روند کاربرد قطعات مهر زنی مس بریلیوم در اتصالات{0}}بالا

با توسعه سریع صنایعی مانند ارتباطات 5G، وسایل نقلیه با انرژی جدید و اتوماسیون صنعتی، تقاضای بازار برای اتصالات-با قابلیت اطمینان بالا افزایش یافته است. آلیاژ مس بریلیم (Be{3}}Cu) به عنوان یک ماده اصلی برای تماس‌های فنر رابط، به‌تدریج جایگزین برنز فسفر سنتی و فولاد ضد زنگ می‌شود، زیرا دارای مزایای ترکیبی استحکام بالا، رسانایی بالا، مقاومت در برابر خستگی و مقاومت در برابر خوردگی است. این مقاله به بررسی تکامل تکنولوژیکی و روندهای صنعتی Be{5}}مهرزنی‌های مس از چهار منظر می‌پردازد: خواص مواد، فرآیندهای مهر زنی، تصفیه سطح، و کاربردهای پایین دستی، و مرجعی برای شرکت‌های زنجیره‌ای صنعت ارائه می‌کند.

بریلیوم Copper Spring Contacts یک آلیاژ معمولی است که-تقویت شده است. با در نظر گرفتن درجه رایج C17200 (حاوی 1.8-2.0 درصد وزنی Be) به عنوان مثال، خواص معمول آن به شرح زیر است:

مکانیسم تقویت فنر تماس الکتریکی BeCu یک فرآیند دو مرحله‌ای است:
درمان محلول (780-800 درجه، خنک کننده سریع) یک فاز فوق اشباع تولید می کند که رسانایی الکتریکی بالای ماتریس مس را حفظ می کند.
درمان پیری (320-340 درجه، 2-3 ساعت) ذرات پراکنده ″ (ترکیب Be-Cu) را رسوب می دهد، که مانع از حرکت جابجایی می شود و به افزایش قابل توجهی در استحکام می رسد.
شایان ذکر است که برخی از شرکت‌های داخلی آلیاژهای کم-Be (0.2{3}}0.7 درصد وزنی Be) را با افزودن عناصری مانند Ni و Co برای دستیابی به هزینه‌های کمتر تولید کرده‌اند. با این حال، قدرت و رسانایی الکتریکی آنها هنوز کمتر از سیستم های high-Be است.

3.1 انتخاب مواد قالب و پوشش
آلیاژ مس بریلیم سختی بالایی دارد (HRC 38-42 پس از پیری) و در برابر سایش بسیار مقاوم است. فولادهای قالب اصلی از پودر فولاد پرسرعت ASP23 یا کاربید سیمانی YG8 همراه با پوشش PVD TiCN (سختی 2500-3000) استفاده می کنند. HV) می تواند عمر قالب را به بیش از 1 میلیون چرخه افزایش دهد.

3.2 فناوری خالی کردن دقیق
برای ورق های فنری فوق العاده نازک (0.05-0.15 میلی متر)، مهر زنی سنتی مستعد بریدگی و فرو ریختن گوشه است. این صنعت فرآیندهای بلنکینگ و میکروسکوپی را معرفی کرده است:

سفید کردن ظریف با استفاده از یک پرس سه عمل -، با نگهدارنده خالی V شکل و اجکتور معکوس، برای دستیابی به سطح برشی Ra کمتر یا مساوی 0.4 میکرومتر.
مهر زنی میکرو از یک پرس سرو (با تکرارپذیری 0.01 ± میلی متر) همراه با یک سیستم اندازه گیری ضخامت آنلاین لیزری برای اطمینان از تحمل ابعادی 0.01 ± میلی متر استفاده می کند.

3.3 نظارت بر فرآیند
شرکت های پیشرو سیستم هشدار سایش مرگ را بر اساس انتشار صوتی (AE) به کار گرفته اند. با تجزیه و تحلیل سیگنال‌های با فرکانس بالا در طول فرآیند خالی کردن، می‌توان از قبل عیوب تراشه‌های قالب را شناسایی کرد و نرخ عیب دسته‌ای را به کمتر از 10 ppm کاهش داد.

