако содержание в сплаве до 1 масс. % прочих легирующих элементов, например, в виде загрязнений, является приемлемым. В одном варианте осуществления электрического контактного элемента, в котором рабочий слой состоит, по существу, из чистого рутения, он содержится в количестве от 99 до 100 масс. %, а прочие легирующие элементы имеют максимальное содержание 1 масс. %, при этом суммарное содержание легирующих элементов также составляет 100 масс. %. Согласно изобретению было установлено, что применение такого рабочего слоя обеспечивает хорошую электропроводность и хорошую защиту от коррозии, аналогичные тем, которые можно получить, например, с рабочим слоем из серебра. Однако при этом применение чистого рутения или описанного рутениевого сплава позволяет обеспечить сравнительно более экономичное изготовление электрического контактного элемента.
Для того чтобы обеспечить хорошую защиту от коррозии, предпочтительно, чтобы рабочий слой имел толщину в пределах от 0,15 мкм до 1,50 мкм. Особенно предпочтительно эта толщина лежит в пределах от 0,30 мкм до 1,00 мкм. Рабочий слой, применяемый согласно изобретению, обеспечивает настолько хорошую защиту от коррозии и настолько хорошую электропроводность, что эти свойства невозможно существенно улучшить путем дальнейшего увеличения толщины слоя. В отличие от этого, например, при применении традиционного рабочего слоя из серебра обычно требуется толщина слоя по меньшей мере 3 мкм, чтобы электрический контактный элемент вообще выполнял поставленные требования к коррозионной стойкости и электропроводности. Таким образом, изобретение позволяет не только осуществлять изготовление электрического контактного элемента с применением более экономичных материалов, но и уменьшать расход материалов за счет применения особенно тонкого рабочего слоя.
Между основанием и рабочим слоем расположен металлический промежуточный слой. Промежуточный слой предпочтительно представляет собой единственный слой, который расположен между рабочим слоем и основанием, таким образом, основание соединено непосредственно с промежуточным слоем, а промежуточный слой соединен непосредственно с рабочим слоем. Как и в традиционной конструкции электрического контактного элемента, промежуточный слой улучшает адгезию рабочего слоя к основанию, способствует механическому равновесию между основанием и рабочим слоем и предотвращает диффузионные процессы между рабочим слоем и основанием.
В одном варианте осуществления контактного элемента промежуточный слой содержит до 100 масс. % меди и 0-1 масс. % прочих легирующих элементов. В другом предпочтительном варианте осуществления контактного элемента промежуточный слой содержит от 99 до 100 масс. % никеля и 0-1 масс. % прочих легирующих элементов. При этом суммарное содержание легирующих элементов составляет 100 масс. %. Доля прочих легирующих элементов предпочтительно должна быть минимально возможной, однако, в некоторых случаях их наличие невозможно исключить по причине загрязнений.
Толщина промежуточного слоя предпочтительно составляет от 1,5 мкм до 4,0 мкм, и особенно предпочтительно - от 2,0 мкм до 3,0 мкм.
Кроме того, предпочтительно, чтобы на рабочий слой был нанесен металлический и/или органический скользящий слой. Скользящий слой может, с одной стороны, улучшать скольжение электрических контактных элементов, в частности, упругих элементов, расположенных на ножевых элементах. Таким образом, он способствует тому, чтобы рабочий слой дольше сохранял свою функциональность в условиях механической нагрузки от трения. С другой стороны, он может также оптимизировать электропроводность между электрическими контактными элементами. Если скользящий слой содержит, как металлический, так и органический компоненты, предпочтительно, чтобы металлическая часть слоя была нанесена непосредственно на рабочий слой, а на эту металлическую часть слоя была нанесена органическая часть слоя. При этом металлическая часть слоя и органическая часть слоя совместно образуют скользящий слой.
Особенно пригодным металлическим материалом для скользящего слоя является чистое золото или золотосодержащий сплав, который состоит из следующих легирующих элементов: 98,5-100,0 масс. % золота, 0-0,5 масс. % кобальта и 0-1,0 масс. % прочих легирующих элементов. При этом суммарное содержание легирующих элементов составляет 100 масс. %.
Особенно пригодными органическими материалами для скользящего слоя являются по меньшей мере один фторсодержащий полимер и/или по меньшей мере одна соль жирных кислот. Фторсодержащий полимер может представлять собой, например, перфторполиэфир (ПФПЭ) или политетрафторэтилен (ПТФЭ). Соль жирных кислот может представлять собой, например, 12-гидроксистеарат лития.
