电接触元件的材料制造技术

技术编号:11572200 阅读:131 留言:0更新日期:2015-06-10 02:42
本发明专利技术涉及用于用来制造电接触元件的金属带的材料,以及这种材料用于电接触元件,特别是插塞接点的用途。所述材料由具有下列合金组分的可硬化的铜合金构成,以重量%计:锌(Zn)19.0%至40.0%锡(Sn)0.1%至1.5%镍(Ni)0.8%至3.0%硅(Si)0.1%至0.9%,以及任选地至少一种来自以下组的元素:磷(P)、硼(B)、银(Ag)、锰(Mn)、铬(Cr)、铝(Al)、镁(Mg)、铁(Fe)、锆(Zr)或砷(As),其中,来自该组的单个元素的份额为最高0.8%,来自该组的所有元素的份额为最高4.55%,其余的是铜(Cu)和熔炼产生的杂质。镍(Ni)的份额可至少部分地被钴(Co)代替,其中镍(Ni)和/或钴(Co)与硅(Si)的比例达到3.5:1至7.5:1。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】电接触元件的材料 本专利技术设及根据权利要求1前序部分特征的、用于用来制造电接触元件的金属带 的材料,W及根据权利要求6的特征的该种材料用于用来制造电接触元件的导电金属带的 用途。 接触元件在电工技术W及电子领域有多种应用。作为可W互相机械连接和分离的 连接元件,它们的主要任务是制造导电接触。除了电路闭合之外该样还可W实现与电子元 器件的直接禪合。 各种实施方案既遵循特定的国家标准也遵循应用领域需要满足的要求。特别是对 于可手动分离的电插塞接点来说,因此对机械负荷能力提出了更高的要求。 高品质的插塞接点具有稳定的接触电阻,在此保持低过渡电阻 (Ubergangswiderstand)是至关重要的。接触电阻的变化主要是由于腐蚀层或杂质 层的电中断造成的。为了保持该类接触元件尽可能持久的接触表面,它们通常具有锡涂层 或铭涂层,甚至银涂层或金涂层。 制造该类插塞接点主要使用由铜合金制成的金属带,由金属带冲制成各种形状。 根据合金成分锋或锡的使用量,或者是黄铜或者是可延展的青铜,例如化Sn4至化Sn8。后 一种材料在中等的强度下具有出色的可弯曲性。因为在此设及混晶硬化和冷作硬化的材 料,它们相对于弛豫的耐久性还是相对低。此外,在〉R700(Rm> 700MPa,DINEN1173/95) 的高的强度状态下,可弯曲性明显降低,该反映在随着裂缝形成越发严重弯曲半径越大。 因为电接触元件设及大批量制品,各种基本材料的购买价格尤其重要。起决定作 用的是合金内部铜的相应含量。由于黄铜中高的锋份额,因此具有高的铜份额的铜合金相 对地具有大约高出20 %的价格。 由JP2008/208466A已知一种用于插塞接点的铜合金,它具有W重量%计为23% 至28%的锋狂n)份额。其他W下组成成分至少为0.01%,其中娃(Si)最高达3%,而镶 (Ni)的份额最高达5%。[000引JP2009/013499A同样公开了一种用于插塞接点的铜材料,它的锋狂n)的份额W重量%计为20%至41%。镶(Ni)的份额在此达到0. 1%至5.0%,其中锡(Sn)的份额为 0. 5%至 5. 0%。 DE10308779B3指明了不含铅的铜合金及其用途。其组成成分W重量%计,铜为至 少60 %至最大70 %,因此是相当高的。与此相反,提出了镶(Ni)的份额为0. 01 %至0. 5 %, 而锡(Sn)的份额则变为0.5%至3. 5%。娃(Si)的可能份额可达到0.01%至0.5%。 特别是高的铜份额使得基本材料的购买价格相当高。另外,其他合金成分的份额 在改善的材料特性方面还提供了可改善的空间。 因此,本专利技术的目的在于,进一步改善用于用来制造电接触元件的金属带的材料, 尽管其单个合金成分的成本成本有利,但满足了用于制造电接触元件的导电材料的用途的 必要特征。 根据本专利技术,所述目的的解决方案在于根据权利要求1特征的、用于用来制造电 接触元件的金属带的材料。 据此,提出了用于用来制造特别是插塞接点的电接触元件的金属带的材料,所述 材料由份额W重量%计的可硬化的合金构成:锋狂n) 19. 0 %至 40. 0 %锡(Sn) 0.1 %至 1.5%,镶(Ni) 0.6%至 3.0%,和 娃(Si) 0.1%至 0.9%。[001引此外,所述材料可W任选地具有至少一种来自W下组的元素;磯(P)、棚炬)、银 (Ag)、铺(Mn)、铭(Cr)、侣(A1)、儀(Mg)、铁(Fe)、错狂r)或神(As), 如果存在来自所述组中的所有元素,则它们构成所述材料的4. 55%的最大总份 额。基本上,所述组的元素在存在时没有超过总合金份额的0.8%的。材料的其余部分由铜 (化)和烙炼产生的杂质构成。