Tungstênio

O tungstênio, como material de metal com alto ponto de fusão, alta dureza e excelente condutividade elétrica e térmica, é amplamente utilizada em materiais de contato elétricos. Especialmente no campo dos buzinas de carros e relés de casa inteligentes, os contatos de tungstênio se tornaram componentes funcionais importantes, e seu desempenho determina diretamente a velocidade de resposta, a vida útil da resistência ao arco e a confiabilidade do produto. Os contatos de tungstênio são feitos principalmente de folhas de metalurgia em pó de tungstênio puro ou fatias de haste de tungstênio, conectadas a substratos de cobre ou ferro por brasagem e, finalmente, níquel para formar contatos de tungstênio níquel.
 

1. Folhas de metalurgia em pó de tungstênio puro

(1). Método de preparação: use pó de tungstênio de alta pureza para pressionar e formar, sinterizado e densificar e depois processe em folhas finas;

(2). Vantagens: baixo custo, adequado para produção em massa;

(3). Desvantagens: densidade ligeiramente menor, resistência relativamente fraca no arco;

(4). Direção de aplicação: comumente usado em contatos de tungstênio de chifre de carro baixo e produtos pequenos.

2. Fatias de haste de tungstênio (fatias de aço de tungstênio)

(1). Método de preparação: use hastes de tungstênio de alta densidade (densidade da haste maior ou igual a 19. 0 g\/cm³) como matérias-primas e corta mecanicamente em fatias finas;
(2). Vantagens: alta densidade, forte resistência mecânica e resistência à corrosão elétrica;
(3). Direção do aplicativo: amplamente utilizado em rebites de tungstênio de chifre de motocicleta de ponta e contatos inteligentes de tungstênio de revezamento doméstico e outras ocasiões com requisitos mais altos para a vida e a confiabilidade.

1. Contato de tungstênio à base de ferro (aplicável a alto-falantes de médio e baixo nível)

(1). Material de base: ferro de cabeça fria de baixo carbono;

(2). Método de brasagem: brasagem a vácuo;

(3). Vantagens: baixo custo;

(4). Características estruturais: geralmente são usadas folhas de metalurgia em pó de tungstênio puras;

(5). Casos de aplicação: buzinas elétricas, buzinas comuns de carros pequenos, etc.;

(6). MATERIAÇÃO DA PALAVRA: Contatos de tungstênio à base de ferro, contatos de tungstênio soldados, contatos de tungstênio de chifre de carro.

2. Contatos de tungstênio à base de cobre (adequados para relés de ponta e eletrônica automotiva)

(1). Material base: rebites de cobre (material T2);

(2). Método de soldagem: soldagem a vácuo de brasagem ou coberto de hidrogênio;

(3). Vantagens: melhor condutividade e excelente resistência à corrosão;

(4). Características estruturais: as fatias de haste de tungstênio são geralmente selecionadas;

(5). Casos de aplicação: relés domésticos inteligentes, alto-falantes de carro sofisticado, etc.;

(6). MATERIAÇÃO DE PALAVRAS CHAVE: Contatos de tungstênio à base de cobre, contatos de tungstênio níquel, contatos inteligentes de revezamento doméstico de tungstênio

1. Processo de brasagem a vácuo

(1). Materiais aplicáveis: tungstênio e metais diferentes, como cobre e ferro;
(2). Seleção de solda: solda baseada em prata ou solda NI-CU;
(3). Fluxo do processo: montagem → limpeza → fixação → brasagem a vácuo → resfriamento lento;

Pontos de controle -chave:

A interface de soldagem deve estar livre da camada de óxido;

A temperatura de brasagem é geralmente controlada em 850 \\ ~ 950 graus;

O grau de vácuo deve estar abaixo de 10⁻⁴Pa.

2. Tratamento de superfície: processo de revestimento de níquel

Objetivo: melhorar a condutividade, a resistência a oxidação e a resistência ao atrito;

Espessura do revestimento: geralmente 2 \\ ~ 5μm;

Tipo de processo:

Placamento químico de níquel: adequado para peças estruturais complexas;

Níquel eletroplinado: adequado para produção em massa;

Efeito: prolongar a vida útil dos contatos do tungstênio e melhorar a estabilidade;

MATERIAÇÃO DA PALAVRA: Contatos de tungstênio banhados a níquel, contatos de tungstênio soldados.

Devido às suas propriedades mecânicas e elétricas superiores, os contatos de tungstênio são amplamente utilizados nas seguintes ocasiões de conexão elétrica e desconexão:

1. Contatos de tungstênio de chifre de carro

Aplicado a vários chifres elétricos de carros de 12V ou 24V;

Requer forte resistência ao arco, soldagem sem fusão e resposta rápida;

Os contatos de tungstênio à base de ferro são usados ​​para modelos econômicos;

Os contatos de tungstênio à base de cobre são usados ​​para chifres de ponta e durável.

