连接器耐久性与铜及铜合金带组织相关性研究
国家标准《端子连接器用铜及铜合金带》(送审稿)编制说明
国家标准《端子连接器用铜及铜合金带》送审稿编制说明一、工作简况1、任务来源随着汽车产业、电脑通讯产业等应用领域的不断发展，连接器的市场容量逐步扩大，年均增长率在两位数以上，市场发展潜力较大。
我国已经成为全球连接器增长最快和容量最大的市场。
随着应用对象、频率、功率、应用环境等不同，有各种不同形式的连接器。
连接器产品的“微型化”、“高速移动化”和“智慧化”是未来发展的趋势。
目前我国连接器主要以中低端为主，高端连接器占比较低，但需求增速较快，因此发展适应高端连接器的铜合金材料就显得十分重要，这不仅要求铜合金材料在强度上有出色表现，还需要有高耐热性、高导电率，以及出色的表面光泽性和平滑性。
目前，我国铜加工业进入新常态，也进入了转型升级的关键时期，大力发展端子连连接器用铜及铜合金材料对于我国有色金属工业改变传统模式、摆脱过剩产能、扩大有色金属应用将起到至关重要的作用。
通过端子连接器的基础原材料铜板带产品标准的制定，可以更加规范产品质量，扩大供给量，替代进口，同时推进中国连接器市场逐步规范和高端连接器市场的发展。
本标准为首次制订。
2、主要工作过程标准制订计划任务正式下达后，宁波兴业盛泰集团有限公司牵头成立了标准编制小组，首先整理收集本企业曾经生产的产品的技术要求及产品使用现状，为本标准全面、系统、有效的制定奠定了良好的基础。
随后编制小组会同市场开发和营销人员对端子连接器用铜合金带材进行了全面的市场调研，全面准确地了解了市场上不同客户的需求以及产品未来的发展趋势，了解目前生产厂商的生产水平和现状。
通过查阅了国内外有关的技术资料，结合主要用户的技术要求，经过多次讨论和广泛征求意见，形成了标准征求意见稿及编制说明。
标准制订计划任务正式下达后，宁波兴业盛泰集团有限公司牵头成立了标准编制小组，进行了计划和分工，并落实起草任务，确定标准的主要起草人，拟定该标准的工作计划。
具体分工为：宁波兴业盛泰集团有限公司总负责市场和同行业信息收集及执笔；宁波兴业鑫泰新型电子材料有限公司、安徽鑫科新材料股份有限公司、安徽楚江科技新材料股份有限公司以及中色（宁夏）东方集团有限公司负责补充市场信息和标准数据的验证。
铜及铜合金的性能
铜及铜合金的性能成型性对于选择合金材料重要的是在冲压成型过程中能够获得所需要的几何形状的能力。
按治具的半径弯曲90 度或是更大的角度，也同时降低厚度来帮助弯曲定位，都是连接器冲制上常用的。
当合金充分退火后，绝大多数成形是可利用的，但在此条件下，强度会降低。
固体溶液的冷轧制和散粒硬质合金增加了强度，但却消耗了成型性能。
铸造方式有效地改变了回火性能，这可能由于它造成的加工硬化而损害了成型性能，或者由于其厚度降低而导致有助于成形。
连接器技术之 4.2.5 成型性--在它们制程中的大量的冷加工所发展起来的更高强度的回火结构也可能在一个方向上比在另一个方向上表现出更好的成型性能。
当可能时，最大的成形能力出现在弯曲轴线垂直于卷曲方向。
这个方向是首选的，因为它常常比另一方向的回火能具有更好的成型性。
在这个方向上的成形称之为径向的，因为它指出了随弯曲的进行金属流动的方向。
对应到平行于轧制方向的弯曲轴线的成形则称之为纬向的。
纬向弯曲上最小的可接受半径能比经向上更大，特别对于高温回火的固溶合金和散布强化合金。
在连接器壳体部分中90 度的弯曲常常朝向窄条导向以利用纵向的成型性。
窄条能形成而不产生裂缝的冲模最小范围为由设计者和制造商所共同支持的合金窄条所定义，其中的裂缝定义为一不可接受的粗糙表面。
材料的工作性能可以从弯曲的最小弯曲半径(MBR)而得知，由窄条厚度(t)所分割。
较小的MBR/t 值表明有较好的成型性。
连接器技术之 4.2.5 成型性--图表4.5 中总结了所选择合金的相关成型性。
此图表表明了名义上可拉伸强度其其每一合金可接受的最小弯曲(MBR/t value)在其纵向上和横向上从1到1.5。
在冲压工具中的实际性能与此有些不同。
此图表中所示的强度在纵向上较高，这样与通常此方向上的成型性较好是一致的。
此图表同样表明了铜合金的一个与其独立的强度来源相关的总趋势。
此固体溶解强化合金可提供一较高的强度，从而能使规定的最小成型性比固溶合金以及散布强化合金要小，因为此成形过程与其冷工作下性能的相关性很小。
铜及铜合金的焊接
铜及铜合金的焊接铜合金的制造铜合金材料在运用于连接器的加工过程中，先是被加工成为薄片状的板材，然后切成条带形状以适应后面的冲压过程的需要。
线材同样应用于连接器中，但是在端子组件和其他类型的连接器中这样的材料应用得很少。
图4.1描述了一个典型的薄板和条带铜合金的制造流程。
此外在参考书目3中可以得到更详细的描述。
合金线材以同样的方式制造但具有几个显著的特点：热挤压，轧制，和通过冲模的拉拔以改变热轧制和冷轧制在板材中的应用，以及退火处理过程经常用于这种产品。
连接器技术之4.1.1 铜合金的制造溶炼和铸造铜合金是最先用于可回收的商业应用的金属之一，这是因为工业上能用经济的办法将铜合金中的杂质维持在一个较低的水平。
溶炼常用于电溶炉之中而少见于铜合金在真空和惰性气体下的溶炼和铸造过程中。
碳层能提供一足够的保护。
此外，利用真空或特殊的空气环境将会很大的增加合金制造的成本。
氢、氧和碳的污染影响由溶炼过程和热力学方法来平衡其溶炼层进行控制，其中氢能溶解于铜，氧能与铜和一些合金元素形成氧化物，而碳能与有碳化物组分的合金起反应。
溶炼控制包括纯电解阴极铜和有选择的兼容合金碎屑。
当一些纯组分如镍、锡、硅或起支配作用的合金如磷、铍、和铬合金组分增加时，都会引起合金成份改变。
板材锻造的制造过程是从不连续的铸造成大矩形横截面金属锭或薄铸片开始的。
