แนวโน้มการใช้งานชิ้นส่วนปั๊มทองแดงเบริลเลียมในขั้วต่อระดับไฮเอนด์-

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การสื่อสาร 5G ยานพาหนะพลังงานใหม่ และระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม ความต้องการของตลาดสำหรับตัวเชื่อมต่อที่มีความน่าเชื่อถือสูง-ได้เพิ่มสูงขึ้น ในฐานะที่เป็นวัสดุหลักสำหรับหน้าสัมผัสสปริงตัวเชื่อมต่อ โลหะผสมเบริลเลียมคอปเปอร์ (Be-Cu) จะค่อยๆ เข้ามาแทนที่ฟอสเฟอร์บรอนซ์และสเตนเลสแบบดั้งเดิม เนื่องจากมีข้อดีรวมกันคือมีความแข็งแรงสูง ค่าการนำไฟฟ้าสูง ทนทานต่อความล้า และต้านทานการกัดกร่อน บทความนี้จะตรวจสอบวิวัฒนาการทางเทคโนโลยีและแนวโน้มอุตสาหกรรมของการปั๊ม Be-Cu จากสี่มุมมอง: คุณสมบัติของวัสดุ กระบวนการปั๊ม การรักษาพื้นผิว และการใช้งานขั้นปลาย ซึ่งเป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับบริษัทในห่วงโซ่อุตสาหกรรม

หน้าสัมผัสคอปเปอร์สปริงเบริลเลียมเป็นโลหะผสมที่มีการตกตะกอน-โดยทั่วไป ยกตัวอย่างเกรด C17200 ที่ใช้กันทั่วไป (ประกอบด้วย 1.8-2.0 wt% Be) เป็นตัวอย่าง คุณสมบัติทั่วไปมีดังนี้:

กลไกการเสริมความแข็งแกร่งของสปริงหน้าสัมผัสทางไฟฟ้า BeCu เป็นกระบวนการสอง-ขั้นตอน:
การบำบัดด้วยสารละลาย (780-800 องศา การทำความเย็นอย่างรวดเร็ว) ทำให้เกิดเฟสอิ่มตัวยวดยิ่ง โดยรักษาค่าการนำไฟฟ้าสูงของเมทริกซ์ Cu
การรักษาความชรา (320-340 องศา , 2-3 ชั่วโมง) ตกตะกอนอนุภาค ″ (สารประกอบ Be-Cu) ที่กระจายตัว ซึ่งขัดขวางการเคลื่อนที่ของการเคลื่อนที่และเพิ่มความแข็งแกร่งอย่างมีนัยสำคัญ
เป็นที่น่าสังเกตว่าบริษัทในประเทศบางแห่งได้พัฒนาโลหะผสม-Be ต่ำ (0.2-0.7 wt% Be) โดยการเพิ่มองค์ประกอบ เช่น Ni และ Co เพื่อให้ได้ต้นทุนที่ต่ำลง อย่างไรก็ตาม ความแข็งแรงและค่าการนำไฟฟ้ายังคงต่ำกว่าระบบ High-Be

3.1 การเลือกวัสดุแม่พิมพ์และการเคลือบ
โลหะผสมทองแดงเบริลเลียมมีความแข็งสูง (HRC 38-42 หลังจากหมดอายุ) และมีความทนทานต่อการสึกหรอ-อย่างมากต่อแม่พิมพ์ เหล็กกล้าแม่พิมพ์ทั่วไปใช้เหล็กกล้าความเร็วสูงชนิดผง ASP23 หรือซีเมนต์คาร์ไบด์ YG8 รวมกับการเคลือบ PVD TiCN (ความแข็ง 2500-3000) HV) สามารถยืดอายุแม่พิมพ์ได้มากกว่า 1 ล้านรอบ

3.2 เทคโนโลยีการแบลงค์กิ้งที่แม่นยำ
สำหรับแผ่นสปริง-บางพิเศษ (0.05-0.15 มม.) การปั๊มแบบดั้งเดิมมีแนวโน้มที่จะเกิดครีบและมุมยุบตัว อุตสาหกรรมได้แนะนำกระบวนการปั๊มขึ้นรูปและการปั๊มแบบละเอียด:

การปั๊มขึ้นรูปอย่างละเอียดใช้การกดด้วยการกระทำสามครั้ง- พร้อมด้วยตัวยึดเปล่ารูปตัว V- และตัวดีดกลับ เพื่อให้ได้ผิวสำเร็จที่มีแรงเฉือนที่ Ra น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.4 μm
การปั๊มขนาดเล็ก-ใช้เครื่องปั๊มแบบเซอร์โว (ที่มีความสามารถในการทำซ้ำ ±0.01 มม.) ร่วมกับระบบการวัดความหนาแบบเลเซอร์ออนไลน์เพื่อให้แน่ใจว่าค่าเผื่อมิติที่ ±0.01 มม.

