Presné lisovacie techniky pre vysoko{0}}vodivé diely z medi a berýliovej medi

Meď C1100 poskytuje elektrickú vodivosť až do 100 % IACS, zatiaľ čo meď berýlia spája vysokú vodivosť s podstatne vyššou pevnosťou pružiny po vytvrdnutí precipitáciou. V prípade vodivých pružín, príchytiek, svoriek a kontaktných komponentov sa musí temperovanie materiálu, hrúbka pásu, polomer tvarovania, kompenzácia spätného pruženia a ošetrenie starnutia riadiť ako jeden lisovací proces a nie ako samostatné operácie.

 

Pre cesty s vysokým{0}}prúdom je cieľom návrhu nízky elektrický odpor; pre pružinové-kontakty je to stabilná kontaktná sila po opakovanom vychýlení. To vytvára iné technické požiadavky na výrobu medených lisovaných dielov OEM ako na konvenčné lisovanie z uhlíkovej-ocele.

 

 

 

C1100 Meď - 100% vodivosť IACS pre nízkoodporové razenie-

C1100 je komerčne čistá meď s elektrickou vodivosťou bežne špecifikovanou okolo 100 % IACS. Je vhodný pre prípojnicové konektory, vodivé koncovky, prúdové-svorky a lisované elektrické komponenty, kde má vodivosť prednosť pred mechanickou pevnosťou.

 

Hlavným obmedzením je mechanické správanie. Žíhaná alebo mäkká meď je vysoko ťažná, ale má obmedzené zadržiavanie pružiny. Za studena-opracovaná meď zlepšuje tvrdosť a pevnosť, ale nadmerné vytvrdzovanie môže zvýšiť zaťaženie pri tvárnení a znížiť rozmerovú stabilitu počas nasledujúcich operácií.

 

Typické technické úvahy zahŕňajú:

C1100 / 100 % IACS: nízky elektrický odpor pre cesty s vysokým-prúdom.
Pás{0}}opracovaný za studena: vyššia tvrdosť a medza klzu ako žíhaný materiál.
Pevné polomery ohybu: vyžadujú overenie z hľadiska teploty a hrúbky materiálu.
Pružinové prvky: vyžadujú skôr riadenú deformáciu než jednoducho maximálnu tvrdosť.
Tolerancia lisovania: ±0,01 mm môže byť dosiahnutá na vybraných kritických rozmeroch po kontrole DFM.

BeCu - vysoká vodivosť s pružinovou{1}}mechanickou pevnosťou

Berýliová meď sa volí vtedy, keď lisovaný komponent musí súčasne viesť prúd a udržiavať elastickú silu. Po spracovaní v roztoku, kalení a precipitácii môže BeCu dosiahnuť výrazne vyššiu tvrdosť a pevnosť ako čistá meď pri zachovaní užitočnej elektrickej vodivosti.

Vďaka tejto kombinácii sú lisovacie diely z berýliovej medi vhodné pre:

Elektrické kontaktné pružiny
Konektorové svorky
Kontaktné spony batérie a napájacej{0}}elektroniky
Reléové a spínacie komponenty
Tieniace pružiny
Vysoko{0}}cyklické elektrické kontakty
Presné vodivé klipy

Technický obchod-je jednoduchý: zvýšenie pevnosti zliatiny precipitačným vytvrdzovaním zvyčajne znižuje vodivosť v porovnaní s C1100. Výber materiálu preto začína skôr od požadovaného prúdu, prítlačnej sily, pracovnej deformácie a tepelných podmienok než od samotnej vodivosti.

