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現(xiàn)階段，整車線束為保證裝配性以及整車電器功能的高度集成化，為滿足電器智能化全新架構(gòu)開發(fā)，一般選用的插接件接口集成度較高（不僅要輸送大電流高功率電源，還要傳輸?shù)碗妷盒‰娏鞯哪M信號），針對不同功能、不同位置選用不同等級的連接結(jié)構(gòu)來保證插接件的使用壽命不可低于正常車輛的使用壽命，在允許的誤差范圍內(nèi)必須保證電源及控制信號的穩(wěn)定傳輸；插接件通過端子相連接，公母端子使用金屬導(dǎo)電材料，端子連接品質(zhì)直接影響著整車電器功能的可靠性。
1 引言
整車線束插接件內(nèi)電流傳輸?shù)木�束端子一般用高品質(zhì)的銅合金沖壓而成， 端子一部分要與塑料殼體起到緊固作用， 另一部分要與對配端子形成電性能連接， 銅合金雖具有良好的機械性能， 但在電導(dǎo)性能方面表現(xiàn)卻差強人意；而一般具有良好電導(dǎo)性能的材料在機械性能表現(xiàn)一般， 例如錫、金、銀等。因此， 鍍層對于使端子同時兼具可接受的電導(dǎo)性及機械性能是極其必要的。
2 鍍層的類型
由于端子的功能不盡相同， 使用環(huán)境不同（高溫、熱循環(huán)、潮濕、沖擊、振動、灰塵等）， 所以選取的端子鍍層也各種各樣， 通常通過最大持續(xù)溫度、鍍層厚度、成本、對配端適合的鍍層選用不同鍍層的端子來滿足電器功能的穩(wěn)定性。鍍層的不同類型見表1。
3 鍍層的比較
3.1 鍍錫端子
鍍錫一般有良好的環(huán)境穩(wěn)定性和較低的成本， 所以應(yīng)用較為廣泛， 應(yīng)用不同方面的鍍錫層較多， 暗錫、亮錫、熱沾錫等。與其他鍍層比較， 耐磨性較差， 要少于10個插接匹配循環(huán)， 而且接觸性能會隨時間溫度降低， 一般用在低于125℃環(huán)境工況。鍍錫端子設(shè)計時， 需考慮高接觸力及微小位移才能保證接觸的穩(wěn)定性。
3.2 鍍銀端子
鍍銀一般具有良好的點接觸性能， 可用在150℃持續(xù)使用工況， 成本較貴， 在硫及氯存在的空氣中易于生銹， 比鍍錫硬， 其電阻系數(shù)略高于或相當(dāng)于錫， 潛在的電子遷移現(xiàn)象易導(dǎo)致插接件存在潛在風(fēng)險。
3.3 鍍金端子
鍍金端子擁有良好的接觸性能與環(huán)境穩(wěn)定性， 持續(xù)溫度可超過125℃， 且具有優(yōu)異的耐摩擦性能。硬金的硬度較錫和銀都硬， 且耐摩擦性優(yōu)異， 但其成本較高， 且并不是每個端子都需要鍍金， 接觸力較低會導(dǎo)致鍍錫層出現(xiàn)磨損時， 可改用鍍金端子。鍍層的不同類型對比見表2。不同鍍層之間的使用關(guān)系見表3。
4 端子鍍層應(yīng)用的意義: 既可以減少端子材料表面的腐蝕， 也可以改善插入力狀態(tài)。
4.1 減少摩擦力，降低插入力
影響端子間摩擦系數(shù)的主要因素包括：材料、表面粗糙度、表面處理。當(dāng)端子材料一定時， 端子間的摩擦系數(shù)是固定的， 相對粗糙度較大， 當(dāng)端子的表面通過鍍層處理后， 鍍層材料、鍍層厚度、鍍層光潔度等對摩擦系數(shù)都有積極的影響。
4.2 防止端子鍍層破壞后氧化銹蝕
連接器在10次插拔的有效次數(shù)內(nèi)， 端子間通過過盈配合相互作用， 在有接觸壓力時， 公母端子間相對位移， 在運動過程中會將端子表面的鍍層破環(huán)或有輕微劃痕導(dǎo)致鍍層厚度不均甚至裸露， 產(chǎn)生機械結(jié)構(gòu)的改變、擦傷、粘連、磨屑、材料轉(zhuǎn)移等， 同時還伴隨有熱量產(chǎn)生。插拔次數(shù)越多， 端子表面的刮劃痕跡越明顯， 在長時間工作及外界環(huán)境的作用下， 使端子極易失效。主要是由于接觸面微小的相對運動產(chǎn)生的氧化腐蝕， 通常是10~100μm的相對運動；劇烈運動可能導(dǎo)致接觸面之間傷害性磨損， 輕微振動可能導(dǎo)致摩擦腐蝕， 熱沖擊及環(huán)境影響加速該過程。端子相對位移導(dǎo)致端子磨損如圖1所示。
一般此類問題， 插接件運動后問題消失或更換設(shè)備（傳感器、處理器等） 可以使問題暫時性消失， 但長期使用后故障仍會再現(xiàn)。
5 端子鍍層失效的案例
以吉利某車型電動助力轉(zhuǎn)向器偶發(fā)性無助力故障為例，對市場上服務(wù)站故障車進行調(diào)研， 大都發(fā)生在南方雨水較多地區(qū)， 對安徽服務(wù)站車輛進行排查：①對目前的車輛進行檢查， 發(fā)現(xiàn)通過重新點火后， 故障消除， 故障偶發(fā)；②故障未偶發(fā)性故障， 車輛通過服務(wù)站30~50km路試， 故障無法再次出現(xiàn)；③客戶再次使用一段時間后， 反饋故障再次出現(xiàn)， 更換轉(zhuǎn)向器后故障消除， 確定電動轉(zhuǎn)向器本身出現(xiàn)助力故障， 故障凍結(jié)幀有唯一DTC代碼。經(jīng)過實物分析，助力偶發(fā)不工作故障驗證結(jié)果見表4。
從產(chǎn)品設(shè)計及性能試驗角度， 發(fā)現(xiàn)特定的振動耐久試驗條件（在78.5Hz振動） 下， Pin針腳鍍錫材料出現(xiàn)氧化和摩損；傳感器和ECU之間發(fā)生連接中斷或接觸電阻高的情況， 持續(xù)32ms以上時， 偶發(fā)性無助力故障就會出現(xiàn)， 當(dāng)連接再次恢復(fù)時， 故障消除， 造成偶發(fā)性無助力。
6 結(jié)語
端子增加鍍層既可以減少端子材料表面的腐蝕， 又可以改善插入力狀態(tài)， 但鍍層為保證功能性及經(jīng)濟性的最大化實現(xiàn)， 主要參考以下使用條件：可以耐受端子的實際溫度工況；環(huán)保、無腐蝕性；具有化學(xué)穩(wěn)定性；保證端子接觸；減少摩擦力的磨損絕緣；低成本。隨著整車的電器環(huán)境越來越復(fù)雜， 新能源時代的到來， 只有對零部件的制造技術(shù)不斷探索， 才能滿足新功能的快速迭代。
資料來源：《汽車電器》2022年第6期
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