Толщина скользящего слоя предпочтительно лежит в пределах от 0,05 мкм до 0,25 мкм. Таких тонких скользящих слоев уже достаточно, чтобы обеспечить хорошее скольжение электрического контактного элемента, поэтому нанесение скользящего слоя на рабочий слой не вызывает существенного увеличения толщины всего покрытия.
Рабочий слой электрического контактного элемента согласно изобретению может быть особенно полезным при использовании в том случае, когда основание состоит из меди, низколегированного медного сплава или латуни. В этом случае он состоит из следующих легирующих элементов: 50-100 масс. % меди, 0-45 масс. % цинка и 0-5 масс. % прочих легирующих элементов. Таким образом, суммарное содержание легирующих элементов составляет 100 масс. %. При этом, даже если суммарное содержание прочих легирующих элементов может составлять до 5 масс. %, предпочтительно, чтобы содержание каждого отдельного прочего легирующего элемента не превышало 2 масс. % относительно всего сплава. Кроме того, предпочтительно, чтобы содержание каждого из таких прочих легирующих элементов, как бериллий, хром, железо, кобальт, магний, марганец, никель, фосфор, сера, серебро, кремний, теллур, титан, олово и цирконий не превышало в сплаве 2 масс. %, а содержание любого из не указанных в этом списке прочих легирующих элементов составляло не более 1 масс. %.
Электрический контактный элемент согласно изобретению может быть изготовлен с хорошими техническими свойствами без необходимости использования при этом большого количества дорогостоящих благородных металлов.
Краткое описание чертежей
Ниже приведено более подробное описание вариантов осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показаны:
ФИГ. 1 - схематический вид в продольном разрезе конструкции, состоящей из двух электрических штекерных соединителей,
ФИГ. 2 - вид в поперечном разрезе области контакта между двумя электрическими контактными элементами в сравнительном примере,
ФИГ. 3 - вид в поперечном разрезе области контакта двух электрических контактных элементов согласно вариантам осуществления изобретения.
Осуществление изобретения
На ФИГ. 1 показана схематическая конструкция пары штекерных соединителей. Первый штекерный соединитель 10 содержит электрический контактный элемент 11 в виде ножевого элемента. Он окружен первым изолятором 12, выполненным из полимерного материала. Второй штекерный соединитель 20 содержит второй электрический контактный элемент 21 в виде упругого элемента. Он окружен вторым изолятором 22, выполненным из полимерного материала. Если оба штекерных соединителя 10, 20 соединяются, как показано на чертеже, то второй изолятор 22 задвигается в первый изолятор 12, а первый электрический контактный элемент 11 вводится во второй электрический контактный элемент 21. При этом пружины второго контактного элемента 21 отгибаются друг от друга, а затем под действием их упругости прочно прижимаются к первому контактному элементу 11. В области 30 контакта, в которой контактируют оба контактных элемента 11, 21, обеспечивается наличие электропроводности.
В электрических штекерных соединителях 10, 20, которые содержат контактные элементы 11, 21 согласно уровню техники, в области 30 контакта используется конструкция контактных элементов 11, 21, показанная на ФИГ. 2. Первый контактный элемент 11 содержит основание 111, промежуточный слой 112, расположенный на основании 111, и рабочий слой 113, расположенный на промежуточном слое 112. Второй контактный элемент 21 содержит основание 211, промежуточный слой 212, расположенный на основании 211, и рабочий слой 213, расположенный на промежуточном слое 212. Основания 111, 211, промежуточные слои 112, 212 и рабочие слои 113, 213 имеют состав в процентах по массе, представленный в таблице 1:
В данном примере промежуточные слои 112, 212 имеют толщину d112, d212, равную 3 мкм, а рабочие слои 113, 213 - толщину d113, d213, равную 4 мкм. Рабочие слои 113, 213 соприкасаются в области 30 контакта, при этом может происходить истирание серебра. Большое количество серебра, которое требуется для получения рабочих слоев, делает изготовление электрических контактных элементов 11, 21 дорогостоящим.