前述大金属锭的典型尺寸为约150 毫米厚，300 到900 毫米宽，并且经过热轧制处理以有效的减少其厚度并消除在铸造过程中残余的铸造微片。
另一种铸造方法是薄铸片(常用于窄条状铸造材料)，其典型的尺寸是约15 毫米厚，150 到450 毫米宽，这些薄铸片将直接转到冷轧过程之中。
选择条形铸造是基于经济上的考虑因素(热研磨需要较高的资金成本)以及合金的特性(一些铜合金不容易在热条件下工作)。
前述半连续且大的金属锭在铸造过程中垂直利用一个中空水冷的铜模，在开始时此铜模的下底部被封住。
溶化的金属实际上并未象图4.1中所示的直接进入溶模。
铜及铜合金的金相组织分析
铜及铜合金的金相组织分析一）结晶过程的分析结晶是以树枝状的方式生长，树枝状的结晶容易造成夹渣外，通常形成显微疏松。
取决于模壁的冷却速度外，还取决于合金成分、熔化与浇注温度等。
（二）宏观分析中常见缺陷在浇注过程中往往产生缩孔、疏松、气孔、偏析等缺陷。
浇注温度和浇注方式的影响，铸锭、紫铜中容易出现气孔和皮下气孔。
由于合金元素的熔点、比重不一，熔炼工艺不当造成铸锭的成分偏析。
铸造时热应力可产生裂纹。
浇注工艺不当（浇注温度过低），浇注时金属液的中断会造成冷隔。
（三）微观分析与铜相互作用的性质，杂质可分三类：1.溶解在固态铜中的元素（铝、铁、镍、锡、锌、银、金、呻、锑）。
2.与铜形成脆性化合物的元素（硫、氧、磷等）。
3.实际上不溶于固态铜中与铜形成易熔共晶的元素（铅、铋等）。
铋与铜形成共晶呈网状分布于铜的基体上，淡灰色。
铅含量很少时和铋一样呈网状分布于晶界，其颜色为黑色；铅含量大时在铜的晶粒间界上呈单独的黑点。
暗场观察：铅点呈黑色，孔洞为亮点。
硫与氧的观察：均与铜形成化合物（Cu2S Cu2O，又以共晶形式（Cu2S+ Cu、Cu20+ CU分布在铜的晶界上。
氯化高铁盐酸水溶液浸蚀：Cu20变暗，Cu2S不浸蚀。
偏振光观察：Cu20呈暗红色。
QJ 2337-92铍青铜的金相试验方法金相分析晶粒度检测金属显微组织分析，晶粒度分析，GB/T 6394-02金属平均晶粒度测定方法ASTM E 112-96 （2004）金属平均晶粒度测定方法YS/T 347-2004铜及铜合金平均晶粒度测定方法GB/T13298-91金属显微组织检验方法GB/T 13299-91钢的显微组织评定方法GB/T 10561-2005钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法ASTM E45-05钢中非金属夹杂物含量测定方法GB/T 224-87钢的脱碳层深度测定方法ASTM E407-07金属及其合金的显微腐蚀标准方法GB/T 226-91钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验方法GB/T 1979-2001结构钢低倍组织缺陷评级图GB/T 5168-85两相钛合金高低倍组织GB/T 9441-1988球墨铸铁金相检验ASTM A 247-06铸件中石墨微结构评定试验方法GB/T 7216-87灰铸铁金相EN ISO 945:1994石墨显微结构GB/T 13320-07钢质模锻件金相组织评级图及评定方法CB 1196-88船舶螺旋桨用铜合金相含量金相测定方法JB/T 7946.1-1999铸造铝合金金相铸造铝硅合金变质JB/T 7946.2-1999铸造铝合金金相铸造铝硅合金过烧JB/T 7946.3-1999铸造铝合金金相铸造铝氧是铜中最常见的杂质，可产生氢脆。
铜及铜合金高精度板带材生产技术和发展
铜及铜合金高精度板带材生产技术和发展摘要：铜及铜合金板带材是重要的铜加工产品，随着电子信息产业的高速发展，铜及铜合金板带材消费量呈逐年上升的趋势，是目前所有加工材中，最具活力的高技术、高附加值产品。
本文就铜及铜合金板带材生产的工艺技术作简要介绍。
关键词：铜及铜合金、板带材、高精度、生产工艺1前言铜及铜合金板带材是重要的铜加工产品，占世界铜加工总量的35%。
近十年来，世界经济蓬勃发展，特别是以中国为代表的新兴发展中国家，国民经济高速发展，带动了铜及铜合金板带材需求量。
铜及铜合金带材是铜加工材的重要品种，广泛应用于电子、电气、轻工、仪器仪表等各个领域，特别是随着电子信息产业的高速发展，铜及铜合金板带材消费量呈逐年上升的趋势，是目前所有加工材中，最具活力的高技术、高附加值产品。
产品主要用于制造电连接器用接插件、集成电路引线框架、汽车水箱散热管片、汽车端子、同轴电缆、干式变压器和电子开关领域，形成了以纯铜、黄铜、引线框架用高铜合金、锡磷青铜、锌白铜为代表的高精板带材合金系列。
2铜及铜合金高精度板带材生产2.1高精度板带材的特点所谓高精度合金是指具有均匀物理性能的合金，其化学成分准确、合金不含夹杂、组织状态均匀和高的制作精度。
其具有高质量、高精度和大卷重的特性。
随着生产技术的不断创新，设备不断更新，精密铜板带的生产技术达到很高的水平，为了提高生产效率和成材率，提高性能、公差的一致性，单位宽度重量已超过15kg/mm,卷重可达到20吨以上，轧制速度达1200m/min,厚度精度可控制在±0.003mm以内，表面质量和板形都达到很高的水平。
2.2生产工艺特点高精度、大卷重、高质量铜及铜合金板带材的生产工艺主要有两种方法：一为热轧开坯生产工艺，二为水平连铸供坯冷轧生产工艺。
前者采用大容量熔铸机组铸成大规格铸锭，经热轧开坯、双面铣削后再经冷轧、退火、精整等工序出成品；后者采用水平连铸直接从保温炉中引出厚度为15~18mm带坯，经在线或离线双面铣削后成卷，再经冷轧、退火、精整等工序出成品。
铜合金接触线的研究现状
