针管和针管的制备方法

文档序号:164443 发布日期:2021-10-29 浏览:56次 >En<

阅读说明:本技术 针管和针管的制备方法 (Needle tube and method for producing needle tube ) 是由 马増世 喻世泽 于 2021-07-15 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种针管和针管的制备方法,其中,针管包括基材以及第一导电层,所述基材呈筒状,并具有相对的内表面与外表面,所述第一导电层设置于所述基材的内表面。本发明针管的耐腐蚀性强、接触电阻值小和电镀成本低。(The invention discloses a needle tube and a preparation method of the needle tube, wherein the needle tube comprises a base material and a first conducting layer, the base material is cylindrical and is provided with an inner surface and an outer surface which are opposite, and the first conducting layer is arranged on the inner surface of the base material. The needle tube has the advantages of strong corrosion resistance, small contact resistance and low electroplating cost.)

针管和针管的制备方法

技术领域

本发明涉及金属表面镀层技术领域,特别涉及一种针管和针管的制备方法。

背景技术

由于消费电子产品中Pogo Pin连接器对盐雾、汗液的耐腐蚀性要求越来越高,一些高盐雾、汗液的耐腐蚀材料,如SUS316、C904、904L、C276哈氏合金、C22哈氏合金等得以应用。但是,这些材料的主要成分是铁类,电阻大,导电性能差,实际使用时会影响设备的充电效率。现有技术采用零件整体电镀电阻更小的金属(例如镍、金)来提高Pogo Pin连接器的针管的导电性,但是镀层的耐腐蚀性比基材的耐腐蚀性差,并且电镀成本高。

上述内容仅用于辅助理解发明的技术方案,并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种针管,旨在降低现有针管接触电阻值的同时,提高针管的耐腐蚀性。

为实现上述目的,本发明提出一种针管,包括:

基材,所述基材呈筒状,并具有相对的内表面与外表面;以及

第一导电层,设置于所述基材的内表面。

在一实施例中,所述针管还包括:

第二导电层,设置于所述基材的外表面,所述第二导电层的厚度小于所述第一导电层的厚度。

在一实施例中,所述针管还包括:

第三导电层,包括设于所述第一导电层外侧的第一子层,及设于所述基材外表面的第二子层,所述第一子层的厚度等于所述第二子层的厚度。

在一实施例中,所述针管的接触电阻值为大于或等于1毫欧姆,且小于或等于30毫欧姆。

本发明还提出一种针管的制备方法,包括如下步骤:

在基材的内表面与外表面镀第一导电层;

将密封塞放入所述基材内,以对所述第一导电层位于所述基材外表面的部分进行退镀;

取出所述密封塞。

在一实施例中,所述取出所述密封塞的步骤之前,还包括:

在所述基材的外表面镀第二导电层。

在一实施例中,所述取出所述密封塞的步骤之后,还包括:

在所述基材的内表面和外表面镀第三导电层。

在一实施例中,所述取出所述密封塞的步骤包括:

将带有所述密封塞的针管放入加热装置中,加热至150℃~260℃时,取出所述密封塞。

在一实施例中,所述密封塞包括相互连接的塞帽和塞入部,所述塞入部用以塞入所述针管的基材内。

在一实施例中,所述密封塞由硅胶材料或橡胶材料制备而成。

本发明针管包括基材以及第一导电层;所述基材呈筒状,并具有相对的内表面与外表面,所述第一导电层设置于所述基材的内表面;如此,所述针管的内表面镀有所述第一导电层,降低了所述基材内部的接触电阻值;所述针管的外表面没有设置导电层,一方面保留了所述基材的高耐腐蚀性;另一方面,所述基材的导电性低于所述第一导电层,电子不容易向所述基材及所述基材的外表面传递,从而电流在所述基材的内部具有低的、稳定的接触阻抗,导通稳定,提升了连接器载流能力和设备充电效率;再一方面,也减少了镀层材料的使用,降低了电镀成本;这样,所述针管的耐腐蚀性强、接触电阻值小和电镀成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明针管与密封塞装配前的立体图;

图2为本发明针管与密封塞装配后的截面图;

图3为本发明针管一实施例的部分结构剖视图;

图4为本发明针管另一实施例的部分结构剖视图;

图5为本发明针管再一实施例的部分结构剖视图。

附图标号说明:

标号 名称 标号 名称 标号 名称
1 针管 11 基材 12 第一导电层
13 第二导电层 14 第三导电层 141 第一子层
142 第二子层 2 密封塞 21 塞帽
22 塞入部 221 第一子部 222 第二子部