На ФИГ. 3 показана конструкция электрических контактных элементов 11, 21 согласно некоторым вариантам осуществления изобретения, которые могут быть использованы в паре штекерных соединителей 10, 20 с ФИГ. 1. Дополнительно к показанной на ФИГ. 2 конструкции электрических контактных элементов 11, 21, содержащих основания 111, 211, промежуточные слои 112, 212 и рабочие слои 113, 213, контактные элементы 11, 21 согласно этим вариантам осуществления изобретения на рабочих слоях 113, 213 содержат скользящие слои 114, 214. Это приводит к тому, что в области 30 контакта вместо контактирования рабочих слоев 113, 213 имеет место контактирование скользящих слоев 114, 214. В то время как толщина промежуточных слоев 112, 212 в данных вариантах осуществления изобретения совпадает с толщиной промежуточных слоев 112, 212 в сравнительном примере, рабочие слои 113, 213 в вариантах осуществления изобретения имеют гораздо меньшую толщину d113, d213, которая составляет всего 0,65 мкм. Это приводит к значительной экономии материалов по отношению к сравнительному примеру. Скользящие слои 114, 214 в вариантах осуществления изобретения имеют толщину d114, d214, равную 0,10 мкм. Таким образом, каждый рабочий слой 113, 213 даже вместе с соответствующим скользящим слоем 114, 214 является более тонким, чем рабочий слой 113, 213 в сравнительном примере.
В первом варианте осуществления изобретения компоненты контактных элементов 11, 21 имеют состав в процентах по массе, представленный в таблице 2:
При этом промежуточный (д. б. рабочий) слой, который в сравнительном примере состоит из чистого серебра, в первом варианте осуществления выполнен из чистого рутения. Это приводит к снижению затрат не только по причине меньшего расхода металла на изготовление рабочего слоя, но и благодаря применению менее дорогостоящего металла. Скользящий слой состоит из сплава золота и кобальта, который обеспечивает превосходную электропроводность и, кроме того, по причине мягкости этого сплава обеспечивает лучшее скольжение, чем серебро, применяемое в сравнительном примере. Однако при этом скользящий слой является настолько тонким, что, несмотря на применение благородного металла, он не приводит к существенному увеличению затрат на изготовление контактных элементов 11, 21.
Во втором варианте осуществления электрических контактных элементов 11, 21 их компоненты имеют состав в процентах по массе, представленный в таблице 3:
Чистый рутений рабочего слоя 113, 213 согласно первому варианту осуществления в данном случае заменен сплавом рутений-никель (?). При этом было установлено, что применение такого сплава позволяет достичь и даже превзойти свойства электрических контактных элементов согласно сравнительному примеру в части коррозионной стойкости и электропроводности.
В третьем варианте осуществления электрических контактных элементов 11, 21 их компоненты имеют состав в процентах по массе, представленный в таблице 4:
В отличие от первого варианта осуществления металлические скользящие слои 114, 214 были заменены органическими скользящими слоями, которые состоят из ПТФЭ. При этом было установлено, что при отказе от дорогостоящего благородного металла в третьем варианте осуществления, тем не менее, может быть получено превосходное скольжение контактных элементов 11, 21, а электропроводность не уступает электропроводности соответствующих электрических контактных элементов 11, 21 в сравнительном примере.
Все три описанных варианта осуществления электрических контактных элементов 11, 21 согласно изобретению позволяют осуществить экономичную замену электрических контактных элементов 11, 21, используемых в сравнительном примере, без ухудшения соответствующих свойств контактных элементов 11, 21.
Claims (25)
1. Электрический контактный элемент (11, 21) для штекерного соединителя (10, 20), содержащий металлическое основание (111, 211), нанесенный на основание (111, 211) металлический промежуточный слой (112, 212), толщина (d112, d212) которого лежит в пределах от 1,5 мкм до 4,0 мкм, и рабочий слой (113, 213), нанесенный на промежуточный слой (112, 212), при этом рабочий слой (113, 213) состоит из следующих легирующих элементов:
50-100 масс. % рутения,
0-30 масс. % никеля,
0-20 масс. % хрома,
0-20 масс. % кобальта,
0-20 масс. % платины,
0-1 масс. % прочих легирующих элементов,
при этом суммарное содержание легирующих элементов составляет 100 масс. %, отличающийся тем, что на рабочем слое (113, 213) расположен металлический и/или органический скользящий слой (114, 214).
2. Электрический контактный элемент (11, 21) по п. 1, отличающийся тем, что рабочий слой (113, 213) имеет толщину (d113, d213) в пределах от 0,15 мкм до 1,50 мкм.
3. Электрический контактный элемент (11, 21) по п. 1 или 2, отличающийся тем, что промежуточный слой (112, 212) состоит из следующих легирующих элементов:
99-100 масс. % меди или никеля,
0-1 масс. % прочих легирующих элементов,
при этом суммарное содержание легирующих элементов составляет 100 масс. %.
4. Электрический контактный элемент (11, 21) по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что скользящий слой (114, 214) содержит сплав, который состоит из следующих легирующих элементов:
98,5-100,0 масс. % золота,
0-0,5 масс. % кобальта,
0-1,0 масс. % прочих легирующих элементов,
при этом суммарное содержание легирующих элементов составляет 100 масс. %.