铜合金接触线的研究现状1铜合金接触线的基本情况铜材导电性好, 但强度不足。
长期以来, 在铜接触导线研究方面, 一直存在高强度和高导电率之间的矛盾。
一般来说, 要保持铜的高导电率,强度往往不足; 而要提高强度, 则需加入合金成分, 那样又会很大程度上降低铜材的导电率[9 ] 。
Cu 中加入一些高熔点、高强度的金属和铜形成固溶体, 导致铜原子点阵畸变, 使电子运动阻力增加, 因而电阻增大, 加入量越多, 晶格畸变程度越大, 因而电阻率上升, 导电率下降。
人们在解决高强度和高导电率这对矛盾时, 大都是在尽可能少的降低铜导线导电率的前提下, 采用固溶强化、变形强化或沉淀强化来提高铜材的强度。
国内外对于高速轨道用关键材料都进行了长期的基础研究和应用研究[10～14 ] 。
高速轨道用接触导线一般添加一些高熔点、高硬度、低固溶度的金属, 如Cr , Nb , Ag 等, 借助合金质点的纤维状排列,在不影响导电率的前提下来增加铜线材的强度和耐磨性。
另外日本还采用大变形强化技术, 进行Cr , Nb 系铜基复合材料强化的研究工作。
国内上海大学和西北工业大学提出采用定向凝固工艺来提高铜合金强度。
定向凝固技术使Cr 在铜线中成纤维状排列, 提高强度, 同时解决高导电率和高强度的矛盾, 这项工艺目前还处于基础研究阶段。
我国在高速列车建设方面起步较晚, 电力机车接触导线制造技术相对落后, 在铜熔体洁净化处理和连铸成形两个关键工序上, 缺乏有效手段,大大影响了最终产品性能。
目前, 采用的生产接触导线的工艺主要是采用上引连铸加拉拔工艺[15 ] 。
由于国产上引设备多为连体炉(即熔化炉与保温炉为一体) , 加料后立刻引出, 没有沉静过程, 造成炉料温差大、杂质不易排除、脱氧不彻底、吸气严重等问题。
2 铜合金接触线材料方面的研究铜合金接触导线的主要优点是: 高温强度高,耐磨性好, 并且有良好的导电性能。
基于以上优点, 国内外对铜合金接触线材料进行了大量研究[16～19 ] 。
铜及铜合金的焊接
铜及铜合金的焊接，从焊接详解，焊接工艺以及钢和铜、铜合金的焊接等讲述摘要:目前对铜及铜合金焊接性的系统研究很少,经过长期对铜及铜合金的焊接性研究以及查阅有关资料,简要介绍了铜及铜合金的分类、性质;分析了铜及铜合金的焊接性、钢与铜及铜合金的焊接性以及在焊接过程中易出缺陷(气孔、裂纹)的原因和解决措施;探讨了铜及铜合金、钢与铜及铜合金的焊接工艺。
实践证明:焊接方法和工艺选择得当,焊接材料选择合理,在焊接过程中易出现的缺陷是完全可以避免的。
关键词:铜;铜合金;焊接性;工艺文献标识码: B长期以来,铜及铜合金的焊接主要是应用钎焊、气焊、电弧焊、惰性气体保护焊、埋弧焊、扩散焊等方法。
近年来,随着焊接技术的发展,又采用了电子束、激光、等离子弧等高能量热源进行焊接,取得了很好的效果。
本文就铜及铜合金的焊接性、焊接过程中易出现的问题及解决措施进行了叙述。
1.铜及铜合金的种类及性质1.1铜为面心立方晶格,具有较多的形变滑移系,室温、高温变形能力很好,退火状态的铜,不经中间退火可压缩85%～ 95%而不产生裂纹。
但纯铜在500～600℃呈现“中温脆性”。
在焊接过程中,易在此温度区间发生裂纹。
据研究,“中温脆性”和杂质的性质、含量、分布、固溶度等有关。
铜可分为无氧铜和含有少量氧的纯铜。
纯铜的导电性能好,常用于导电材料,但是存在Cu2O-Cu的低熔点共晶物,焊接时易出现裂纹。
无氧铜又可分为用P、Mn脱氧的脱氧铜和无氧铜,由于其焊接性好,常用于焊接结构。
1.2铜合金铜合金分为黄铜、青铜、白铜三大类。
1.2.1黄铜黄铜是Cu-Zn合金,根据Zn的含量不同又可分为很多种,为了改变黄铜的性能,也可以加入其它元素,如Al、Ni、Mn等。
从而形成了铝黄铜、镍黄铜、锰黄铜等。
由Cu-Zn二元系相图可知,黄铜固态下有T、U、V、W、X、Z六个相,其中T相是以铜为基的固溶体,其晶格常数随Zn含量的增加而增大。
Zn在铜中的溶解度与一般合金相反,随温度降低而增加,在456℃时固溶度达最大值后, Zn在铜中溶解度随温度的降低而减少。
高导电高耐热铜合金及铜基复合材料的研究现状与展望
高导电高耐热铜合金及铜基复合材料的研究现状与展望
王佳睿;张翔;何春年;赵乃勤
【期刊名称】《铸造技术》
【年(卷),期】2024(45)1
【摘要】高导耐热铜基材料作为现代高新技术用关键材料之一,已被广泛应用于轨道交通、电子通信和航空航天等领域。
本文从铜合金和铜基复合材料两大领域入手,介绍了常见高导耐热铜材料的设计思路、制备方法、微观组织结构、力学性能和物理性能,并对其导电机制和高温强化机理进行了归纳和阐释,最后对高导耐热铜基材料的研究现状和未来发展进行了总结与展望。
【总页数】26页(P1-26)
【作者】王佳睿;张翔;何春年;赵乃勤
【作者单位】天津大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG146.1
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5.高强度、高导电铜合金及铜基复合材料研究进展
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《汽车端子连接器用铜及铜合金带》行业标准
《汽车端子连接器用铜及铜合金带》行业标准编制说明（送审稿）（本编制说明应为《送审稿》编制说明，请按《送审稿》的情况进行说明）1、工作简况根据有色标委下发的[2013] 19号文件《关于转发2013年第一批有色金属国家、行业标准制（修）订项目计划的通知》，其中附件2《2013年第一批有色金属行业标准项目计划表》序号21项（计划编号2013-0316T-YS）《汽车端子连接器用铜带》由宁波兴业盛泰集团有限公司、菏泽广源铜带股份有限公司、安徽鑫科新材料股份有限公司、铜陵金威铜业有限公司、中色奥博特铜铝业有限公司、山西春雷铜材有限责任公司等单位负责起草。