 

Nehnuteľnosť / faktor dizajnu	C1100 čistá meď	Zliatina BeCu	Inžinierske dôsledky
Elektrická vodivosť	Až ~100% IACS	Nižšie ako C1100, v závislosti od triedy	C1100 uprednostňuje prúdy s nízkym-odporom
Sila pružiny	Nízka až stredná	Vysoká po starnutí	BeCu uprednostňuje kontaktné pružiny
Otužovanie práce	Významné	Významné	Postupnosť tvarovania ovplyvňuje konečné vlastnosti
Starnutie zrážok	Neuplatňuje sa	Vyžaduje sa pre vyzrážaním-vytvrdené triedy	Proces tepelného spracovania-musí byť kontrolovaný
Tvarovateľnosť	Vynikajúca v mäkkej povahe	Silne závisí od temperamentu	Polomer a postupnosť tvarovania vyžadujú DFM
Kontaktujte-vynútiť uchovávanie údajov	Obmedzené v mäkkej povahe	Vysoká po riadnom starnutí	BeCu je vhodný na opakované vychýlenie
Typická aplikácia	Prípojnice, svorky, vodivé spony	Pružiny, svorky, presné kontakty	Vyberajte podľa elektrického + mechanického zaťaženia

 

Výber C1100 a BeCu podľa IEC 60269 a vysokých-aktuálnych požiadaviek na dizajn

V prípade súčastí -poistiek a napájacích{1}}distribúcií je potrebné zvážiť elektrický výkon spolu s príslušnou normou produktu, nárastom teploty a prechodovým odporom. Ak sú komponenty súčasťou poistkového systému, hotová zostava môže byť hodnotená podľa IEC 60269, zatiaľ čo lisovaný komponent sám vyžaduje materiálové a rozmerové kontroly vhodné pre jeho funkciu.

 

Pre automobilové aplikácie môže schválenie výroby a sledovateľnosť dodatočne vyžadovať systémy kvality IATF 16949 a dokumentáciu PPAP.

 

Vyžiadajte si bezplatné hodnotenie a cenovú ponuku DFM

 

 

 

Odpruženie je problém materiálu-a{1}}geometrie, nie len problém so zápustkami

Pásy medi a BeCu majú rôzne elastické charakteristiky zotavenia v závislosti od zliatiny, tvrdosti, hrúbky, smeru zrna a geometrie tvarovania. Nominálny 90-stupňový ohyb v CAD preto nevyhnutne nevytvára 90-stupňový vyrazený uhol.

Pre presné lisovanie kovov s vysokou{0}}vodivosťou musí byť kompenzácia spätného pruženia stanovená z nameraných výrobných údajov.

 

Medzi dôležité premenné patria:

Teplota materiálu: mení medzu klzu a elasticitu.
Hrúbka pásu: ovplyvňuje ohybový moment a tvárniacu silu.
Polomer ohybu: menšie polomery zvyšujú lokálne napätie.
Smer zrna: môže ovplyvniť správanie pri ohybe a riziko praskania.
Postupnosť tvarovania: skoršie ohyby môžu zmeniť následnú geometriu.
Razenie: lokálne znižuje elastické zotavenie prostredníctvom kontrolovanej plastickej deformácie.
Nad{0}}ohýbanie: kompenzuje predvídateľné pruženie.
Opotrebenie nástroja: mení geometriu tvárnenia počas dlhých výrobných sérií.

Tolerancia ±0,01 mm Vyžaduje riadenie procesu založeného na funkcii-

Nie každému rozmeru lisovaného medeného komponentu by malo byť priradené ±0,01 mm. Vyhraďte si tesnú toleranciu pre funkčné rozhrania, ako sú prvky spojovania konektorov, umiestnenie svoriek, rozstup kontaktov a kritické základne zostavy.

Praktická štruktúra inšpekcie môže zahŕňať:

 

Funkcia	Metóda kontroly	Typický inžiniersky cieľ
Kritický lineárny rozmer	CMM / optické meranie	±0,01 mm tam, kde je to špecifikované
Uhol ohybu	Optické / CMM	Kreslenie-špecifické
Hrúbka materiálu	Mikrometer	Špecifikácia materiálu
Výška otrepu	Optické meranie	Kreslenie-špecifické
Priemer otvoru	Rozmer kolíkov / CMM	Kreslenie-špecifické
Plochosť	CMM / meranie výšky	Kreslenie-špecifické
Kontaktná pozícia	CMM	±0,01 mm, ak je to potrebné
Hrúbka pokovovania	XRF	Špecifikácia dodávateľa

 

Riadenie otrepov pre geometriu elektrického kontaktu

 

Otrepy na vysokoprúdovom termináli{0}} môžu spôsobiť niekoľko problémov: zmenšenú plochu spojenia, lokálnu koncentráciu napätia, poškodenie povlaku alebo interferenciu počas montáže.