2. Contatos inteligentes de revezamento doméstico tungstênio

Usado para iluminação inteligente, sistemas de segurança doméstica, etc.;
Requer ação frequente e alta estabilidade a longo prazo;
Geralmente fabricado com fatias de haste de tungstênio + rebites de cobre + processo de brasagem níquel;
Palavras -chave correspondentes: contatos de tungstênio de revezamento doméstico inteligentes

3. Outros cenários de aplicação

MicroSwitch
Contato de controle de circuito de alta frequência

Equipamento Industrial Switch

Tabela: Comparação de desempenho de materiais de contato do tungstênio e materiais de contato comuns

A escolha do processo de fabricação para contatos de tungstênio afeta diretamente o nível de desempenho e o intervalo de aplicativos do produto final. Das matérias -primas a produtos acabados, o fluxo de processamento dos contatos de tungstênio pode ser dividido em três estágios principais: preparação da folha de tungstênio → conexão de brasagem → Tratamento da superfície. Para as folhas de metalurgia em pó de tungstênio puro, a preparação começa com a proporção precisa e mistura de pó de tungstênio de alta pureza, formado por prensagem isostática fria (CIP) ou tecnologia de moldagem. A faixa de pressão é geralmente 200-400 MPA para obter uma densidade verde suficientemente alta (cerca de 55-65% densidade teórica) 710. O processo de sinterização subsequente é dividido em duas etapas principais: pré-escorrering em 1200-1400 grau para 4-8 horas para remover a tensão de compressão e formar inicialmente a ligação de partículas; Em seguida, sinterização de alta temperatura em 2000-2300 grau para 10-16 horas sob proteção de hidrogênio para obter uma densidade de 90-95% do valor teórico67. Para melhorar o desempenho, as folhas de tungstênio sinterizadas geralmente são enroladas a quente ou forjadas a quente, com a temperatura de processamento controlada na faixa de 1400-1600} e uma deformação total de 30-70}, que pode refinar significativamente os grãos e eliminar os poros residuais, aumentando a densidade para 18.

A rota de processamento para o fatiamento da haste de tungstênio é mais direta, a partir de hastes de tungstênio de alta densidade (geralmente 10-50 mm de diâmetro), usando o corte de fio de diamante de precisão ou a usinagem de descarga elétrica de fios lenta (eDM). Para obter a melhor qualidade da superfície, a folha de tungstênio cortada precisa ser solta de dupla face e polida usando pasta de diamante (o tamanho das partículas reduzido gradualmente de 15μm para 1μm) e a rugosidade final da superfície pode atingir a AR menor ou igual a 0,2μm. Vale a pena notar que as hastes de tungstênio dopadas (como o WLA20) precisam ser recozidas por estresse (1200-1400} grau, 1-2 horas) após o corte para eliminar o estresse de processamento e estabilizar a distribuição da fase de doping, que é crucial para a confiabilidade do processo de brasagem posterior910.

A brasagem a vácuo é o processo principal para conectar as folhas de tungstênio a metais base (cobre ou ferro), e sua qualidade determina diretamente a força mecânica e as propriedades condutivas dos contatos. For iron-based tungsten contacts, copper-based brazing filler metals (CuMnNi or CuZnNi alloys) are usually used, with a brazing temperature of 900-950 degree , a vacuum degree of Less than or equal to 5×10⁻³Pa, and a holding time of 5-10 minutes46. Para contatos de tungstênio à base de cobre, a solda à base de prata (como AGCU28 ou AGCU20ZN5) é frequentemente usada devido ao baixo ponto de fusão do substrato. A temperatura de brasagem é reduzida para 780-850 grau, mas é necessário um grau de vácuo mais alto (menor ou igual a 1 × 10⁻³Pa) para impedir a volatilização de prata68. Antes da brasagem, todos os componentes devem passar por um pré -tratamento rigoroso da superfície: limpeza química (degrescência ultrassônica de acetona) → limpeza de ácido (10% HNO₃ +2% HF Solution) → Limpeza de plasma para garantir um bom umedecimento da solda. O design do acessório de brasagem também é extremamente crítico. A diferença na expansão térmica entre tungstênio e cobre\/ferro deve ser considerada. Geralmente, são usados ​​acessórios de grafite ou molibdênio e 0. 5-1.

Para garantir o desempenho estável e a confiabilidade da soldagem dos contatos de tungstênio, são necessários os seguintes controles:

Como um componente de conexão elétrica de alto desempenho, o processo de seleção e fabricação de materiais dos contatos de tungstênio desempenha um papel decisivo no desempenho do produto final. As folhas de metalurgia em pó de tungstênio são adequadas para produtos sensíveis ao custo, enquanto as fatias de haste de tungstênio são mais adequadas para ocasiões de alta confiabilidade; Com a matriz de ferro ou a matriz de cobre, através da tecnologia de brasagem e revestimento de níquel, os contatos de tungstênio com excelente desempenho podem ser formados para atender aos requisitos rigorosos de vários aparelhos elétricos de baixa tensão, especialmente buzinas de carros e revezamentos domésticos inteligentes. Com a tendência de desenvolvimento de miniaturização e alta frequência de aparelhos elétricos, os contatos de tungstênio terão suas vantagens únicas em uma ampla gama de dispositivos de controle inteligentes.