本标准为首次制订。
随着汽车对功能性要求的增多，汽车连接器的应用会越来越广泛。
汽车的合成化趋势使连接器的集成度越来越高，由于汽车对空间设计的要求，连接器要求有更小的体积，使其不占用较大的空间，单个连接器要接收的信号越来越多，对其综合性能的要求也越来越苛刻。
总的来说，汽车连接系统将会向电子控制模块的方向发展。
因此通过汽车端子连接器的基础原材料铜板带产品标准的制定，可以更加规范产品质量，扩大供给量，替代进口，同时推进中国汽车产业的发展。
标准制订计划任务正式下达后，宁波兴业盛泰集团有限公司牵头成立了标准编制小组，首先整理收集本企业曾经生产的产品的技术要求及产品使用现状，为本标准全面、系统、有效的制定奠定了良好的基础。
随后编制小组会同市场开发和营销人员汽车端子连接器用铜合金带材进行了全面的市场调研，全面、准确地了解了市场不同客户的需求以及产品未来的发展趋势，了解国内目前生产厂商的生产水平和现状。
通过查阅了国内外有关的技术资料，结合主要用户的技术要求，经过多次讨论，形成了标准讨论及编制说明。
5月大连讨论会情况说明？《送审稿》的如何形成？2、编制原则、主要技术指标确定依据2.1 编制原则本标准根据市场对汽车端子连接器用铜带的需求和客户的特殊要求进行了制定。
2.1 牌号、状态和规格本标准根据我国目前材料应用的实际，选取了国家标准中规定的TFe2.5、QSn4-0.3、QSn6.5-0.1、QSn8-0.3、H70、H65、H63 七个牌号，依据GB/T5231-2012《加工铜及铜合金牌号和化学成分》，新增加了4个牌号：TFe0.75、HSn88-2、QSn10-0.3、QSi0.7-3。
连接器用铜及铜合金带弯曲性能对比研究
连接器用铜及铜合金带弯曲性能对比研究涂德华;张鑫【摘要】After comparing standards for bending test & grain control at home and abroad , some methods are provided to improve bending property of copper and copper alloy strip in China .Firstly, according to advantage of ASTM, it is to establish a special standard for bending test for copper and copper alloy strip , or update the current standard system for bending test for copper and copper alloy strip in China , and push the development of copper and copper alloy strip industry with higher standard .Secondly , with refine grain and control grain size uniformity , the users and manufacturers of copper strip can improve bending property and even whole mechanical property of copper and copper strip .%通过国内外弯曲试验标准和晶粒度控制对比分析，提出了提高我国铜及铜合金带弯曲性能的方法。
1．借鉴于ASTM的优秀部分，尽快制定专用的铜及铜合金带弯曲试验标准，或完善我国现有铜及铜合金带弯曲试验引用标准体系；用更高的标准推动我国铜及铜合金带行业发展。
合金与铜合金复合制品的疲劳寿命研究
合金与铜合金复合制品的疲劳寿命研究疲劳寿命是指材料在循环加载下的持久性能，是评估材料耐久性和可靠性的重要指标。
合金和铜合金复合制品作为一种重要材料，在工程应用中扮演着重要角色。
因此，对合金与铜合金复合制品的疲劳寿命进行研究具有重要意义。
研究方法：疲劳寿命的研究通常采用试验与分析相结合的方法。
首先，需要制备合金与铜合金的复合试样。
这些试样应具有一定的尺寸和形状，以便在试验中施加循环加载。
然后，通过采用疲劳试验机进行实验，施加循环加载，记录加载和卸载过程中的载荷数据，监测试样的变形和裂纹扩展情况。
同时，需要记录试验过程中的温度和湿度等环境参数。
最后，利用统计学方法分析试验结果，得到合金与铜合金复合材料的疲劳寿命。
影响因素：影响合金与铜合金复合制品疲劳寿命的因素有很多。
首先是试样的材料属性，如硬度、延展性、强度等。
这些属性决定了试样在循环加载下的应力和应变程度，从而影响疲劳寿命。
其次是加载的幅值和频率。
高幅值的加载会导致试样的应力集中和裂纹扩展加剧，从而缩短疲劳寿命。
频率的选择也会对疲劳寿命产生影响，高频率容易产生共振效应，加速裂纹扩展。
此外，试验环境的温湿度条件和试样的几何形状等也会对疲劳寿命产生影响。
改善措施：为提高合金与铜合金复合制品的疲劳寿命，可以采取以下措施。
首先，通过优化材料配比，改善材料的力学性能。
针对试样的特定应用和工作条件，选择合适的合金和铜合金材料，以提高其强度和硬度等材料属性。
其次，通过热处理等工艺方法，改善材料的晶体结构和组织状态，提高材料的耐疲劳性能。
此外，合金与铜合金复合制品的表面处理也是提高疲劳寿命的一种方法。
采用合适的表面处理方法，如喷涂、镀层或涂层等，可以增加试样的防腐蚀性和抗疲劳能力。