 

Pri elektrických kontaktoch by sa preto pri navrhovaní produktu mal brať do úvahy smer lisovania. Kritické kontaktné povrchy by mali byť umiestnené s ohľadom na požadovaný stav hrán, a nie spoliehať sa na odhrotovanie po-razení ako primárnu korekciu.

 

Pri výrobe medených lisovaných dielov OEM môžu progresívne matrice integrovať riadené dierovanie, tvarovanie, razenie a-nitovanie raznice, pričom sa minimalizuje sekundárna manipulácia.

 

 

 

Riešenie, kalenie a starnutie pod kontrolovanými tepelnými profilmi

BeCu dosahuje svoj vysoký mechanický výkon precipitačným vytvrdzovaním. Proces vo všeobecnosti pozostáva z úpravy roztoku, rýchleho chladenia a následného starnutia.

Metalurgickú postupnosť možno zjednodušiť takto:

Úprava roztoku → Kalenie → Tvárnenie → Starnutie → Finálna kontrola

Presný tepelný cyklus však závisí od triedy zliatiny, stavu pásu, hrúbky a požadovaných mechanických/elektrických vlastností. Výrobný proces by preto mal používať skôr schválené tepelné-okno dodávateľa materiálu než použiť všeobecný teplotný-časový recept.

 

Prečo starnutie mení výkonnosť kontaktov

Kontaktná pružina BeCu nie je špecifikovaná iba tvrdosťou. Hotový komponent si musí pri opakovanom vychýlení udržať stabilnú silu.

Vzťah možno koncepčne vyjadriť takto:

Kontaktná sila ≈ Materiál Modul pružnosti × Geometria × Priehyb

Ak precipitačné starnutie zmení medzu klzu, zmení sa aj prípustný elastický pracovný rozsah. Nadmerné-starnutie môže znížiť silu; pod-starnutím môže komponent ponechať pod požadovanou tvrdosťou a špecifikáciou pružiny-.

Z tohto dôvodu by kontroly výroby mali zahŕňať:

Tepelné číslo materiálu a sledovateľnosť certifikátu
Overenie zliatiny a temperovania
Rovnomernosť teploty pece
Záznam času-pri-teplote
Stav chladenia/kalenia
Overenie tvrdosti
Overenie elektrickej vodivosti
Rozmerová kontrola po tepelnom spracovaní
Kontaktujte-testovanie sily, ak je to uvedené

Vodivosť a mechanická pevnosť musia byť vyvážené

Požiadavka	C1100	BeCu po starnutí	Zváženie dizajnu
Vodivosť	Až ~100% IACS	Závisí od{0}}triedy	C1100 má elektrickú výhodu
Elastická pevnosť	Nižšia	Vysoká	BeCu podporuje pružinové kontakty
Odolnosť voči trvalej deformácii	Mierne	Vysoká	BeCu uprednostňuje opakované zaťaženie
Tepelná úprava	Normálne nezostarnuté-zrážaním	Riešenie + starnutie	Vyžaduje sa kontrola-tepelného spracovania
Vhodnosť jarného-kontaktu	Závisí{0}}na aplikácii	Vysoká	Obzvlášť užitočné pre kompaktné kontakty

 

Pre automobilové elektrické systémy by mal byť hotový komponent overený pri skutočnej teplote, prúde a podmienkach mechanického cyklovania špecifikovaných na výkrese zákazníka alebo v špecifikácii komponentu.

 

 

Progresívne razenie kombinuje prepichovanie, tvarovanie a nitovanie{0}}

Progresívna matrica posúva pásový materiál cez viacero staníc pri zachovaní kontrolovanej materiálovej referencie. Typická vodivá svorka môže používať:

Podávanie cievky → Umiestnenie pilota → Prepichovanie → Vrúbkovanie → Razenie → Ohýbanie → Tvarovanie → V-nitovanie → Udeľovanie

Skutočné poradie staníc závisí od geometrie súčiastky a stavu materiálu.

