Copper_alloy_and_separable_spring_design1.pdfVIP

Tyco Electronics (Dongguan) Ltd 4. 铜合金与可分离弹片设计 2007年8月1日 目录 • 4.1 弹片端子的要求 • 4.2 金属的机械性能 • 4.3 合金的制造过程 • 4.4 铜合金结构和硬化技术 • 4.5 通用铜合金和材料性能 • 4.6 正向力选择 • 4.7 梁的属性 • 4.8 梁的设计 • 4.9 可加工性设计 • 4.10 插入机构 • 4. 11梁的设计举例 2 2007年8月1日 4.1 弹片接触的要求 接触弹片要实现的功能: -传送电源或者传播信号. -提供正应力,建立和维持接触界面. -适应连接器系统的制造公差. 接触弹片材料必须是: -导电的 -有好的弹性 -充分的可成形性便于制造. 导电率 导电率要求对信号接触弹片不非常需要. 更高的数值是必需的针对电源连接器， 接触弹片原料必须满足机械要求. 特别,机械强度和可成形性之间的折中决定，在多 数铜合金中的哪个是连接器工业有益的在. 3 2007年8月1日 4.2. 金属的机械属性 应力－应变曲线 可伸展的应力，弯曲应力. -弹性模量 -2% 屈服应力(力) -屈服应变 -可伸展或者极限应力 -拉长 对于连接器，特别重要的是应力松弛和硬度. -应力松弛:是重要的对连接器，因为它导致正应力损失. -硬度:抗变形性 -导电性: 是关键的，在设计电源端子. -热导系数: 是关键的，在设计电源端子. 4 2007年8月1日 4.3.合金制造过程 A铸造 片和条的制造由基本的铸造操作开始. 在每个粒中, 存在规则的晶格，然而颗粒方向相对于另外的是任意的. 颗粒间的交叉部分,晶粒周围,是不规则的区域 5 2007年8月1日 B. 热轨 热轨提供铸造晶粒结构的初始分类和减少原料厚度. 热轨优势： • 热轨温度下不加工硬化，大大地减少厚度 • 再结晶过程减小和均匀晶粒结构． 控制一致的条厚度和宽度是重要的,厚度的变化多样在随后的冷轧和退火操作不容易被消除. 简言之,热轨: -减少厚度. -减小颗粒尺寸. - 由于高的温度和随后的再结晶,颗粒保持任意的和未失真的． 6 2007年8月1日 C. 冷轧 冷轧功能使热轧后的条到最后的标准厚度和需要的机械属性. • 取向性 晶粒结构向轧方向拉长.保持结构，不发生再结晶，导致在材料属性平行的和垂直的起向性 到轧制方向. 影响： 拉力和柔软性, 可成形性. 有时根据比率R/t表达，R是没有破裂弯曲的半径和t是厚度 GOOD WAY AND BAD WAY弯曲定义 R/t明显增加屈服强度. 冷轧完成2件事: -最终地减少厚度 -冷作材料(拉长颗粒)和变硬到需要韧度 7 2007年8月1日 8 2007年8月1日 D．退火 退火是冷轧过程的中间级，当条被带到接近最后的标准规格, 排除加工硬 化，允许冷轧进一步减少厚度. 原子和颗粒结构重新整理. 减少加工硬化的内应力. E. 切割 最后步骤,切开条到一定宽度,用于冲压和成型模. 切割应力导致类似的弓和 弧形 9 2007年8月1日 4.4.铜合金结构和硬化技术 金属性能：规则的原子结构和缺陷造就金属的机械性能. 自由电子存在原子结构中. 这些自由电子负责金属的导电率. 热导系数,亦包括原子结构的影响,特别是晶格振动,特别在合金中. 在金属中有原子的排列和晶体结构( lattice). BCC结构：组成由每个角落的原子和附加的在中心的原子. 一些BCC结构金属是铬,钨和磁铁. FCC 结构：也是由每个角落的原子和附加在立方体每个面中心的原子.铜,镍,银,黄金和微克(无 磁性的铁)是有FCC结构的金属. 有3个主要的加固,或者硬化,机械结构在金属中. 他们是: -加工硬化: 加工硬化应用到全金属和合金由于它依靠结晶缺陷. - 固熔体加固: 固熔体加强依赖额外的合金元素和在原子晶格中应变影响. 固熔体加强发生在