最后，设计合适的试验装置和试验方法也是提高疲劳寿命研究的关键。
合理选择试样的尺寸和形状，优化加载参数，可以更准确地模拟实际工作条件，提高研究结果的可靠性。
应用前景：合金与铜合金复合制品的疲劳寿命研究在众多领域都具有重要的应用前景。
铜与铜合金力学性能及强韧化机制
06
研究展望与发展趋势
新材料设计与开发
高强度高导电铜合金
利用新材料设计技术，开发高强度、高导电性的铜合金，以满足能源、电子等领域对高性能材料的需求。
纳米结构铜合金
通过控制合金的纳米结构，提高铜合金的力学性能和功能性能，如开发具有高强度、高韧性的纳米结构铜基复合材料 。
生物相容性铜合金
针对医疗领域的需求，开发具有生物相容性、耐腐蚀性的铜合金，用于制造医疗器械和植入物。
热处理可以通过调整铜合金的相组成和微观 结构，进一步提高其力学性能。例如，通过 固溶处理和时效处理，可以析出强化相，提
高铜合金的强度和硬度。
复合强化机制
通过同时采用多种强化机制，可以进一步提高铜合金 的力学性能。例如，通过同时添加合金元素、控制加 工和热处理过程以及采用复合材料结构，可以获得具 有优异力学性能的铜合金。
延伸率
同时，铜与铜合金也具有良好的塑性，延伸率一 般在30%-60%之间。
3
弹性模量
此外，铜与铜合金的弹性模量较低，具有较好的 弹性性能。
硬度测试
硬度值
通过硬度测试，可以得出铜与铜合金的硬度值，一般在 80-220 HV之间。
硬度均匀性
铜与铜合金的硬度分布较为均匀，这有利于提高其力学 性能。
疲劳测试
先进表征技术应用
原位表征技术
利用原位表征技术，在实时监测下研究铜合 金在力学、电学和化学环境中的性能表现， 以揭示其内在机制。
分子动力学模拟
运用分子动力学模拟方法，从原子尺度模拟和预测 铜合金的性能，为材料设计提供理论指导。
人工智能与数据科学
应用人工智能和数据科学方法，对实验数据 进行深度挖掘和分析，揭示铜合金性能与微 来自结构之间的关联。感谢观看
维兰德铜带连接器材料说明书
连接器用铜带– 延展性能和成型性能 – 焊接性能 – 可镀性能2 Strip for connectors I Wieland Group对于铜基材料的要求广泛用于连接器的铜材以及铜合金电子元件的连接技术必须使用多种不同的连接器来完成各种任务，例如微型弹簧式端子、鱼眼端子连接器（图1）和大电流连接器。
所有这些连接器最适合用铜材和铜合金来制造，所以铜带材被经常地使用。
由于要完成的工作不同，对基础材料的要求也各不相同。
一方面，连接器的生产对进一步的加工性能有着要求，例如，对于鱼眼连接器的弹性的鱼眼部分进行深度冷压成形；另一方面，在产品的整个使用寿命期间，对机械和电气任务相关的功能要求等，都要由设计工程师设计选材，并由基础材料来提供相关性能。
对于可加工性的要求铜材及铜合金在客户端要经过各种加工过程，通常，冲压是第一步，冲压与各种成型加工相结合，比如折弯、压纹和深度拉伸。
进一步的加工可能包括焊接和电镀。
对这些加工制程，材料需具备的性能是：所有铜合金都能经过电镀加上锡、银、镍和铜等镀层。
此外，维兰德还可通过热浸镀锡的工艺来提供的预镀锡的带材。
我们有单独的手册中对热浸镀锡带的性能，优点，及其不同的工艺方案进行了介绍。
图. 1:鱼眼端子连接器功能要求根据连接器要完成的具体工作，铜材被制造成连接器后，必须能满足一些功能要求，这些要求转化为以下的材料的特性：–高导电性：在不自热的情况下，传导大电流和高速率信号，–高强度：以便使用大弹力–高温下的抗应力松弛能力：在很高的工作温度下，材料长时间内保持性能不变。
在一种合金中，由于有些性能不可以同时优化，比如导电性和强度，因此必须考虑哪个性能更优先。
如果连接器的任务是传输高电流并避免自热，则需要高导电性；在另一种情况下，如果高弹力是优先要求，则材料必须先具有高强度。
用于连接器的维兰德铜合金选择适合的铜合金对于铜材的选择，维兰德有种类繁多，性能不同的铜合金。
图2的“导电-强度”图表中列出了维兰德部分合金。
连接器产品设计及案例分析
连接器产品设计及案例分析连接器是一种用于连接电气电子设备和线缆的零部件，其设计直接关系到设备的可靠性和性能。
本文将介绍连接器的产品设计和案例分析，包括设计原则、材料选择、可靠性测试以及成功的案例分析。
一、连接器的产品设计原则1.综合性能：连接器设计应考虑到信号传输的速度、电流大小、阻抗匹配等因素，以确保数据的准确性和稳定性。
2.可靠性：连接器需要经受多次插拔和长时间的工作，设计时应考虑到可靠性测试、材料的耐久性以及防水、抗震、抗干扰等特性。
3.符合标准：连接器设计应与相关的国际标准相符，以确保其与其他设备的兼容性。
4.优化设计：连接器的外形尺寸和布局应经过优化设计，以提高连接器的紧凑性和易用性。
二、连接器产品设计的关键因素1.材料选择：连接器的材料需要具备良好的导电性能、导热性能和耐腐蚀性。
常用的材料包括铜、铜合金、钢和塑料等。
2.插头和插孔设计：插头和插孔的设计应尽可能减小插接的电阻，提高信号的传输质量。
需考虑插头和插孔的接触面积、形状和结构等因素。
3.接触力：合适的接触力可以确保连接器的稳定性和可靠性。
过大的接触力会导致插拔困难，过小的接触力则容易造成信号的不稳定。
4.防水和防尘：针对一些特殊环境的应用，连接器需要设计防水和防尘的结构，以确保连接器长时间稳定工作。
5.可插拔次数：连接器需要设计可承受多次插拔的结构，降低插拔引起的损坏和信号失真的可能性。
三、连接器的可靠性测试1.插拔测试：在连接器设计完成后，需要对其进行插拔测试，模拟出使用过程中连接器的插拔动作，检测连接器的可靠性和稳定性。
2.环境测试：连接器需要经历各种环境条件下的测试，包括高温、低温、湿度、盐雾等，以确保连接器在各种环境下的可靠性。