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。

具体实施方式

需要说明,若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,全文中出现的“和/或”的含义为,包括三个并列的方案,以“A和/或B”为例,包括A方案,或B方案,或A和B同时满足的方案。

本发明提出一种针管。

请参阅图1至图5,本发明提出的针管1包括基材11以及第一导电层12;所述基材11呈筒状,并具有相对的内表面与外表面,所述第一导电层12设置于所述基材11的内表面。

在本发明针管1中,所述基材11呈筒状,所述基材11的一端开口,用以供针头和弹簧伸入。所述基材11可以由SUS316、904L、C276哈氏合金、C22哈氏合金等材料制备而成,上述材料均对盐雾、汗液具有高的耐腐蚀性。具体地,所述SUS316含碳量低且含有2%~3%的钼,对还原性盐、各种无机酸和有机酸、碱、盐类具有良好的耐腐蚀性能,同时具有耐高温、外观光泽度好、加工硬化性优秀、固溶状态无磁性、焊接性能良好等多种优点。所述904L是一种含炭量很低的高合金化的奥氏体不锈钢,专为腐蚀条件苛刻的环境而设计,具有良好的抗点腐蚀和缝隙腐蚀的能力、很高的抗应力腐蚀破裂能力、良好的抗晶间腐蚀能力和良好的可加工性和可焊性。所述C276哈氏合金属于镍-钼-铬-铁-钨系镍基合金,主要耐湿氯、各种氧化性氯化物、氯化盐溶液、硫酸与氧化性盐,在低温与中温盐酸中均有很好的耐蚀性能。所述C22哈氏合金在氧化介质中耐均匀腐蚀能力和耐局部腐蚀能力均比所述C276哈氏合金好,对氧化性和中等还原性腐蚀有较好的抵抗能力,具有优异的抗应力腐蚀能力。

所述第一导电层12可以包括金、镍、铑、钯和其他一些贵金属,不同材料制成的所述针管1适用于不同的使用场景。在弹簧针Pogo Pin领域,所述针管1通常采用无电解镀方法来实现敷镀,采用滚镀硬金、铜合金的滚电镀工艺制备。制备方法根据制备材料中是否有镍,可分为两种。第一种制备方法是无镍释放工艺,先滚镀白铜锡或氰化亚铜做底层后,再滚镀硬金,层中可以安排銠、钌、銠钌、白锡钴、钯、银、锡铈、铜锌、哑锡、锌、锌镍、铜铈、铜锡、铟、铂等(视产品使用及功能需要)。第二种制备方法是有镍工艺,先滚镀氨基磺酸型改良镀镍或普通硫酸哑镍做底层后,再滚镀硬金。

本发明针管1包括基材11以及第一导电层12;所述基材11呈筒状,并具有相对的内表面与外表面,所述第一导电层12设置于所述基材11的内表面;如此,所述针管1的内表面镀有所述第一导电层12,降低了所述基材11内部的接触电阻值;所述针管1的外表面没有设置导电层,一方面保留了所述基材11的高耐腐蚀性;另一方面,所述基材11的导电性低于所述第一导电层12,电子不容易向所述基材11及所述基材11的外表面传递,从而电流在所述基材11的内部具有低的、稳定的接触阻抗,导通稳定,提升了连接器载流能力和设备充电效率;再一方面,也减少了镀层材料的使用,降低了电镀成本;这样,所述针管1的耐腐蚀性强、接触电阻值小和电镀成本低。

请参阅图4,在一实施例中,所述针管1还包括第二导电层13,所述第二导电层13设置于所述基材11的外表面,所述第二导电层13的厚度小于所述第一导电层12的厚度。所述第二导电层13的设置,适用于需要降低所述基材11外表面接触电阻值的使用场景。由于所述基材11的外表面相比内表面更容易接触到汗液和盐雾,所述第二导电层13的厚度小于所述第一导电层12的厚度,使得所述基材11的外表面仍具有良好的耐腐蚀性。

请参阅图5,在一实施例中,所述针管1还包括第三导电层14,所述第三导电层14包括设于所述第一导电层12外侧的第一子层141,及设于所述基材11外表面的第二子层142,所述第一子层141的厚度等于所述第二子层142的厚度。所述第三导电层14的设置,同样适用于需要降低所述基材11外表面接触电阻值的使用场景。所述第三导电层14的厚度小于所述第一导电层12的厚度,同样保证了所述基材11外表面仍具有良好的耐腐蚀性。

