Keďže elektrické zariadenia sú kompaktnejšie a mechanické tolerancie sa sprísňujú, výber materiálu pre lisované vodivé komponenty je čoraz náročnejší. Bežné zliatiny medi môžu poskytnúť dobrú elektrickú vodivosť, ale aplikácie vyžadujúce vysokú silu pružiny, odolnosť proti únave, odolnosť proti opotrebovaniu a rozmerovú stabilitu často vyžadujú iné materiálové riešenie.
Medené berýlium, tiež známe ako berýliová meď alebo CuBe, priťahuje v týchto aplikáciách neustálu pozornosť, pretože spája vysokú mechanickú pevnosť s užitočnou elektrickou a tepelnou vodivosťou. Vďaka týmto vlastnostiam sú lisovacie diely z medeného a berýliového plechu vhodné pre konektory, komponenty relé, spínacie kontakty, svorky, pružiny, svorky, komponenty snímačov a iné presné kovové diely.
Meď berýlium: zliatina medi navrhnutá pre pevnosť a vodivosť
Meď berýlium je zliatina-na báze medi, ktorá obsahuje berýlium ako primárny spevňovací prvok. Komerčné druhy bežne obsahujú približne 0,5 % – 3 % berýlia, pričom niektoré druhy tiež používajú kobalt, nikel alebo iné legujúce prvky na úpravu mechanických a elektrických vlastností.
Hlavnou výhodou CuBe nie je jednoducho jeho vodivosť alebo pevnosť jednotlivo, ale schopnosť získať kombináciu vlastností, ktoré je ťažké dosiahnuť s konvenčnými zliatinami medi.
V závislosti od triedy zliatiny a podmienok tepelného{0}}spracovania môže meď berýlium dosiahnuť vysokú pevnosť v ťahu a tvrdosť pri zachovaní zmysluplnej elektrickej vodivosti. Vodivosť bežne spadá do rozsahu približne 20 % – 60 % IACS pre vysokopevnostné triedy, hoci skutočná hodnota silne závisí od zloženia zliatiny, tvrdosti a podmienok starnutia.
Táto rovnováha je obzvlášť užitočná pre lisované komponenty, ktoré musia súčasne prenášať elektrický prúd a udržiavať silu pružiny alebo mechanický kontaktný tlak.
Prečo je medené berýlium vhodné na lisovanie plechov
Výroba presných medených berýliových komponentov vo všeobecnosti začína listovým alebo pásovým materiálom dodávaným v stave vhodnom na tvarovanie. Materiál potom možno spracovať pomocou operácií razenia, ako je vysekávanie, ohýbanie, tvarovanie, dierovanie a progresívne-razenie.
Vzťah medzi teplotou materiálu a procesom razenia je dôležitý.
Mäkší alebo roztokom{0}}upravený stav poskytuje lepšiu tvarovateľnosť a môže byť výhodný pre zložité lisované geometrie. Po vytvarovaní môže úprava starnutím zvýšiť tvrdosť, pevnosť v ťahu, medzu klzu a pružinové vlastnosti.
Táto postupnosť spracovania umožňuje výrobcom oddeliť požiadavky na tvarovanie od požiadaviek na konečný mechanický výkon.
Pri lisovaní z berýliovej medi pre elektrický konektor preto musia inžinieri zvážiť viac ako len nominálnu triedu materiálu. Nasledujúce faktory môžu priamo ovplyvniť hotový komponent:
- Trieda zliatiny medi berýlia
- Počiatočná tvrdosť a tvrdosť
- Hrúbka plechu
- Polomer ohybu
- Smer razenia vzhľadom na smer valcovania materiálu
- Požadovaná sila pružiny
- Teplota starnutia a doba výdrže
- Rozmerová tolerancia po tepelnom spracovaní
- Požiadavky na povrchovú úpravu a pokovovanie
Tieto parametre by sa mali stanoviť spoločne počas návrhu dielu, a nie hodnotiť nezávisle.
Aplikácie koncových medených a berýliových lisovacích dielov
Kombinácia elektrickej vodivosti, mechanickej pevnosti, pružinových vlastností a odolnosti proti opotrebovaniu umožňuje použitie lisovaných dielov CuBe v niekoľkých priemyselných odvetviach.
Komponenty relé a spínačov
Medené výlisky z berýlia možno použiť na reléové pružiny, spínacie pružiny, elastické kontakty, svorky, spony a ďalšie prúdové{0}}štrukturálne prvky.
Materiál je obzvlášť dôležitý tam, kde si komponent musí udržiavať kontaktnú silu počas opakovaných spínacích cyklov pri kontrole elektrického odporu.
Konektory a terminály
Presné lisovanie CuBe je široko spojené s komponentmi elektrických konektorov.
Konektorové svorky vyžadujú riadený kontaktný tlak, rozmerovú stálosť, vodivosť a odolnosť voči mechanickej únave. Medené berýlium môže poskytnúť tieto vlastnosti na relatívne malom-priereze.
