Тенденция на приложение на щамповани части от берилиева мед в съединители от висок{0}}клас

С бързото развитие на индустрии като 5G комуникации, нови енергийни превозни средства и промишлена автоматизация, пазарното търсене на високо-надеждни конектори експлодира. Като основен материал за пружинните контакти на конектора, сплавта на берилиевата мед (Be-Cu) постепенно измества традиционния фосфорен бронз и неръждаема стомана поради своите комбинирани предимства на висока якост, висока проводимост, устойчивост на умора и устойчивост на корозия. Тази статия разглежда технологичната еволюция и индустриалните тенденции на Be{5}}Cu щамповани от четири гледни точки: свойства на материала, процеси на щамповане, повърхностна обработка и приложения надолу по веригата, предоставяйки справка за компании от индустриални вериги.

Берилиево-медните пружинни контакти са типична сплав,-укрепена с утаяване. Като вземем за пример често използвания клас C17200 (съдържащ 1,8-2,0 тегл.% Be), неговите типични свойства са както следва:

Укрепващият механизъм на електрическата контактна пружина BeCu е процес в две-стъпки:
Третирането на разтвора (780-800 градуса, бързо охлаждане) произвежда свръхнаситена фаза, запазвайки високата електрическа проводимост на Cu матрицата;
Третирането със стареене (320-340 градуса, 2-3 часа) утаява диспергирани ″ (Be-Cu съединение) частици, които възпрепятстват движението на дислокациите и постигат значително увеличение на якостта.
Струва си да се отбележи, че някои местни компании са разработили ниско-Be сплави (0,2-0,7 тегл.% Be) чрез добавяне на елементи като Ni и Co за постигане на по-ниски разходи. Въпреки това, тяхната якост и електрическа проводимост са все още по-ниски от тези на системите с високо Be.

3.1 Избор на материал на матрицата и покритие
Берилиево-медната сплав има висока твърдост (HRC 38-42 след стареене) и е изключително устойчива на износване-на матрици. Основните стомани за матрици използват прахова високоскоростна стомана ASP23 или циментиран карбид YG8, комбинирани с PVD TiCN покритие (твърдост 2500-3000). HV) може да удължи живота на матрицата до над 1 милион цикъла.

3.2 Технология за прецизно почистване
За ултра-тънки пружинни листове (0,05-0,15 mm), традиционното щамповане е предразположено към неравности и свиване на ъглите. Индустрията въведе процеси на фино изрязване и микрощамповане:

Финото изрязване използва преса с три-действия, с V-образен държач за заготовки и обратен ежектор, за постигане на покритие на повърхността на срязване от Ra По-малко или равно на 0,4 μm.
Микро{0}}щамповането използва серво преса (с повторяемост от ±0,01 mm), съчетана с лазерна онлайн система за измерване на дебелината, за да се осигури толеранс на размерите от ±0,01 mm.

3.3 Мониторинг на процеса
Водещи компании са внедрили система за предупреждение за износване на матрицата, базирана на акустична емисия (AE). Чрез анализиране на високо{1}}честотни сигнали по време на процеса на бланкиране, дефектите на щанцоването могат да бъдат идентифицирани предварително, намалявайки процентите на дефекти на партидите до под 10 ppm.

Покритието, използвано за C17200 Берилиево-медни щампи, трябва да бъде избрано въз основа на средата на приложение:

Потребителска електроника (мобилни телефони, слушалки):Ni покритие (1-2 100 μm) + Au флаш покритие (0,03-0,05 μm), балансираща заваряемост и устойчивост на контакт;

Автомобилна електроника:Sn покритие (3-5 μm) или Ag покритие (2-3 μm), отговарящо на изискванията за стареене при висока температура от 150 градуса за 1000 часа;

Аерокосмически и военни:Електрическото Ni{0}}P покритие + нано-MoS₂ композитно покритие намалява коефициента на триене до 0,08 и подобрява устойчивостта на износване три пъти.

5.1 5G Communications
AAU на 5G базова станция (активни антенни модули) изискват голям брой берилиево-медни пружини с дебелина 0,1 mm-за конектори платка-към-платка (BTB). Една базова станция консумира приблизително 200-300 единици, а размерът на световния пазар се очаква да достигне 5 милиарда юана през 2025 г.

5.2 Нови енергийни превозни средства
Съединителите за високо{0}} напрежение (800 V платформа) изискват пружини за поддържане на контактна сила, по-голяма или равна на 8 N при 125 градуса. NGK Beryllium Copper Stampings, поради тяхната устойчивост на релаксация на напрежението (125 градуса, 1000 N/mm2), се използват широко в автомобилни приложения. 000 h, степен на релаксация на напрежението<5%), gradually replacing traditional phosphor bronze.

5.3 Тестване на полупроводници
Конзолните греди в картите за пластинчати сонди изискват ултра-тънки берилиево-медни плоски пружини от 0,02-0,03 mm. Местните производители са получили сертификат от японската Sumitomo, постигайки заместване на вноса.

Пречка на суровините:Глобалните ресурси на берилий са силно концентрирани (Materion в Съединените щати притежава 70%), а цената на берилия ще надхвърли 2 милиона юана/тон през 2024 г., което спешно изисква пробиви в технологията за рециклиране.

Микро{0}}прецизност на щамповане:За продукти с дебелина под 0,05 mm домашният добив е с 20% по-нисък от този в Япония, което изисква изследване на формовъчните материали и технология за високо-скоростно серво управление.

Зелено производство:Берилиевият прах е токсичен, което изисква създаването на затворена производствена линия със система за мокро отстраняване на прах, за да се изпълнят стандартите за емисии GB 25467-2010.

Гледайки напред към 2025-2030 г., с освобождаването на възникващото вътрешно търсене на големи самолети и квантови комуникации,Cu берилиеви пружинни контактиочаква се пазарът да поддържа общ годишен темп на растеж от над 15%. Компаниите от индустриалните вериги трябва да си сътрудничат с университетите, за да постигнат пробив в съвместните иновации за „материали-процеси-оборудване“, за да завладеят първото място във веригата на стойността на конекторите от висок клас-.