V prípade veľkoobjemových{0}}výliskov z berýliovej medi poskytuje progresívne nástroje opakovateľnosť a zároveň znižuje ručnú manipuláciu medzi operáciami.

 

Rozloženie pásu riadi využitie materiálu a stabilitu dielov

Rozloženie pásu by malo vyvážiť tri faktory:

Materiálové využitie
Tuhosť nosiča
Stabilita tvarovania

Cieľ-využitia agresívneho materiálu môže znížiť množstvo odpadu, ale môže oslabiť prepravcu medzi stanicami. V prípade tenkých medených pásikov môže nedostatočná šírka nosiča spôsobiť deformáciu pásika počas podávania vysokou-rýchlosťou.

Vodiace otvory a geometriu nosiča je preto potrebné vyhodnotiť spolu s rozstupom posuvu, presnosťou lisovania a zaťažením tvárnenia.

 

V -Samotné nitovanie pre zostavy vodivých kontaktov

Tam, kde je potrebný strieborný kontakt alebo iná vodivá vložka, môže-nitovanie integrovať mechanické spájanie do postupného lisovania.

Kľúčové ovládacie prvky zahŕňajú:

Výška nitu
Priemer hlavy nitu
Kontaktná pozícia
Hrúbka-základného materiálu
Nitovacia sila
Kontaktné sedenie
Tvorba otrepov
Pevnosť v ťahu-alebo v šmyku

Tento prístup môže znížiť sekundárne montážne operácie a zlepšiť opakovateľnosť polohy.

 

Opotrebenie nástrojov a stabilita výroby podľa IATF 16949

Zliatiny medi môžu v porovnaní s uhlíkovou oceľou vytvárať odlišné trenie a odieranie. Materiál nástroja, povlak, vôľa, mazanie a intervaly údržby preto ovplyvňujú rozmerovú stálosť.

Plán kontroly výroby by mal identifikovať prvky citlivé na opotrebenie-, ako napríklad:

Piercingové údery
Jemné zaslepovacie hrany
Polomery tvarovania
Raziace plochy
Pilotné kolíky
Nitovacie dierovače

Pre automobilové programy poskytuje rámec na riadenie týchto premenných IATF 16949, procesná FMEA, kontrolné plány, dokumentácia MSA a PPAP.

 

 

Vôľa raznice-do{1}}rozsahu určuje otrepy, kvalitu ostria a životnosť nástroja

Zliatiny medi vyžadujú výber vôle na základe zliatiny, tvrdosti, hrúbky a geometrie rezu. Nadmerná vôľa môže zvýšiť prevrátenie a tvorbu otrepov; nedostatočná vôľa môže zvýšiť reznú silu a urýchliť opotrebovanie razníka alebo matrice.

Namiesto použitia jedného pevného percenta vôle na každý medený komponent by mali nástrojoví inžinieri stanoviť podmienky rezania prostredníctvom špecifických{0}}skúšok pre daný materiál.

Kontrolovaná validácia by mala preskúmať:

 

Parameter	Zameranie inšpekcie	Výrobné riziko
Udierajte-na-prierez	Okrajový-profil	Nadmerné zaťaženie otrepu/náradia
Hrúbka pásu	Prichádzajúci materiál	Rozmerová variácia
Teplota materiálu	Tvrdosť/certifikát	Variácie-reznej sily
Stav dierovacej hrany	Mikroskopická kontrola	Rast otrepov
Die wear	Trend rozmerov	Progresívny tolerančný drift
Presnosť podávania	Pilotné zarovnanie	Polohová chyba-do{1}}formy

 

CMM a SPC zisťujú rozmerový posun pred poruchou montáže

Pre objemy výroby vyžadujúce stabilný rozmerový výstup nestačí len kontrola prvého kusu{0}. Kritické rozmery by sa mali monitorovať prostredníctvom štatistickej kontroly procesu.