3.3 การติดตามกระบวนการ
บริษัทชั้นนำได้ติดตั้งระบบเตือนการสึกหรอของดายตามการปล่อยเสียง (AE) ด้วยการวิเคราะห์สัญญาณความถี่สูง-ในระหว่างกระบวนการตัดกระดาษ ทำให้สามารถระบุข้อบกพร่องของการบิ่นแม่พิมพ์ล่วงหน้าได้ ซึ่งช่วยลดอัตราข้อบกพร่องของแบทช์ให้ต่ำกว่า 10 ppm

ควรเลือกการเคลือบที่ใช้สำหรับการปั๊มทองแดงเบริลเลียม C17200 ตามสภาพแวดล้อมการใช้งาน:

เครื่องใช้ไฟฟ้า (โทรศัพท์มือถือ หูฟัง):การชุบ Ni (1-2 100 μm) + การชุบ Au flash (0.03-0.05 μm) ปรับสมดุลความสามารถในการเชื่อมและความต้านทานการสัมผัส

อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์:การชุบ Sn (3-5 μm) หรือการชุบ Ag (2-3 μm) ตรงตามข้อกำหนดการบ่มที่อุณหภูมิสูง 150 องศาเป็นเวลา 1,000 ชั่วโมง

การบินและอวกาศและการทหาร:การเคลือบคอมโพสิต Ni-P แบบไม่ใช้ไฟฟ้า + นาโน-MoS₂ ช่วยลดค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีเป็น 0.08 และปรับปรุงความทนทานต่อการสึกหรอของเฟรตได้ถึงสามเท่า

5.1 5จี คอมมิวนิเคชั่นส์
AAU ของสถานีฐาน 5G (หน่วยเสาอากาศที่ใช้งานอยู่) ต้องใช้สปริงทองแดงเบริลเลียมหนา 0.1 มม.- จำนวนมากสำหรับขั้วต่อบอร์ด-ถึง-บอร์ด (BTB) สถานีฐานแห่งเดียวกินพื้นที่ประมาณ 200-300 หน่วย และคาดว่าขนาดตลาดทั่วโลกจะสูงถึง 5 พันล้านหยวนในปี 2568

5.2 ยานพาหนะพลังงานใหม่
ขั้วต่อไฟฟ้าแรงสูง- (แพลตฟอร์ม 800 V) ต้องใช้สปริงเพื่อรักษาแรงสัมผัสมากกว่าหรือเท่ากับ 8 นิวตันที่ 125 องศา การปั๊มทองแดงเบริลเลียม NGK เนื่องจากความต้านทานการคลายความเครียด (125 องศา , 1000 นิวตัน/มม.2) จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้งานด้านยานยนต์. 000 ชั่วโมง อัตราการคลายความเครียด<5%), gradually replacing traditional phosphor bronze.

5.3 การทดสอบเซมิคอนดักเตอร์
คานยื่นในแผ่นเวเฟอร์โพรบต้องใช้สปริงแบนทองแดงเบริลเลียม{0}}บางพิเศษ 0.02-0.03 มม. ผู้ผลิตในประเทศได้รับการรับรองจากบริษัท Sumitomo ของญี่ปุ่น ซึ่งสามารถทดแทนการนำเข้าได้

คอขวดวัตถุดิบ:ทรัพยากรเบริลเลียมทั่วโลกมีความเข้มข้นสูง (Materion ในสหรัฐอเมริกาถือหุ้น 70%) และราคาของเบริลเลียมจะเกิน 2 ล้านหยวน/ตันในปี 2567 ซึ่งจำเป็นต้องมีการพัฒนาเทคโนโลยีรีไซเคิลอย่างเร่งด่วน

ความแม่นยำในการปั๊มแบบไมโคร-:สำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีความหนาต่ำกว่า 0.05 มม. ผลผลิตในประเทศจะต่ำกว่าในญี่ปุ่นถึง 20% โดยต้องมีการวิจัยเกี่ยวกับวัสดุแม่พิมพ์และเทคโนโลยีการควบคุมเซอร์โวความเร็วสูง-

การผลิตสีเขียว:ฝุ่นเบริลเลียมเป็นพิษ จำเป็นต้องสร้างสายการผลิตแบบปิดพร้อมระบบกำจัดฝุ่นแบบเปียกเพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานการปล่อยก๊าซ GB 25467-2010

เมื่อมองไปข้างหน้าถึงปี 2025-2030 ด้วยการเปิดตัวความต้องการภายในประเทศที่เพิ่มขึ้นสำหรับเครื่องบินขนาดใหญ่และการสื่อสารควอนตัมหน้าสัมผัสสปริง Cu Berylliumตลาดคาดว่าจะรักษาอัตราการเติบโตต่อปีมากกว่า 15% บริษัทในห่วงโซ่อุตสาหกรรมจำเป็นต้องร่วมมือกับมหาวิทยาลัยเพื่อบรรลุความก้าวหน้าในนวัตกรรมการทำงานร่วมกัน "วัสดุ-กระบวนการ- อุปกรณ์" เพื่อยึดตำแหน่งสูงสุดในห่วงโซ่คุณค่าของตัวเชื่อมต่อระดับไฮเอนด์-