此外,镶(Ni)的份额可W至少部分地通过钻(Co)来代替。 因此,镶(Ni)还可W高达100%地和因此完全通过钻(Co)来代替。镶(Ni)和/或钻(Co) 的份额与元素娃(Si)的比例达到3. 5:1至7. 5:1。 用于制造电接触元件的金属带由可硬化的合金化化30SnlNilSi0. 2构成。 除了高的锋狂n)含量和由此带来的有利制造成本之外,特别的优点是材料的强 度增加。跟铜相比,增加的强度是基于混晶的形成。该样实现的硬化是可能的强度增加过 程中的一个环节,W便由在其他条件下相对软的金属获得硬质材料。 另外,通过与镶(Ni)-娃化物的沉淀硬化可W在良好延伸情况下实现明显更高的 强度和因此实现可弯曲性的增强。特别是与纯粹混晶硬化和冷作硬化的、例如化化25Snl 的特殊黄铜相比。W该种方式可W在例如R780(Rm> 780MPa)的高强度条件下,还实现 八5〇〉3%的断裂伸长值^5012。。在此,耐弛豫性(11€13削11〇1186€8化11(1咕1^€^)明显 好于化Sn4和化化25Snl的情况下。 基本专利技术思路的其他有利方案是权利要求2至5的主题。 据此,优选份额W重量%计可W是:锋狂n) 25. 0 %至 33.0%锡(Sn) 0. 5%至 1.2%,W及镶(Ni) 0. 8 %至 2. 5 %,和[002引 娃(Si) 0.1 %至 0.6%, 其中,镶(Ni)的份额可W至少部分地通过钻(Co)来代替。 在可替代的实施方式中,单个合金成分的W重量%计的份额为:锋狂n) 27. 0%至 31.0%锡(Sn) 0. 5%至 1.2%,W及 镶(Ni) 0. 8 %至 2. 0 %,和 娃(Si) 0.1 %至 0.6%。[003引在此,镶肌)的份额可W至少部分地通过钻(Co)来代替。 对于最佳沉淀硬化,镶(Ni)和/或钻(Co)与娃(Si)的比例保持在3. 5:1至 7. 5:1。所述比例优选可W是4. 0:1至5. 0:1。 任选存在的来自所述组的单个元素,在存在时W重量%计的份额优选为:[003引 磯(P) 0.001%至 0.05% 棚炬) 0.02 % 至 0.5% 银(Ag) 0.02 % 至 0.5% 铺(Mn) 0. 03 % 至 0. 8 % 铭(Cr) 0.01 % 至 0.7% 侣(A1) 0.02 % 至 0.5% 儀(Mg) 0.01 % 至 0.4% 铁(Fe) 0. 01 % 至 0.6 %W及 错狂r) 0.01% 至 0.4% 和 神(As) 0.001% 至 0.1%。 所述组中包含的元素可W任选地存在于本专利技术的材料中。因此,可W加入给定量 的磯(巧和/或棚炬),它们在此起到脱氧剂的作用。它们的存在起到结合溶解于烙体中的 自由氧(0)的作用。W此方式对抗氨坏点(Wasserstoffkran化eit),其中防止气泡形成和 合金组成成分的氧化。 此外,磯任)起到改善本专利技术的铜合金在诱铸过程中流动性的作用。 添加铺(Mn)主要是利用其对铜合金的硬化特性。同时,铺(Mn)还同样起到脱氧 剂的作用。 通过添加侣(A1)增加材料的硬度W及延伸极限。所述的正面的增加在此不造成 材料初性的降低。总的来说,侣(A1)的添加改善了高温下合金的强度、可弯曲性W及耐磨 性和抗氧化性。 铭(化)和儀(Mg)的添加起到改善高温下抗氧化性的作用。通过铭(化)和儀(Mg) 与侣(A1)混合可W获得较好的结果。W之前指明的数量级添加铁(F本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制造特别是插塞接点的电接触元件的金属带的材料,所述材料由具有下列合金组分的可硬化的铜合金构成,以重量%计:锌(Zn)19.0%至40.0%锡(Sn)0.1%至1.5%镍(Ni)0.6%至3.0%硅(Si)0.1%至0.9%,以及任选地至少一种来自以下组的元素:磷(P)、硼(B)、银(Ag)、锰(Mn)、铬(Cr)、铝(Al)、镁(Mg)、铁(Fe)、锆(Zr)或砷(As),其中,来自该组的单个元素的份额为最高0.8%,来自该组的所有元素的份额为最高4.55%,其余的是铜(Cu)和熔炼产生的杂质,其中镍(Ni)可至少部分地被钴(Co)代替,并且镍(Ni)和/或钴(Co)与硅(Si)的比例达到3.5:1至7.5:1。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员:D·罗德T·赫尔曼坎普H·舒尔策A·卢姆巴赫J·于斯滕
申请(专利权)人:KME德国有限及两合公司
类型:发明
国别省市:德国;DE

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