Analyse de la résistance mécanique et exigences techniques des composants électriques rivetés en argent

En tant que composant essentiel des systèmes électriques permettant la commutation de circuits et la transmission du signal, la résistance mécanique des composants électriques rivetés Silver détermine directement la fiabilité opérationnelle, la sécurité et la durée de vie des équipements en aval. Dans les secteurs manufacturiers haut de gamme sur lesquels la Chine se concentre, tels que les véhicules à énergies nouvelles, les réseaux intelligents et le transport ferroviaire, ces composants doivent résister aux contraintes à long terme liées aux vibrations, aux chocs, aux cycles thermiques et aux mouvements mécaniques fréquents. Par conséquent, leurs indicateurs techniques liés à la résistance mécanique- ainsi que les niveaux de R&D et de fabrication sont devenus l'une des dimensions essentielles pour mesurer la force technologique de l'industrie.

Pour les contacts en argent rivetés In-, la résistance mécanique n'est pas un indicateur unique mais un concept global, comprenant principalement :

La résistance du corps du rivet lui-même :Il s'agit de la résistance de la tige du rivet aux forces de traction axiale et de cisaillement radial, qui dépend principalement des propriétés mécaniques du matériau du rivet et de son état de traitement thermique.

La force de retenue du joint de rivet :Il s'agit de la force de liaison entre la tête du rivet et le matériau de base après le rivetage. Ceci est crucial pour empêcher les points de rivetage de se desserrer et de se briser, et est généralement mesuré par la résistance à la traction et la résistance au cisaillement.

Force de liaison des contacts :Pour les contacts composites, la résistance de l’interface de liaison est primordiale. Une liaison faible peut entraîner des cloques et un pelage des contacts, augmentant ainsi la résistance de contact et pouvant même provoquer une défaillance.

Stabilité structurelle globale du composant :Cela fait référence à la capacité des contacts électriques rivetés intégrés à conserver leur géométrie et leur état de connexion d'origine lorsqu'ils sont soumis à des contraintes mécaniques externes (telles que des vibrations et des impacts).

Sélection des matériaux

Matériaux des rivets :

Laiton : possède de bonnes propriétés mécaniques globales et une bonne ductilité, est facile à forger à froid-et constitue un choix-à usage général. Cependant, sa résistance est modérée, ce qui le rend inadapté aux applications à fortes contraintes.

Bronze phosphoreux : offre une résistance, une dureté et une excellente élasticité supérieures, avec une bonne résistance à la fatigue. Convient aux connecteurs nécessitant des cycles d'accouplement élevés et des forces de rétention élevées.

CuNiZn : ​​combine une bonne résistance, ductilité et résistance à la corrosion, et est largement utilisé dans certains composants électroniques-à exigences élevées.

Matériaux de contact : Généralement des alliages d’argent. La dureté, la soudabilité et la résistance à l'usure du matériau de contact affectent sa durée de vie lors du fonctionnement mécanique.

Structure et géométrie

Taille du rivet : Le diamètre de la tige du rivet de l'emboutissage en cuivre avec contacts rivetés en argent est le principal paramètre géométrique déterminant sa résistance. Un diamètre plus grand entraîne une plus grande résistance à la traction et au cisaillement.

Type de tête de rivet : différents types de têtes, tels que la tête ronde plate, la tête fraisée et la tête semi-fraisée, entraînent différentes répartitions de contraintes et effets de verrouillage après le formage, affectant directement la rétention de résistance.

Ajustement du trou de rivet : l'écart entre le rivet et le matériau de base du trou des contacts en argent rivetés dans la matrice-est un paramètre de conception essentiel. Si l'espace est trop petit, le rivetage devient difficile et le matériau de base est facilement endommagé ; si l'écart est trop grand, le rivetage est incomplet, ce qui réduit considérablement la rétention de résistance. Un écart de 0,05 à 0,15 mm est généralement recommandé.

Processus de fabrication

Processus de rivetage : Il s’agit du facteur essentiel qui détermine la rétention de résistance du joint riveté.

Pression/course de rivetage : une pression insuffisante conduit à un rivetage incomplet, entraînant un « faux rivet » ; une pression excessive peut endommager le rivet ou le matériau de base, voire provoquer des fissures.

Conception des matrices de rivetage : La forme des matrices supérieure et inférieure détermine la forme de formage et les lignes d'écoulement du métal de la tête rivetée. Idéalement, le formage devrait permettre au matériau du rivet de remplir et de verrouiller le trou du matériau de base, formant ainsi une tête de rivet uniforme et sans fissures.

Soudage par contact/procédé composite : Pour les contacts soudés ou composites, la force de liaison dépend de la qualité du soudage ou du procédé composite.

Essai de résistance à la traction :À l'aide d'une machine d'essai de traction miniature, une force de traction verticale est appliquée au joint de rivet du contact argenté riveté avec une borne en cuivre jusqu'à rupture. La valeur maximale de la force de traction est enregistrée ; cette valeur est la résistance à la traction. Les modes de défaillance incluent l'arrachement du rivet-, la rupture de la tige du rivet ou la déchirure du matériau de base. L'analyse des modes de défaillance peut retracer les problèmes de processus.

Essai de résistance au cisaillement :Une force parallèle à la surface de contact est appliquée au joint de rivet du cuivre embouti avec des contacts rivetés en argent, simulant sa contrainte lors de l'insertion/retrait ou de la vibration, jusqu'à ce que le joint de rivet soit cisaillé. La résistance au cisaillement est un indicateur clé pour évaluer la capacité portante-de charge latérale.

Test de durabilité :L'ensemble est installé dans un connecteur simulé et soumis à un nombre spécifié de cycles d'insertion/retrait. Après le test, vérifiez le desserrage du joint de rivet des contacts en argent rivetés In-Die, le détachement des contacts et la mesure des changements de résistance de contact. Il s’agit du test final de la stabilité structurelle globale de l’assemblage.

Essais de vibrations et de chocs :Conformément aux normes nationales (GB/T 2423) ou aux normes industrielles, les composants sont placés dans des environnements spécifiques de vibrations et de chocs pour vérifier s'ils se desserreront ou tomberont en panne sous une contrainte mécanique dynamique.

Après une discussion approfondie des effets combinés des matériaux, des processus et de la structure sur la résistance mécanique, il apparaît clairement que toute interface est un point faible potentiel. Pour améliorer fondamentalement la fiabilité des assemblages de contacts rivetés dans des conditions de fonctionnement difficiles, l'industrie s'oriente vers l'intégration de matériaux et de structures. Les contacts électriques rivetés intégrés représentent la pointe de cette approche technologique.

Composants rivetés électriques argentésn'utilisez pas le modèle traditionnel « base et contact argent composite ». Au lieu de cela, grâce à une frappe à froid de précision, à un estampage à haute vitesse-et à une technologie de rivetage spécialisée, des contacts en alliage d'argent de haute-qualité sont intégrés à des rivets ou des bornes en alliage de cuivre de haute-performances dans un tout indissociable dès les premières étapes de la fabrication.