一文了解连接器的磨损机制！

连接器的磨损机制会影响其性能，当连接器进行接插工序时，产生的磨损会去除为接触弹簧材料提供腐蚀保护的接触涂层，最常用的接触弹簧材料是铜合金，所有这些材料在典型的连接器工作环境中都容易受到腐蚀。

造成连接器磨损的主要原因分为两个，最明显的一个是每次连接器配合时发生的磨损，此时插头和插座的接触面相互滑动。第二个是在连接器的使用寿命期间由于微动运动而发生的磨损。提醒一下，微动运动是由机械干扰或热膨胀失配力引起的小尺度运动，从几微米到几十微米。

关于连接器的磨损机制可能非常复杂，磨损可以用一个简单的方程来描述，尽管方程中参数的含义可能相当复杂。举例为V=kFL/H，其中V是磨损量（在单次磨损事件中从界面上去除的金属量），k是磨损系数，F是施加的载荷（在连接器的情况下，接触法向力），L是长度磨损事件的运动，H是接触金属的硬度（接触光洁度）。

F、L和H的解释相对简单，接触力F是连接器设计参数，磨损事件的长度是配合期间的接合长度，或微动运动的长度。啮合长度是一个连接器设计参数，但微动运动的长度是一个取决于许多参数的变量。在等式中，H是接触金属的硬度，对于类似的材料，它将是给定材料的硬度，对于两种不同的金属，它将是复合硬度。

在连接器中，两个接触弹簧通常具有相同的表面光洁度，例如金，但镍底板的厚度和接触弹簧材料的硬度可能不同，因此复合硬度是合适的。然而，对于给定的连接器，可以考虑F、L和H。

磨损量V需要一些解释，与连接器磨损有关的参数是每次磨损事件期间表面厚度的损失，给定V=At，其中A是接触界面的面积，t是去除材料的厚度。A取决于接触几何形状，与直径为1厘米的滚珠轴承相比，当您考虑针尖与表面接触导致的磨损时，这种依赖性就很明显了。同样，对于给定的连接器系统，这种关系可以被认为是已知的。

但是k是一个有很多参数的变量，其中最重要的参数是接触力F、硬度H、接触几何、表面粗糙度以及接触表面的润滑状态。对于给定的连接器的F、H、接触几何形状和表面粗糙度在某种程度上是已知的。对于未在润滑状态下提供的连接器，润滑状态是一个变量，取决于连接器的使用环境，实际上接触力是连接器k中最重要的参数。

在连接器性能需要低接触力的应用中，例如在低电流、低配合力/高引脚数和高耐用性的应用，预期的磨损机制将是磨光磨损并且磨损率会很低。通常电源应用需要更高的接触力，以满足在电阻大小和稳定性方面更苛刻的接触界面电阻要求，在这种情况下的粘附和磨料磨损机制非常关键，这是许多电源触点设计利用多个触点梁的原因之一。

这些系统降低了连接器电阻，因为多个梁在电气上是平行的，并且它们还可以设计为具有较低的接触力，以减少粘附和磨损的可能性。当然，磨损问题最好在连接器系统的设计和制造中得到解决，由于磨损率与硬度成反比，镀锡连接器的磨损率高于金连接器，这种关系也说明了为什么通常使用所谓的硬金。

而影响镀金连接器磨损的另一个设计参数是镍底板，表面处理的厚度会影响连接器在不磨损的情况下可以支持的磨损周期数，如果发现连接器系统在磨损性能方面不足，接触润滑剂可能能够充分提高性能以满足应用要求。

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