所述针管1的接触电阻值为大于或等于1毫欧姆,且小于或等于30毫欧姆。在本实施例中,所述针管1的外表面没有设置导电层,所述基材11的导电性低于所述第一导电层12,电子不容易向所述基材11及所述基材11的外表面传递,从而电流在所述基材11的内部具有低的、稳定的接触阻抗,使得所述针管1的接触电阻值可以降至1~30毫欧姆,提升了连接器载流能力和设备充电效率。

请参阅图1至图5,本发明还提出一种针管1的制备方法,包括如下步骤:在基材11的内表面与外表面镀第一导电层12;将密封塞2放入所述基材11内,以对所述第一导电层12位于所述基材11外表面的部分进行退镀;取出所述密封塞2。

在本发明制备方法中,可以选用化学镀层的方法在所述基材11的内表面与外表面镀所述第一导电层12。化学镀层的镀液一般以硫酸镍、乙酸镍等为主盐,次亚磷酸盐、硼氢化钠、硼烷、肼等为还原剂,再添加各种助剂,在90℃的酸性溶液或接近常温的中性溶液、碱性溶液中进行作业。化学镀层没有电解过程,一般流程为:清洁、微蚀、预浸、活化、化学镀镍、化学浸层等。化学镀的镀层在均匀性、耐蚀性、硬度、可焊性、磁性、装饰性上都显示出优越性。

所述密封塞2可以通过自动化机械手被塞入所述基材11内。关于所述密封塞2的具体结构,后文会进行详细介绍,在此不做赘述。

退镀所述第一导电层12位于所述基材11外表面的部分的方法有两种,一种是将所述针管1浸泡在退镀溶液中,利用化学溶解法将电镀层除去。具体地,利用某些基体金属在碱性溶液或含有铬化合物的溶液里阳极钝化,溶液的钝化条件或缓蚀使金属基体免受腐蚀,或在酸性溶液中加入缓蚀剂等物质,使得只有镀层金属发生阳极氧化而溶解。另一种方法是将所述针管1放在退镀溶液中进行电解,利用电化学法将电镀层除去。镀层金属在阳极失去电子,并在配位剂或沉淀剂或电场作用下进入溶液或沉积在槽底,当镀层溶解完毕露出金属基体时,溶液的钝化条件或缓蚀剂使金属基体免受腐蚀。电解退镀液主要包括氧化剂、铵盐、有机胺类、相应基体的缓蚀剂、提高退镀速率的催化剂(例如二价硫化物)等。目前对钢铁基体上铜/镍/铬或镍/铁/铬镀层的退镀,普遍采用以硝酸铵或硝酸钠为主盐,醋酸盐为缓冲剂,柠檬酸及三乙醇胺为络合剂,pH为中性的配方。

在退镀过程中,所述密封塞2密封所述基材11的内部,退镀液无法进入所述基材11的内部,保证了只有位于所述基材11外表面的所述第一导电层12得以退镀。

本发明针管1的制备方法制备出的针管1具有耐腐蚀强、接触电阻值小、成本低的优点;并且,本发明针管1的制备方法中采用的所述密封塞2可以被重复利用,使用方便。

在一实施例中,所述取出所述密封塞2的步骤之前,还包括在所述基材11的外表面镀第二导电层13。此制备方法制备的所述针管1,适用于需要所述基材11的外表面也具有比较低的接触电阻值的使用场景。在本制备方法中,所述第二导电层13的厚度小于所述第一导电层12的厚度。

在一实施例中,所述取出所述密封塞2的步骤之后,还包括在所述基材11的内表面和外表面镀第三导电层14。此步骤制备的所述针管1,也适用于需要所述基材11的外表面具有比较低的接触电阻值的使用场景。并且,在此制备方法中,所述密封塞2与所述针管1的电镀互不干扰,所述密封塞2可以被循环利用。

在一实施例中,所述取出所述密封塞2的步骤包括将带有所述密封塞2的针管1放入加热装置中,加热至150℃~260℃时,取出所述密封塞2。所述加热装置可以为烤箱。当带有所述密封塞2的针管1放入加热装置中加热至大于或等于150℃时,所述针管1内表面与所述密封塞2之间的空气因受热压强剧增,推动所述密封塞2从所述基材11内脱出。考虑到所述密封塞2的最高受热温度为小于或等于260℃,所以加热温度设为150℃~260℃比较合适。当然,所述密封塞2与所述针管1的分离也可以通过自动化机械手完成。