3.信号测试：通过连接器进行信号传输测试，包括信号的传输速度、传输质量等，以评估连接器的性能。
4.力学性能测试：连接器需要承受一定的力学性能测试，包括振动、冲击等，以评估连接器的耐久性和可靠性。
铜及铜合金在高温环境下的性能研究
M etallurgical smelting冶金冶炼铜及铜合金在高温环境下的性能研究许义月，傅金林，周伶俐摘要：铜及其合金作为重要的工程材料，在各个领域都有广泛应用。
然而，在高温环境下，铜及铜合金的性能受到严重挑战，如热膨胀、氧化和强度降低等问题。
这些问题不仅影响了材料的性能和寿命，也制约了其在电子、航空航天等领域的应用潜力。
因此，深入研究铜及铜合金在高温环境下的性能特点，并提出相应的优化措施，具有重要意义。
本文旨在通过理论分析，探讨铜及铜合金在高温环境下的性能问题，并提出解决方案和优化措施，以提高其在实际应用中的效能。
同时，本文还将探讨铜及铜合金在电子、航空航天等领域的应用前景。
关键词：铜合金；高温环境；性能特点；优化措施；应用前景铜及其合金作为重要的工程材料，在多个领域具有广泛应用。
然而，高温环境对铜及铜合金的性能会产生显著影响，例如，热膨胀、氧化和强度降低等问题。
因此，深入研究铜及铜合金在高温环境下的性能特点，并提出相应的优化措施，对于提高其在实际应用中的效能至关重要。
通过理论分析，探讨铜及铜合金在高温环境下的性能问题，并提出解决方案和优化措施，同时探讨其在电子、航空航天等领域的应用前景，以期为相关领域的研究和应用提供参考。
1 铜及铜合金在高温环境下的性能研究1.1 铜及铜合金的热膨胀性铜及其合金在高温环境下的热膨胀性是一个重要的性能特点。
热膨胀性是指材料在温度变化时的尺寸变化情况。
在高温下，材料受热后原子内部的热振动增强，导致晶格结构发生变化，从而引起材料的体积膨胀。
铜及铜合金的热膨胀性主要受到两个因素影响：晶格结构和合金元素含量。
铜的晶格结构属于面心立方结构，相对比较稳定。
然而，当合金中添加其他元素时，这些元素的不同晶格结构和原子尺寸会影响到铜的热膨胀性。
例如，铝、锡等元素可以引入不同的晶格缺陷，使得铜的热膨胀系数发生变化。
在实际应用中，铜及铜合金的热膨胀性需要得到有效控制。
过大的热膨胀系数可能导致材料在高温下产生应力集中现象，进而引发裂纹和破坏。
CMT工艺增材制造AlCu合金的组织与性能的研究
CMT工艺增材制造AlCu合金的组织与性能研究1、本文概述随着技术的不断进步，增材制造（AM）技术，也称为3D打印技术，已逐渐渗透到各个工业领域，为复杂结构的制造提供了新的可能性。
CMT（Cold Metal Transfer，冷金属转移）作为一种新的增材制造技术，由于其独特的工艺特点和优势，越来越受到研究者的关注。
本文旨在探索CMT技术在AlCu合金（铝合金-铜合金）增材制造中的应用，特别是对其组织和性能的研究。
由于其优异的力学性能和耐腐蚀性，AlCu合金在航空航天、汽车制造、电子封装等领域具有广阔的应用前景。
传统的减法制造技术（如铸造、锻造、机械加工等）在制造复杂形状和结构的AlCu合金部件时面临着许多挑战。
将CMT技术用于AlCu合金的增材制造，不仅可以实现复杂结构的直接制造，还可以优化材料的微观结构，提高其综合性能。
本文将首先介绍CMT工艺的基本原理和特点，然后重点研究CMT 工艺在AlCu合金增材制造中的微观组织演变规律，包括微观组织、相组成和晶粒形态。
将对CMT增材制造的AlCu合金的力学性能（如硬度、强度、韧性等）、热稳定性和耐腐蚀性进行进一步研究。
本文将讨论CMT增材制备AlCu合金应用前景和潜在挑战，以期为相关领域的研究和应用提供参考。
2、增材制造合金的制备工艺在利用冷金属转移（CMT）技术增材生产AlCu合金的研究中，制备过程至关重要。
CMT是一种新型的增材制造技术，其独特之处在于能够在低温下实现精确的金属转移，从而生产出高质量的金属部件。
本研究采用CMT工艺制备了AlCu合金，并探讨了其结构与性能之间的关系。
制备过程首先涉及原材料的选择和制备。
选择高纯度的铝和铜作为基材，并按照预定的合金组成比例进行混合。
将制备的原材料熔化，得到均匀的AlCu合金锭。
熔化过程中需要严格控制温度和时间，以避免杂质的引入和合金成分的偏析。
对熔化的AlCu合金锭进行加工，以制备适用于CMT工艺增材制造的线材。
金属结构耐久性与稳定性研究
金属结构耐久性与稳定性研究现代工业中，金属结构被广泛应用于各种建筑物、桥梁、塔架等高耸建筑的建设中。
金属结构因其材质坚固、抗折、抗拉、抗压性能好，成为建筑结构中最重要的材料之一。
但是，金属结构耐久性与稳定性也是关注的重要问题，一旦出现问题，可能导致建筑物破坏、安全事故等严重后果。
一、金属结构的耐久性金属结构的耐久性是指其在正常使用条件下，经过一定年限后，其性能仍能保持不变，即不会发生老化、腐蚀、疲劳等现象，满足其设计寿命。
因此，金属结构的耐久性检测与保护是维护建筑物安全与延长其使用寿命的重要手段。
1.耐久性检测金属结构的耐久性检测涉及到材料的机械性能、化学性质等多方面的因素，一般包括以下几个方面：(1)金属材料的物理性能检测：包括材料的硬度、抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等指标的测定，可采用机械试验方法进行。
(2)金属材料的化学成分分析：包括材料的元素成分、杂质、含量等指标的分析，可采用化学分析方法进行。
(3)金属材料的非破坏性检测：包括材料的超声波探伤、X射线探伤、涡流探伤等方法，可检测材料的内部结构、缺陷、裂纹等情况。
(4)金属材料的表面性能检测：包括材料的表面硬度、厚度、粗糙度等指标的测定，可采用光学、电化学等方法进行。