Medzi typické komponenty patria:
- Kontaktné terminály
- Pružinové kontakty
- Spojovacie svorky
- Prídržné pružiny
- Tieniace pružiny
- Batéria a komponenty napájacieho konektora
Elektrické a elektronické pružiny
Vďaka vysokému limitu pružnosti zrážania-vytvrdený CuBe je vhodný pre miniatúrne pružiny a pružinové{1}}elektrické komponenty.
Patria sem komponenty používané v senzoroch, prepínačoch, prístrojoch, komunikačných zariadeniach a kompaktných elektronických zostavách.
Komponenty na odporové zváranie
Berýlium medi je možné zvážiť aj pre určité súčiastky súvisiace so zváraním-, kde sa vyžaduje elektrická vodivosť, tepelná vodivosť, pevnosť a odolnosť proti deformácii.
Výber materiálu musí zodpovedať zváraciemu prúdu, sile elektródy, pracovnému cyklu, prevádzkovej teplote a podmienkam chladenia.
Presné mechanické komponenty
Okrem elektrických aplikácií môže lisovanie CuBe plechu produkovať spony, prídržné prvky, membrány, pružné podložky a ďalšie presné komponenty vyžadujúce riadenú elastickú deformáciu a rozmerovú stabilitu.
Úvahy o dizajne razenia pre medené berýlium
Pri navrhovaní medeného lisovacieho dielu BeCu pre príslušenstvo zásuviek by sa mal materiál posudzovať spolu s procesom lisovania.
Hrúbka plechu
Hrúbka ovplyvňuje aktuálnu{0}}únosnosť, tuhosť, tvarovaciu silu, tuhosť pruženia a konečné rozmery komponentov. Veľmi tenké komponenty môžu vyžadovať prísnejšiu kontrolu lisovacej vôle a výšky otrepu.
Polomer ohybu
Minimálny praktický polomer ohybu závisí od triedy zliatiny, tvrdosti, hrúbky plechu, smeru ohybu a spôsobu tvarovania.
Použitie príliš malého polomeru môže vytvoriť lokálne napätie a zvýšiť riziko prasknutia alebo predčasného únavového zlyhania.
Povolenie na razenie
Vôľa matrice ovplyvňuje tvorbu otrepov, kvalitu ostria, rozmerovú presnosť a opotrebovanie nástroja. Príslušná vôľa by sa mala určiť skôr podľa hrúbky materiálu a mechanického stavu, než aplikovať jednu hodnotu na všetky triedy CuBe.
Skreslenie tepelného spracovania
Spracovanie starnutím môže zmeniť mechanické vlastnosti a môže tiež ovplyvniť rozmery alebo rozloženie zvyškového napätia.
Pre komponenty s prísnymi rozmerovými požiadavkami by výrobná postupnosť mala zohľadňovať vzťah medzi lisovaním, uvoľnením napätia, starnutím a konečnou kontrolou.
Povrchová úprava
Vyrazené komponenty CuBe môžu vyžadovať pokovovanie v závislosti od elektrických, environmentálnych alebo kontaktných požiadaviek.
Bežné úvahy zahŕňajú systémy pokovovania niklom, cínom, striebrom alebo zlatom, v závislosti od aplikácie. Hrúbka pokovovania, priľnavosť, kontaktný odpor, požiadavky na koróziu a zamýšľaný spojovací povrch by mali byť špecifikované ako súčasť návrhu komponentu.
Bezpečnostné hľadiská počas spracovania
Primárne pracovné obavy s materiálmi obsahujúcimi berýlium-sú spojené so vzduchom prenášaným prachom, výparmi a časticami vznikajúcimi počas procesov, ako je tavenie, brúsenie, leštenie, zváranie alebo iné operácie, pri ktorých sa môže uvoľňovať dýchateľný materiál obsahujúci berýlium-.
Pevný medený berýliový plech a hotové lisované komponenty predstavujú odlišný expozičný scenár ako procesy, pri ktorých vznikajú vzduchom prenášané častice. Obrábanie, brúsenie, laserové spracovanie, zváranie a tepelné operácie by sa však mali hodnotiť podľa príslušných priemyselných hygienických kontrol.
V závislosti od výrobného procesu a platných pracovných predpisov môže byť potrebné lokálne odsávacie vetranie, zachytávanie prachu, uzavretie procesu, vhodné osobné ochranné prostriedky a riadené nakladanie s odpadom.
Pri výrobe presného razenia môže minimalizácia nepotrebných sekundárnych operácií, ktoré vytvárajú vzduchom prenášané častice, tiež pomôcť znížiť expozíciu na pracovisku.
kontaktujte nás
Inžinieri a tímy obstarávateľov môžu odosielať konštrukčné výkresy a špecifikácie výkonu, aby mali prístup k overeným výrobným riešeniam na presné lisovanie a spracovanie starnutia pre vysokú-konzistenciuLisovacie diely z medeného berýliového plechuvo veľkovýrobe.
