Аналіз механічної міцності та технічні вимоги до срібних електричних клепаних компонентів

Будучи основним компонентом в електричних системах, який забезпечує перемикання ланцюгів і передачу сигналу, механічна міцність срібних електричних компонентів з заклепками безпосередньо визначає експлуатаційну надійність, безпеку та термін служби наступного обладнання. У високо-виробничих секторах, на розвитку яких Китай зосереджується, як-от транспортні засоби з новою енергією, розумні електромережі та залізничний транспорт, ці компоненти мають витримувати довгострокові-навантаження від вібрації, ударів, циклічного перегріву та частих механічних рухів. Тому їхні технічні показники-, пов’язані з механічною міцністю, рівень науково-дослідних розробок і виробництва стали одними з основних параметрів для вимірювання технологічної потужності галузі.

Для In-Die Riveted Silver контактів механічна міцність є не єдиним показником, а комплексною концепцією, яка головним чином включає:

Міцність самого тіла заклепки:Це стосується стійкості хвостовика заклепки до сил осьового розтягування та радіального зсуву, в першу чергу залежно від механічних властивостей матеріалу заклепки та стану його термічної обробки.

Міцність утримання заклепкового з'єднання:Це стосується сили з’єднання між головкою заклепки та основним матеріалом після заклепки. Це має вирішальне значення для запобігання ослабленню та виходу з ладу точок заклепки, і зазвичай вимірюється міцністю на розтягування та міцністю на зсув.

Міцність контактного з'єднання:Для композитних контактів міцність інтерфейсу з’єднання має першорядне значення. Слабке з’єднання може призвести до утворення пухирів і відшаровування контактів, що зрештою збільшує опір контакту та навіть спричиняє поломку.

Загальна структурна стійкість компонента:Це стосується здатності вбудованих клепаних електричних контактів зберігати свою початкову геометрію та стан з’єднання під впливом зовнішніх механічних впливів (таких як вібрація та удар).

Вибір матеріалу

Матеріали заклепок:

Латунь: має хороші загальні механічні властивості та пластичність, легко піддається холодному-ковуванню та є універсальним-вибором. Однак його міцність помірна, що робить його непридатним для -навантажень із високим навантаженням.

Фосфорна бронза: забезпечує вищу міцність, твердість і відмінну еластичність, а також хорошу стійкість до втоми. Підходить для з’єднувачів, які вимагають високих циклів сполучення та високих сил утримання.

CuNiZn: ​​​​поєднує в собі хорошу міцність, пластичність і стійкість до корозії та широко використовується в деяких-електронних компонентах із високими вимогами.

Контактні матеріали: зазвичай сплави срібла. Твердість, здатність до паювання та зносостійкість контактного матеріалу впливають на його термін служби під час механічної роботи.

Структура та геометрія

Розмір заклепки: діаметр хвостовика заклепки мідного штампування зі срібними контактами є основним геометричним параметром, що визначає її міцність. Більший діаметр призводить до більшої стійкості до розтягування та зсуву.

Тип головки заклепки: різні типи головки, як-от плоска кругла головка, потайна головка та напів-потайна головка, призводять до різного розподілу напруги та ефекту блокування після формування, що безпосередньо впливає на збереження міцності.

Підгонка отвору для заклепки: зазор між заклепкою та основним матеріалом отвору для срібних контактів In-Die Riveted є основним конструктивним параметром. Якщо зазор занадто малий, клепка ускладнюється, а матеріал основи легко пошкодити; якщо зазор занадто великий, клепка неповна, що значно знижує міцність. Зазвичай рекомендований зазор становить 0,05-0,15 мм.

Виробничий процес

Процес заклепування: це основний фактор, що визначає збереження міцності заклепкового з’єднання.

Тиск/хід заклепки: недостатній тиск призводить до неповного заклепування, що призводить до «фальшивої заклепки»; надмірний тиск може пошкодити заклепку або основний матеріал, навіть спричинивши тріщини.

Конструкція матриці для клепок: Форма верхньої та нижньої матриць визначає форму формування та лінії потоку металу головки для заклепок. В ідеалі формування має дозволити матеріалу заклепки заповнити та зафіксувати отвір основного матеріалу, утворюючи рівномірну голівку заклепки без-тріщин.

Контактне зварювання/композитний процес: для зварних або композитних контактів міцність з’єднання залежить від якості зварювання або композитного процесу.

Випробування на міцність на розрив:Використовуючи мініатюрну машину для випробування на розтяг, вертикальне розтягувальне зусилля прикладається до заклепкового з’єднання срібного контакту, заклепаного з мідною клемою, до руйнування. Записується максимальне значення сили розтягування; ця величина є міцністю на розрив. Типи несправностей включають висмикування-заклепки, поломку хвостовика заклепки або розрив основного матеріалу. Аналіз режимів збоїв може відстежити проблеми процесу.

Випробування на міцність на зсув:Зусилля, паралельне контактній поверхні, прикладається до заклепкового з’єднання контактів Copper Stamping With Riveted Silver, імітуючи його напругу під час вставлення/видалення або вібрації, доки заклепкове з’єднання не розірветься. Міцність на зсув є ключовим показником для оцінки-несучої здатності бічного навантаження.

Тест на міцність:Збірка встановлюється в імітований роз’єм і піддається певній кількості циклів вставлення/вилучення. Після випробування перевірте, чи не ослаблено заклепкове з’єднання In-Die Riveted Silver контактів, від’єднання контактів і виміряйте зміни контактного опору. Це остаточне випробування загальної структурної стабільності вузла.

Випробування на вібрацію та удари:Відповідно до національних стандартів (GB/T 2423) або галузевих стандартів, компоненти поміщаються в певні вібраційні та ударні середовища, щоб перевірити, чи вони ослабляться або вийдуть з ладу під динамічним механічним впливом.

Після ретельного обговорення комбінованого впливу матеріалів, процесів і структури на механічну міцність стає зрозуміло, що будь-який інтерфейс є потенційно слабким місцем. Щоб фундаментально підвищити надійність клепаних контактних вузлів у важких умовах експлуатації, промисловість рухається до інтеграції матеріалів і конструкцій. Вбудовані клепані електричні контакти представляють передовий край цього технологічного підходу.

Срібні електричні клепані компонентине використовуйте традиційну модель «бази та композитного срібного контакту». Натомість завдяки прецизійній холодній висадці, високо-швидкісному штампуванню та спеціальній технології заклепок високоякісні-контакти зі срібного сплаву об’єднуються з високо-ефективними заклепками чи клемами з мідного сплаву в нерозривне ціле на ранніх етапах виробництва.