Praktická meracia slučka je:

Prvý článok → MSA → Odber vzoriek SPC → Overenie CMM → Údržba nástrojov → Nápravné opatrenie

Samotný merací systém by mal byť overený pred použitím údajov o spôsobilosti pre procesné rozhodnutia.

 

 

Vyberte zliatinu z elektrických, mechanických a procesných požiadaviek

 

V špecifikácii obstarávania by sa nemalo uvádzať len „medené razenie“. Označenie materiálu, tvrdosť, hrúbka, požiadavka na vodivosť, mechanická požiadavka a povrchová úprava by mali byť explicitne definované.
 

Požiadavka	C1100	BeCu	Odporúčané hodnotenie
Maximálna elektrická vodivosť	Silný	Stredné až vysoké,-závislé od ročníka	C1100
Vysoká sila pružiny	Obmedzené	Silný	BeCu
Opakované kontaktné cyklovanie	Závisí{0}}na aplikácii	Silný	BeCu
Vysokoprúdová prípojnica	Silný	Zvyčajne zbytočné	C1100
Presná kontaktná pružina	Obmedzené v mäkkej povahe	Silný	BeCu
Vysokorýchlostné-progresívne razenie	Vhodné	Vhodné so správnou povahou	Overenie DFM
Tepelné spracovanie po-vyformovaní	Zvyčajne zbytočné	Môže sa vyžadovať	BeCu procesná cesta
Automobilový PPAP	Dostupné	Dostupné	Konkrétne{0}}zákazníka

 

Konečný výber materiálu by mal byť založený skôr na úplnom zaťažení než na samotnej vodivosti.

 

Napríklad terminál s plochým prúdom- môže ťažiť z C1100, pretože jeho primárnou požiadavkou je nízky odpor. Kompaktná pružina konektora, ktorá si musí udržať kontaktnú silu po tisíckach cyklov vychýlenia, môže odôvodniť BeCu napriek svojej nižšej vodivosti.

 

 

Pokovovanie sa musí zhodovať s kontaktným prostredím

Medené a BeCu lisovacie komponenty môžu byť ošetrené niklom, cínom, striebrom alebo inými povrchovými úpravami v závislosti od elektrických, koróznych a spojovacích požiadaviek.

V prípade kontaktných aplikácií hrúbka pokovovania a príprava substrátu priamo ovplyvňujú kontaktný odpor a dlhodobú-stabilitu rozhrania.

 

Typické metódy kontroly zahŕňajú:

XRF{0}}meranie hrúbky povlaku
Prierezová metalografia
Testovanie adhézie
Vizuálna kontrola povrchu
Kontaktné-testovanie odporu
Testovanie soľným-postrekom, ak je to špecifikované
Tepelné cyklovanie tam, kde je to špecifikované

Environmentálny manažment môže byť začlenený aj do normy ISO 14001, zatiaľ čo obmedzené-požiadavky na látky môžu vyžadovať dokumentáciu o zhode s RoHS a REACH.

 

 

EElektrická a mechanická validácia musia byť testované spoločne

 

Vodivá pružina môže prejsť rozmerovou kontrolou, pričom nesplní svoje elektrické alebo mechanické požiadavky. Naopak, komponent môže spĺňať požiadavky na vodivosť, ale po tepelnom cyklovaní stráca kontaktnú silu.

Program validácie by preto mal korelovať:

Materiál → Lisovanie → Tepelné spracovanie → Povrchová úprava → Montáž → Elektrický test → Mechanický test

V závislosti od komponentu môže validácia zahŕňať:

Kontaktný odpor
Aktuálna nosnosť-
Nárast teploty
Kontaktná sila
Cyklovanie vychýlenia
Pevnosť v ťahu/šmyku
Tvrdosť
Elektrická vodivosť
Hrúbka pokovovania
Rozmerová stabilita
Odolnosť proti korózii
Tepelné cyklovanie

 

Pre automobilové programy môže dokumentácia PPAP obsahovať rozmerové výsledky, certifikácie materiálov, štúdie spôsobilosti procesov, MSA, plány kontroly a FMEA procesu podľa požiadaviek zákazníka.