5. Электрический контактный элемент (11, 21) по одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что скользящий слой (114, 214) содержит по меньшей мере один фторсодержащий полимер и/или по меньшей мере одну соль жирных кислот.
6. Электрический контактный элемент (11, 21) по одному из пп. 1-5, отличающийся тем, что скользящий слой (114, 214) имеет толщину (d114, d214) в пределах от 0,05 мкм до 0,25 мкм.
7. Электрический контактный элемент (11, 21) по одному из пп. 1-6, отличающийся тем, что основание (111, 211) состоит из следующих легирующих элементов:
50-100 масс. % меди,
0-45 масс. % цинка,
0-5 масс. % прочих легирующих элементов,
при этом суммарное содержание легирующих элементов составляет 100 масс. %.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102019115239 | 2019-06-05 | ||
| DE102019115239.9 | 2019-06-05 | ||
| PCT/EP2020/062402 WO2020244865A1 (de) | 2019-06-05 | 2020-05-05 | Elektrisches kontaktelement |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2769371C1 true RU2769371C1 (ru) | 2022-03-30 |
Family
ID=70613755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021118493A RU2769371C1 (ru) | 2019-06-05 | 2020-05-05 | Электрический контактный элемент |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220209447A1 (ru) |
| EP (1) | EP3871293B1 (ru) |
| JP (1) | JP2022536230A (ru) |
| KR (1) | KR20220015371A (ru) |
| CN (1) | CN113491038A (ru) |
| BR (1) | BR112021016707A2 (ru) |
| CA (1) | CA3135883A1 (ru) |
| IL (1) | IL283759A (ru) |
| MA (1) | MA53996A (ru) |
| MX (1) | MX2021014156A (ru) |
| RU (1) | RU2769371C1 (ru) |
| SG (1) | SG11202106502SA (ru) |
| WO (1) | WO2020244865A1 (ru) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102019115243A1 (de) * | 2019-06-05 | 2020-12-10 | Erni International Ag | Elektrisches Kontaktelement für hohe Betriebsspannungen |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015046267A (ja) * | 2013-08-27 | 2015-03-12 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 電子部品用金属材料及びその製造方法、それを用いたコネクタ端子、コネクタ及び電子部品 |
| US20150079858A1 (en) * | 2012-03-21 | 2015-03-19 | Enplas Corporation | Electric contact and socket for electrical part |
| RU2566103C1 (ru) * | 2011-09-20 | 2015-10-20 | Джей Экс Ниппон Майнинг Энд Метлз Корпорейшн | Металлический материал для электронного компонента и способ его изготовления |
| JP2017078194A (ja) * | 2015-10-20 | 2017-04-27 | 松田産業株式会社 | ルテニウムを含む積層めっき被覆材 |
| CN206188898U (zh) * | 2016-07-22 | 2017-05-24 | 东莞普瑞得五金塑胶制品有限公司 | 一种手机快充接口通电耐腐蚀的专用镀层 |
| CN109004405A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-12-14 | 北京小米移动软件有限公司 | 插接端子、插接引脚加工工艺及电子设备 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3216341B2 (ja) * | 1993-06-29 | 2001-10-09 | ぺんてる株式会社 | 貴金属めっきの製造方法 |
| JPH10233121A (ja) * | 1997-02-18 | 1998-09-02 | Hitachi Cable Ltd | リードワイヤ |
| TWI225322B (en) * | 2002-08-22 | 2004-12-11 | Fcm Co Ltd | Terminal having ruthenium layer and a connector with the terminal |
| CN101684565B (zh) * | 2009-08-10 | 2012-03-21 | 成都宏明双新科技股份有限公司 | 一种镀黑钌的工艺 |
| CN104769782A (zh) * | 2012-10-04 | 2015-07-08 | 富加宜（亚洲）私人有限公司 | 包括防腐涂层的电触头 |
| WO2016010053A1 (ja) * | 2014-07-14 | 2016-01-21 | 矢崎総業株式会社 | 電気素子 |
-
2020
- 2020-05-05 CN CN202080008484.8A patent/CN113491038A/zh active Pending
- 2020-05-05 RU RU2021118493A patent/RU2769371C1/ru active