请参阅图1和图2,在一实施例中,所述密封塞2包括相互连接的塞帽21和塞入部22,所述塞入部22用以塞入所述针管1的基材11内。所述塞帽21的直径可以大于所述基材11的内部的直径,这样方便抓取所述塞帽21将所述塞入部22塞入或者从所述基材11中取出。所述塞入部22可以包括第一子部221和第二子部222,所述第一子部221连接位于所述塞帽21和所述第二子部222之间,且连接所述塞帽21和所述第二子部222,所述第一子部221的直径大于所述基材11的内部的直径,这样所述第一子部221可以密封所述基材11的内部。所述第二子部222的直径可以小于所述基材11的内部的直径,这样方便所述塞入部22被装入所述基材11内。并且,所述第二子部222的直径小于所述基材11的内部的直径,使得所述塞入部22塞入所述基材11内后,所述第二子部222与所述基材11的内表面之间具有一定的间隙,所述间隙内的空气可以在150℃~260℃时推动所述密封塞2从所述基材11内脱出,实现所述密封塞2与所述针管1的分离。

所述密封塞2由硅胶材料或橡胶材料制备而成。这样,所述密封塞2具有弹性,密封效果比较好。进一步地,所述密封塞2可以由耐高温的硅胶材料或橡胶材料制备而成,这样所述密封塞2通过加热至150℃~260℃的方式与所述针管1分离时,不会发生变形,所述密封塞2得以循环利用。

实施例1

采用本发明制备方法制备针管1,请参阅图3,所述针管1包括基材11以及第一导电层12,所述第一导电层12设置于所述基材11的内表面。

所述第一保护层分为铜层、钯-P层和金层。铜层为底镀层,可以有效调节所述基材11与钯-P层之间的契合,厚度约1.5~3微米。在铜层上镀钯-P层,钯-P层的厚度约为0.08~0.14微米。钯具有自催化性,在化学铜上预敷钯后,催化还原金,镀层金层。所述针管1的滚镀过程包括超声波除油、化学抛光、水洗、硫酸活化、水洗、化学镀铜(HV160#)、预钯核处理、化学镀钯-P;控制厚度采用XRF:X-RAY光谱仪。

实施例2

采用本发明制备方法制备针管1。请参阅图4,所述针管1包括基材11、第一导电层12和第二导电层13,所述第二导电层13的厚度小于所述第一导电层12的厚度。所述第二导电层13的滚镀方法参考实施例一中所述第一导电层12的滚镀方法,不再赘述。

实施例3

采用本发明制备方法制备针管1。请参阅图5,所述针管1包括基材11、第一导电层12和第三导电层14,所述第三导电层14包括设于所述第一导电层12外侧的第一子层141,及设于所述基材11外表面的第二子层142,所述第一子层141的厚度等于所述第二子层142的厚度。所述第三导电层14的滚镀方法参考实施例一中所述第一导电层12的滚镀方法。

对比例1

购买于市面上的一种针管。

对比例2

购买于市面上的另一种针管。

一、分别对实施例1-3、对比例1、2的针管进行耐腐蚀性测试。随机抽取,每种针管平行检测20个。测试步骤如下:

(1)在针管上涂抹汗液(pH约为4.6),充电测试1小时,每10min涂抹汗液一次;

(2)放置于5%的氯化钠盐水溶液,溶液的pH为6.5~7.2,盐雾的沉降率为1~3ml/80cm2.h、沉降量为1~2ml/80cm2.h,在55℃、95%RH的环境中处理3h;

(3)清水清洗,放置12小时以上观察结果。

表1耐腐蚀性测试结果

测试结果请参阅表1,表1的结果显示,经过上述处理后,本发明针管1没有出现镀层脱落、变色、腐蚀和析出铜绿的现象,具有优秀的耐腐蚀性;市面上的针管经过上述处理后,出现变色、腐斑和析出铜绿的现象。以上结果说明,本发明针管1具有更好的耐腐蚀性。

二、以四线量测法测量针管的接触电阻值。测试电流:100mA Max,测试电压:20mVMax。随机抽取,每种针管检测10个,重复检测3次。检测结果的平均值请参阅表2。

表2接触电阻值测试结果

表2的结果显示,本发明针管1的接触电阻值均小于30mΩ,现有针管的接触电阻值大于200mΩ。本发明针管1的接触电阻值明显小于现有针管的电阻值,本发明针管1从而具有比较高的连接器载流能力和设备充电效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

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