通过上述耐久性检测手段，可以及时发现金属结构中存在的问题，进行相应的修复与加强，提高其使用寿命与安全性。
2.耐久性保护金属结构的耐久性保护是通过对其进行防腐、防锈等措施，保护其表面与内部结构不受腐蚀、氧化等危害，减缓其老化速度，提高其使用寿命。
通常采用的保护方法包括：(1)防腐涂料的涂覆：涂覆耐腐蚀、防锈涂料，能够隔绝空气、水分等对金属的腐蚀作用。
(2)阳极保护：在金属结构表面置入一种半电导体，使其成为阳极，通过电流作用形成一层氧化物膜，起到抗腐蚀的作用。
(3)防锈剂的涂覆：在金属结构表面喷涂特定的防锈剂，可防止钢铁结构生锈。
二、金属结构的稳定性金属结构的稳定性是指其在受到荷载时，能够保持平衡状态，不发生屈曲、倾覆等失稳现象。
高性能Cu-Ni-Si系铜合金研究发展现状
高性能Cu-Ni-Si系铜合金研究发展现状高性能Cu-Ni-Si系铜合金是一种重要的工程材料，在航空航天、汽车、电子等领域有着广泛的应用。
本文将介绍高性能Cu-Ni-Si系铜合金的研究发展现状，包括其合金化元素的选择、加工工艺的改进以及性能优化等方面。
高性能Cu-Ni-Si系铜合金的合金化元素选择是研究的重点之一、合金化元素的加入可以改善铜的力学性能、耐磨性和耐腐蚀性。
现有的研究表明，通过调整Ni和Si的含量可以有效提高合金的强度和硬度，并保持良好的导电性能。
此外，还可以通过添加微量的其他元素和相变的调控来进一步优化合金的性能。
在加工工艺方面，采用先进的热处理和变形加工技术可以有效地改善高性能Cu-Ni-Si系铜合金的组织和性能。
例如，采用固溶处理和时效处理可以增强合金的强度和硬度，提高抗疲劳性能。
冷变形加工可以细化合金的晶粒结构，提高其机械性能。
此外，采用先进的铸造工艺和加工工艺也可以得到高性能Cu-Ni-Si系铜合金。
高性能Cu-Ni-Si系铜合金的性能优化也是目前研究的重要方向之一、合金化元素的含量、热处理工艺以及变形加工工艺的优化可以显著改善合金的力学性能和耐磨性。
此外，还需要对合金的微观组织和物理性能进行深入研究，以了解其相变机制和力学行为。
通过精确控制合金化元素的含量和添加其他强化相，可以进一步提高合金的强度和硬度。
同时，还可以通过表面处理和涂层技术改善合金的耐腐蚀性能和耐磨性。
总的来说，高性能Cu-Ni-Si系铜合金在工程领域具有广泛的应用前景。
当前的研究主要集中在合金化元素的选择、加工工艺的改进以及性能优化等方面。
未来的研究可以进一步探究合金的微观组织和物理性能，以改善合金的力学性能、耐磨性和耐腐蚀性。
同时，还可以通过探索新的合金设计理念和先进的加工工艺来开发更加高性能的Cu-Ni-Si系铜合金。
rohs中铜合金的豁免
rohs中铜合金的豁免
在RoHS（限制使用某些有害物质指令）中，对于一些铜合金，根据欧盟指令的规定，它们可以获得一定的豁免。
这些豁免是基于铜合金在特定应用中的重要性以及替代材料的可行性进行评估的结果。
目前，RoHS指令中包含了一些铜合金的豁免条款。
其中一些常见的铜合金豁免包括：
1. 铜合金用于电子和电气设备的连接器和端子，这是因为铜合金在电气导通性和机械强度方面的优势。
这些连接器和端子需要可靠的导电性能和耐久性。
2. 铜合金用于电子和电气设备的散热器，因为铜合金具有良好的导热性能，可以有效地散热，保护设备免受过热的影响。
3. 铜合金用于电子和电气设备的弹簧接触器，这些接触器需要良好的弹性和导电性能，以确保可靠的电气连接。
需要注意的是，这些豁免适用于特定的应用和特定的铜合金类型。
同时，RoHS 指令也在不断更新和修订，因此具体的豁免条款可能会有所变化。
为了确保符合RoHS指令的要求，建议在使用铜合金材料之前，查阅最新的RoHS指令，以了解铜合金豁免的具体细节和适用范围。
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连接器耐久性与铜及铜合金带组织相关性研究张鑫【摘要】从连接器的重要基础材料之一铜及铜合金带组织性能出发,分析了该性能与连接器耐久性的相关性.铜及铜合金带的织构组织和晶粒尺寸与连接器耐久性能直接相关.【期刊名称】《汽车电器》【年(卷),期】2018(000)002【总页数】3页(P45-46,49)【关键词】连接器;耐久性;铜带;组织【作者】张鑫【作者单位】安费诺商用电子产品(成都)有限公司,四川成都 611731;陶朗分选技术(厦门)有限公司,福建厦门 361006【正文语种】中文【中图分类】U463.6耐久性是连接器可靠性的一个重要参数。
对于如何测试连接器的耐久性，国内外都制定了相应的标准，如国外的EIA-364-09C［1］和国内GB/T5095—1997（等效于IEC 512—1993）［2］。
由于耐久性测试属于破坏性试验，需要较多的时间和成本，电子元件厂或成品厂在产品的型式试验、验证阶段使用该测试方法。
为了保证连接器的耐久性，连接器行业设计者多采用最大应力方法或名义应力法设计连接器的结构。
即通过有限元等设计方法保证在使用过程中的最大应力或名义应力小于材料的屈服强度，并根据应力-寿命曲线（S-N曲线）计算连接器的耐久性［3-8］。
虽然最大应力方法或名义应力法在理论上解决了连接器的耐久性的计算问题，但在实际连接器的使用中，却常常出现连接器的耐久性与理论数据不一致的现象，给使用者带来了不必要的损失。
如何解决这个品质隐患，是连接器制造厂商及使用者需要共同面对的问题。
国内外学者从连接器设计选材参数、正向力或插拔力、电镀材料、表面粗糙度、润滑条件等方面出发，对提高连接器耐久性做了大量研究。
铜及铜合金带是连接器最重要的基础材料之一，但对铜及铜合金带的本身性能与连接器的耐久性相关性研究较少。