- 2020-05-05 MA MA053996A patent/MA53996A/fr unknown
- 2020-05-05 US US17/607,826 patent/US20220209447A1/en active Pending
- 2020-05-05 SG SG11202106502SA patent/SG11202106502SA/en unknown
- 2020-05-05 MX MX2021014156A patent/MX2021014156A/es unknown
- 2020-05-05 WO PCT/EP2020/062402 patent/WO2020244865A1/de unknown
- 2020-05-05 BR BR112021016707A patent/BR112021016707A2/pt unknown
- 2020-05-05 EP EP20724458.3A patent/EP3871293B1/de active Active
- 2020-05-05 JP JP2021539966A patent/JP2022536230A/ja active Pending
- 2020-05-05 CA CA3135883A patent/CA3135883A1/en active Pending
- 2020-05-05 KR KR1020217028050A patent/KR20220015371A/ko active Search and Examination
-
2021
- 2021-06-07 IL IL283759A patent/IL283759A/en unknown
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2566103C1 (ru) * | 2011-09-20 | 2015-10-20 | Джей Экс Ниппон Майнинг Энд Метлз Корпорейшн | Металлический материал для электронного компонента и способ его изготовления |
| US20150079858A1 (en) * | 2012-03-21 | 2015-03-19 | Enplas Corporation | Electric contact and socket for electrical part |
| JP2015046267A (ja) * | 2013-08-27 | 2015-03-12 | Jx日鉱日石金属株式会社 | 電子部品用金属材料及びその製造方法、それを用いたコネクタ端子、コネクタ及び電子部品 |
| JP2017078194A (ja) * | 2015-10-20 | 2017-04-27 | 松田産業株式会社 | ルテニウムを含む積層めっき被覆材 |
| CN206188898U (zh) * | 2016-07-22 | 2017-05-24 | 东莞普瑞得五金塑胶制品有限公司 | 一种手机快充接口通电耐腐蚀的专用镀层 |
| CN109004405A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-12-14 | 北京小米移动软件有限公司 | 插接端子、插接引脚加工工艺及电子设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA3135883A1 (en) | 2020-12-10 |
| JP2022536230A (ja) | 2022-08-15 |
| EP3871293B1 (de) | 2024-04-10 |
| SG11202106502SA (en) | 2021-07-29 |
| US20220209447A1 (en) | 2022-06-30 |
| WO2020244865A1 (de) | 2020-12-10 |
| CN113491038A (zh) | 2021-10-08 |
| MA53996A (fr) | 2022-05-04 |
| MX2021014156A (es) | 2022-01-04 |
| EP3871293A1 (de) | 2021-09-01 |
| KR20220015371A (ko) | 2022-02-08 |
| BR112021016707A2 (pt) | 2021-12-21 |
| IL283759A (en) | 2021-07-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4934456B2 (ja) | めっき材料および前記めっき材料が用いられた電気電子部品 | |
| US7294028B2 (en) | Electrical contact | |
| KR101649094B1 (ko) | 압입형 단자 및 그것을 사용한 전자 부품 | |
| WO2014199837A1 (ja) | 接触端子構造 | |
| JPWO2006077827A1 (ja) | プレスフィット端子とその製造方法及びプレスフィット端子−回路基板間の接続構造 | |
| WO2015108004A1 (ja) | コネクタ用電気接点材料及びその製造方法 | |
| KR20150063524A (ko) | 전자 부품용 금속 재료 및 그 제조 방법 | |
| RU2769371C1 (ru) | Электрический контактный элемент | |
| JP2012062564A (ja) | めっき材およびその製造方法 | |
| KR20150065795A (ko) | 전자 부품용 금속 재료 및 그 제조 방법 | |
| JP2010267418A (ja) | コネクタ | |
| US20170162969A1 (en) | Terminal pair and connector | |
| US11211730B2 (en) | Connector terminal, electrical wire with terminal, and terminal pair | |
| JP2010267419A (ja) | コネクタおよびコネクタ用金属材料 | |
| RU2769459C1 (ru) | Электрический контактный элемент для высоких рабочих напряжений | |
| JP6553333B2 (ja) | 電子部品用金属材料、それを用いたコネクタ端子、コネクタ及び電子部品 | |
| CN109155208B (zh) | 电触点用的覆层材料和该覆层材料的制造方法 | |
| JP6488070B2 (ja) | 端子金具 | |
| JP7060514B2 (ja) | 導電性条材 | |
| US9018552B2 (en) | Electrical contact including stainless steel material | |
| JP4704132B2 (ja) | 複合めっき材およびその製造方法 | |
| CN117996479A (zh) | 导电端子及其所应用的电连接器 | |
| JP2017082337A (ja) | 端子金具 | |
| JP2008231540A (ja) | 耐硫化性に優れた準安定オーステナイト系ステンレス鋼帯 | |
| JPH0312427B2 (ru) |