资深大佬传授:选择汽车连接器用铜合金材料的注意点

来源:SMM

铜陵高铜科技有限公司总经理高维林在《中国工博会新材料论坛—2019中国汽车新材料应用高峰论坛》上从多个角度详细分析了汽车连接器用铜合金材料,包括特点、用途、要求特性,并且重点讲解了在对汽车连接器进行材料选择时的注意点。

SMM 9月19日讯:铜陵高铜科技有限公司总经理高维林在《中国工博会新材料论坛—2019中国汽车新材料应用高峰论坛》上从多个角度详细分析了汽车连接器用铜合金材料,包括特点、用途、要求特性,并且重点讲解了在对汽车连接器进行材料选择时的注意点。

铜合金(板带)材料的简介-特点和用途


(1)铜加工领域中,合金品种最多,制造难度最大。

(2)易于冲压和弯曲加工成各种形状,因此用途极其广泛

技术难题:综合特性全面提高;各要求特性之间基本上都是;互为相反(彼长此消)的关系:

所以需要针对不同的用途,要明确具体的特性要求,选择最适合的合金。

汽车用铜合金(板带)材料的要求特性


主要是根据电流的大小:   

电流越大,部件尺寸相对越大,主要是要求导电率要求高,而对其他特性要求相对不高。

电流较小,部件尺寸相对小,要求强度高,相应的弯曲成形性好。

汽车连接器(线束端子)用铜合金材料的要求特性


1.为了保障端子的形状和尺寸精度:

要求铜合金材料具有极其良好的弯曲加工型(特别是能满足打线弯曲要求)。

2.为了保障弹簧部有足够的接触压力以及端子组装时的强度要求:

铜合金材料要有足够的强度(特别是垂直于轧制方向(TD方向)的强度)。

3.由于线束端子放在汽车引擎室等高温环境,要求铜合金材料具有极其良好的耐应力松弛性。

4.由于线束端子传递微信号,对铜合金材料的导电性要求不高。(一般20-40%IACS左右)

从历史发展,以强度-导电率分类,目前3百多种铜合金可分为4代合金。

汽车线束端子用铜合金,由于上述特性要求,从Cu-Zn(黄铜)→ Cu-Ni-Sn-P系 → Cu-Ni-Si系 →将来

随着汽车连接器(线束端子)的小型化,大电流,形状复杂化,使用环境高温化,要求铜合金材料具有更高的强度,导电率,弯曲加工性,耐应力松弛性,电镀性。

汽车连接器用(线束端子)铜合金材料选择上的注意点


1. 耐应力松弛性比强度更重要:

线束雌雄端子之间为了保持信号的稳定性,必须维持一定的接触压力。线束端子在引擎室等比较高的温度下,应力会松弛(类似蠕变现象),造成接触不良,信号失灵等。    

通过合理设计,可以选择强度相对小,耐应力松弛性好的铜合金。提高接触安定性的同时,减低材料的采购成本。

2. 要注意铜合金板材的强度异方形:

强度的方向性: 由于制造工艺不同,铜合金的强度一般是有异方性的。即,沿板条轧制方向(LD)和宽度方向(TD)的强度是不同的。

现在材料质保书上通常使用的是轧制方向(LD)的强度。需要根据实际使用情况来判断强度。

3. 要注意弯曲加工性的异方形:

铜合金板带是通过轧制加工的,因此弯曲加工性有显著的异方性(平行于轧制方向和垂直于轧制方向的弯曲加工性有很大差异,即GW和BW)。

线束(雌性)端子要求:

1).铜合金板带在轧制(LD)方向要就具有异常优异的弯曲加工性。

2).垂直于轧制方向(TD)的弹簧部分的弯曲加工性可以稍微差一点。(因为弹簧部宽度较小,有利于弯曲加工)。

3).箱型端子需要打线弯曲时,铜合金板带材的加工硬化率不能高。

汽车连接器用铜合金板的表面处理

为了保障线束端子的接触安定性,铜合金材料在加工成端子前,一般要进行预电镀(Pre-Tin plating),目前主要有两种主流电镀m模式,回流电镀(Reflow Tin)和热浸电镀(Hot Dip Tin)。

两种主流的电镀方式,各有优势,可根据实际需求选择。

日系汽车的线束端子尺寸较小,倾向于使用回流电镀;

欧系汽车的线束端子尺寸较大,倾向于使用热浸电镀;

结 论


1.汽车连接器的小型化,大电流化,形状复杂化,密装化和高温使用环境的发展趋势,要求铜合金材料具有更高的强度,导电性,弯曲加工性,耐应力松弛性。

2.汽车连接器(线束端子)用铜合金材料选择时,要特别注意铜合金板带材的耐应力松弛性。强度的要求再其次。

3.汽车连接器(线束端子)用铜合金材料选择时,要特别注意铜合金板带材的异方形。即平行于轧制方向的弯曲加工性要优异;垂直于轧制方向的强度要高。

4.汽车连接器用铜合金一般需要预电镀,现在两种主流电镀方式(回流电镀和热浸电镀)各有优势,需根据具体用途选择。

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