1 连接器端子结构连接器的端子一般具有需求量大、超薄、形状复杂、精度高等特点，通常采用连续模料带的形式在高速精密冲床上冲压制成。
端子一般由头部弯曲结构和细长悬臂结构组成［9］，如图1所示。
为了提高生产效率和节省成本，经过高速冲压和电镀后，在连接器装配工序，生产者才将端子从料带上裁切下来进行组装。
图1 连接器端子图2 铜及铜合金带组织及特性经过多年的铜合金带制造的发展，连接器用铜及铜合金带主要制造方法可以简述为：半连续铸造或连续铸造、铣毛坯面、多次轧制（包括多次热处理）、精整、表面处理等生产工序［10］。
由于铜及铜合金带的轧制加工过程是沿着轧制方向的单向轧制，随着轧制变形程度的增大，铜及铜合金带的晶体逐渐形成轧制织构。
再加上轧制后热处理的不同和热处理前轧制变形程度的不同，铜及铜合金带的晶体会出现不同的再结晶织构。
织构会给铜及铜合金带不同方向的物理及力学性能带来不一致现象，即各向异性。
如在国内外研究和实践证明，铜及铜合金带材纵向弯曲方向（Good Way）和横向弯曲方向（Bad Way）的弯曲性能存在较大差异［11］，一般情况下，铜及铜合金带材纵向性能好于横向性能。
铜及铜合金带的横向弯曲方向（Bad Way）和纵向弯曲方向（Good Way）定义见图2［11］。
图2 铜及铜合金带的横向、纵向弯曲方向定义图在国内标准YS/T 1041—2015《汽车端子连接器用铜及铜合金带》［12］和GB/T 26007—2010《弹性元件和接插件用铜带》［13］，及其美国ASTMB888/888M-13 《电连接器或弹簧触点生产用铜合金带材的标准规范》［14］都明确定义了铜及铜合金带材的纵向、横向弯曲参数的不同。
铜及铜合金带在弯曲变形时，外侧表面发生类似拉伸试验的变形。
弯曲过程中外侧表面层拉伸不断增加，逐渐产生弹性变形、塑性变形直至开裂。
铜及铜合金带材的纵向弯曲性能优于横向弯曲性能，也表明铜及铜合金带材的纵向抗拉强度或屈服强度优于横向方向，并得到大量的试验证明［15］。
3 相关性研究3.1 横向方向的屈服强度由于国家标准GB/T 26007—2010和YS/T 1041—2015等规定的铜及铜合金带的抗拉强度、屈服强度都是纵向方向的参数。
连接器设计者在设计连接器寿命时，都以纵向方向的参数为依据。
由于成本等压力，连接器的端子普遍采用点镀金等贵金属的电镀方式，连接器端子大多数分布在横向方向（图1）。
即在连接器耐久性的设计参数与实际参数存在不一致现象。
而冲压工厂或连接器工厂收到的铜及铜合金带时，已经不易测试出横向方向的具体强度。
多数工厂使用维氏硬度来复核来料的强度性能，这种方法存在较大误差，也不能区别纵向和横向参数差异。
这是部分连接器实际机械寿命小于设计寿命的原因之一。
在铜带分条前，铜带工厂可以较方便地测试出铜及铜合金带的横向方向的抗拉强度、屈服强度、延伸率等参数。
为了保证连接器的耐久性，连接器工厂需要铜带厂提供铜及铜合金带的纵向和横向机械强度参数。
3.2 弯曲性能R/T值铜及铜合金带的弯曲性能R/T值直接影响连接器端子的成型能力。
在美国标准ASTM B820《测定铜及铜合金带材可成形性的弯曲试验的试验方法》［16］和国内YS/T 1041—2015《汽车端子连接器用铜及铜合金带》都要求纵向弯曲和横向弯曲方向取样测试。
只是美国标准要求采用了弯曲试验后使用30X放大仪器观察，试样弯曲外表面无可见裂纹的判定方法。
而国内标准要求使用肉眼观察试样弯曲外表面无可见裂纹。
理论上分析，按照国内标准检验的铜及铜合金带的弯曲性能比依照美国标准检验的铜及铜合金带差。
由此材料制造的连接器耐久性也比依照美国标准检验的铜及铜合金基材的连接器差。
为了提高连接器的耐久性，连接器工厂及铜带制造厂应使用更严格的标准检查铜及铜合金的弯曲性能R/T值。
3.3 晶粒大小与均匀性现阶段，细化晶粒（包括晶粒均匀性）是铜带厂一种常用的提高铜及铜合金带力学性能的手段。
随着超细晶和纳米晶粒的研究和实验，在一定范围内晶粒尺寸可以作为主导因素作用于铜及铜合金带的力学性能；在该范围外，作用铜及铜合金带的力学性能的主导因素将发生改变，霍尔-佩奇（Hall-Petch）公式将不再有效，即出现反霍尔-佩奇现象［17］。
在纳米晶粒研究中，晶粒尺寸分布也会很大程度上影响铜及铜合金带的力学性能，研究者发现双模晶粒分布的铜及铜合金材料具有很好的拉伸韧性，同时还保持原高于其他细晶粒材料的强度［18］。
在铜及铜合金带的大批量工业生产中，适用霍尔-佩奇（Hall-Petch）公式还占主导地位。
国内的工业化铜及铜合金带的细晶粒尺寸控制在10μm左右，个别铜带可以控制细晶粒尺寸在5μm左右。
德国、日本等国家使用累积叠轧（同步叠轧制）等技术，实现了超细晶粒铜带的工业化生产［19］，其高端工业化铜及铜合金带的细晶粒尺寸已经控制在1～5μm。
在连接器实际使用过程中，晶粒尺寸小和均匀性好的铜及铜合金带具有更好的力学性能，由其制造的连接器的耐久性也更好。
4 结论1）由于铜及铜合金带制造的各向异性，轧制方向（纵向）的屈服强度好于垂直轧制方向（横向），连接器设计者在设计连接器时，应以垂直轧制方向的屈服强度为设计依据。
2）连接器用铜带制造厂应根据连接器端子的制造特点和连接器使用特点，在轧制方向（纵向）的机械性能基础上，提供并保证垂直轧制（横向）屈服强度。
3）在铜及铜合金带弯曲性能测试严苛性和适用性上，ASTM B820-14a高于我国现行标准。
使用更严苛标准测试的铜及铜合金带的产品的耐久性和机械寿命也越高。
4）在霍尔-佩奇（Hall-Petch）公式适用的范围内，拥有更小的晶粒尺寸的铜及铜合金带可以增加连接器的耐久性。
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