پوشش مورد استفاده برای مهر زنی مس بریلیوم C17200 باید بر اساس محیط کاربردی انتخاب شود:

لوازم الکترونیکی مصرفی (تلفن همراه، هدفون):آبکاری نیکل (1-2 100 میکرومتر) + آبکاری فلاش طلایی (0.03-0.05 میکرومتر)، تعادل جوش‌پذیری و مقاومت تماس.

الکترونیک خودرو:آبکاری Sn (3{3}}5 میکرومتر) یا آبکاری Ag (2-3 میکرومتر)، مطابق با الزامات پیری 150 درجه در دمای بالا برای 1000 ساعت.

هوافضا و نظامی:روکش کامپوزیت Ni-P آبکاری الکترولس + نانو-MoS2 ضریب اصطکاک را به 0.08 کاهش می‌دهد و مقاومت در برابر سایش را تا سه برابر بهبود می‌بخشد.

5.1 5ارتباطات G
ایستگاه‌های پایه 5G AAU (واحدهای آنتن فعال) به تعداد زیادی فنر مسی بریلیوم با ضخامت 0.1 میلی‌متر- برای اتصالات-به-برد (BTB) نیاز دارند. یک ایستگاه پایه تقریباً 200-300 واحد مصرف می کند و انتظار می رود اندازه بازار جهانی در سال 2025 به 5 میلیارد یوان برسد.

5.2 وسایل نقلیه جدید انرژی
کانکتورهای ولتاژ بالا (سکوی 800 ولت) برای حفظ نیروی تماس بزرگتر یا مساوی 8 نیوتن در 125 درجه به فنر نیاز دارند. مهر زنی مس بریلیوم NGK به دلیل مقاومت در برابر تنش (125 درجه، 1000 نیوتن بر میلی‌متر مربع) به طور گسترده در کاربردهای خودرویی استفاده می‌شود{8}} ساعت، نرخ آرامش استرس<5%), gradually replacing traditional phosphor bronze.

5.3 تست نیمه هادی
تیرهای کنسول در کارت‌های پروب ویفر به فنرهای مسطح مسطح بریلیم بسیار نازک-0.02-0.03 میلی‌متر نیاز دارند. تولیدکنندگان داخلی گواهینامه سومیتومو ژاپن را دریافت کرده اند و به جایگزینی واردات دست یافته اند.

گلوگاه مواد خام:منابع جهانی بریلیم بسیار متمرکز است (Materion در ایالات متحده دارای 70٪ است، و قیمت بریلیم در سال 2024 از 2 میلیون یوان / تن فراتر خواهد رفت، که نیاز فوری به پیشرفت در فناوری بازیافت دارد.

میکرو-دقت مهر زنی:برای محصولات با ضخامت کمتر از 0.05 میلی‌متر، بازده داخلی 20 درصد کمتر از ژاپن است که به تحقیق در مورد مواد قالب و فناوری کنترل سروو با سرعت بالا نیاز دارد.

تولید سبز:گرد و غبار بریلیم سمی است و نیاز به ایجاد یک خط تولید بسته با سیستم حذف گرد و غبار مرطوب دارد تا استانداردهای انتشار GB 25467-2010 را رعایت کند.

با نگاهی به آینده 2025-2030، با انتشار تقاضای داخلی در حال ظهور برای هواپیماهای بزرگ و ارتباطات کوانتومی،اطلاعات تماس چشمه بریلیوم مسانتظار می رود بازار نرخ رشد مرکب سالانه بیش از 15 درصد را حفظ کند. شرکت‌های زنجیره‌ای صنعت باید با دانشگاه‌ها همکاری کنند تا به پیشرفت‌هایی در نوآوری مشارکتی "مواد-فرآیند-تجهیزات" دست یابند تا جایگاه برتر را در زنجیره ارزش-پیوند دهنده بالا به دست آورند.