 

 

Od preskúmania DFM k dokumentácii PPAP úrovne 3

Riadený pracovný postup výroby OEM môže byť štruktúrovaný takto:

Kontrola 2D/3D výkresov - identifikuje funkčné základne, tolerancie a materiálové požiadavky.
Analýza DFM - hodnotí polomery ohybu, odpruženie, prepichnutie, dizajn nosiča a smer lisovania.
Potvrdenie materiálu - overí zliatinu, tvrdosť, hrúbku a certifikát.
Progresívny vývoj matrice - vytvára rozloženie pásu a postupnosť staníc.
Vzorkovanie T1 - overuje rozmery a správanie pri tvarovaní.
Korekcia nástroja - kompenzuje namerané odpruženie a odchýlky rozmerov.
Overenie procesu - stanovuje stabilné výrobné parametre.
CMM / optická kontrola - overí kritické rozmery.
Elektrické a mechanické testovanie - overuje{1}}špecifické požiadavky aplikácie.
Odoslanie PPAP úrovne 3 - poskytne zákazníkovi-požadovanú dokumentáciu o schválení výroby.
Hromadná výroba - monitoruje kritické rozmery prostredníctvom SPC a plánovanej údržby nástrojov.

Táto cesta je obzvlášť dôležitá, keď zákazník Tier 1 vyžaduje vysledovateľnosť od prichádzajúceho medeného pásu cez finálne lisované kontaktné komponenty.

 

 

Kontrolný zoznam IATF 16949 DFM pre presné razenie

Pred uvoľnením výkresu pre nástroje, inžinierske a obstarávacie tímy by mali overiť:

Označenie materiálu a tvrdosť sú špecifikované.
Požiadavka na vodivosť medi je definovaná v % IACS.
Tvrdosť BeCu alebo mechanické požiadavky sú definované po starnutí.
Kritické rozmery sú oddelené od všeobecných tolerancií.
Polomer ohybu je kompatibilný s tvrdosťou materiálu.
Kompenzácia odpruženia je súčasťou stratégie nástrojov.
Smer otrepu sa uvažuje na funkčných kontaktných hranách.
Hrúbka pokovovania je špecifikovaná tam, kde je to vhodné.
Požiadavky na kontaktný odpor sú definované.
Požiadavky na tepelnú{0}úpracu sú pre BeCu zdokumentované.
Sú zahrnuté údaje o inšpekcii CMM.
Progresívnu-geometriu nosiča matrice je možné vyrobiť.
Kritériá{0}}údržby nástroja sú definované.
Požiadavky PPAP sú dohodnuté pred hromadnou výrobou.

 

 

Aký je typický cyklus dodávok PPAP úrovne 3 pre medené lisované diely?

Typický plán PPAP úrovne 3 závisí od zložitosti výkresu, progresívneho{1}}dizajnu matrice, opráv T1 a požiadaviek na dokumentáciu zákazníka. Výrobná sekvencia zvyčajne zahŕňa DFM, nástroje, vzorkovanie T1, validáciu rozmerov a konečné predloženie PPAP.

 

Ako môžu lisovacie diely BeCu udržať silu pružiny po opakovanom vychýlení?

BeCu dosahuje vysokú pružnosť vďaka kontrolovanému vytvrdzovaniu zrážaním. Spracovanie roztoku, kalenie a starnutie musia byť kontrolované vzhľadom na špecifikovanú zliatinu a temperovanie, po čom nasleduje overenie tvrdosti, vodivosti a kontaktnej-sily.

 

Ako sa overuje tolerancia ±0,01 mmpresné medené lisovacie diely?

Kritické rozmery ±0,01 mm je možné overiť pomocou CMM, optického merania alebo kalibrovaných meradiel, v závislosti od geometrie. Výkres musí definovať funkčné údaje, metódu merania a akceptačné kritériá pred výrobou.

 

Vyžiadajte si bezplatné hodnotenie a cenovú ponuku DFM