浅谈接触件应力松弛的影响因素.pdf

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1、第１期机电元件Ｖｏｌ畅３５Ｎｏ畅１２０１５年２月ELECTROMECHANICALCOMPONENTSＦｅｂ畅２０１５试验与检测浅谈接触件应力松弛的影响因素闻春国（四川华丰企业集团有限公司，四川绵阳，６２１０００）摘要：随着移动通信工业的迅猛发展，人们在电子元件的体积尺寸上展开了激烈的竞争，比如移动电话收机重量不到８０克，笔记本电脑的厚度竟然还不到１８ｍｍ。在这种情况下，接触簧片也随之变得越来越小，接触臂的宽度有时甚至比其厚度还窄。如今，大多数接触件设计是借助于ＣＡＤ来完成的，其计算结果往往与实际情况存在一定的差距。通过化学刻蚀或放电方法对一些

2、连接器簧片进行评估。大多数簧片是在生产阶段采用冲压方式制成的。随着接触件带材宽度的变窄，其冲压应力的影响随之增大。虽然大多数接触件的簧片在冲压过程中完成打弯工序，但人们可以认识到，在特殊条件下弹性力会出现明显的下降。此外，冲压弯曲方向和使用过程中的挠曲方向也是影响应力松弛的重要因素。关键词：接触件；应力松弛；弹性力；铍－铜合金；鲍辛格效应Ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－６１３３．２０１５．０１．０１０中图分类号：ＴＮ７８４文献标识码：Ａ文章编号：１０００－６１３３（２０１５）０１－００３９－０５据ＣＡＤ所预测的值。因为每种情况都

3、有其特殊的1引言影响因素，这些现象以前很少被人们考虑进去。本随着半导体工业微型化和高密度的发展趋势，文主要考虑应力松弛这类一般性的问题。电子器件变得越来越小。电子元件也随之越来越此外，在弯曲变形情况下，我们还将讨论剩余小，而且开关、连接器和继电器的弹性接触件开始应力所导致的弹性力的下降（即鲍辛格效应）以及出现各种以前没有遇到的问题。在电子产品领域，如何避免产生这一效应。接触件带材的宽度变得和材料的厚度一样狭窄。2测试范围而且，弹性材料要暴露在更高的应用温度下，尤其是在汽车应用领域。暴露在这种环境下，能够保持本研究除了提供所测得的应力松弛数据外，

4、还弹性力就显得非常重要。分析了下列一些导致弹性力降低的因素：（１）冲切近年来，随着ＣＡＤ技术的广泛应用，人们在设方法（如刻蚀和冲压）；（２）轧制方向（０°和９０°）；计过程中就减少了预试验过程。在样品设计之前，（３）冲压和弯曲方向（平板、逐步弯曲和反向弯曲）；这一过程被视为一个重要的步骤。设计根据的是（４）宽度。本试验包括Ｃ１７５３０－ＨＴ（ＮＧＫ合金７）基本的性能特征如屈服强度、延展性、加工模锻性（作为铍－铜余热淬火轧制材料）和Ｃ５２１００－ＥＨ和拉拔特性。而且在设计过程中，我们还采用了ＳＳ（作为冲压后不经过任何特殊的热处理），涉及各种曲线和

5、泊松比（即横向变形系数）（一般由制造商提有关冲压加工的问题。供）来计算长时间使用之后的弹性力。例如，接触件右手侧（见图１）可能具有较低的不过，在许多情况下，所得到的弹性力小于根弹性力。在本文中，我们称之为反向弯曲－弯曲。收稿日期：２０１４－１１－２７４０机电元件２０１５年3试验样品和试验方法渐进弯曲反向弯曲3．1试验样品（＋弯曲）（－弯曲）试验采用下列合金：正常的弹性力较低的弹性力（１）典型的沉积硬化合金：铍－铜Ｃ１７２００－１／图１接触件图示和弹性力２Ｈ；当弹性方向与模锻成型方向相反时，在早期阶（２）余热淬火轧制合金：Ｃ１７２００－ＨＭ、Ｃ１

6、７５１０段就会发生永久性变形，因为其表面存在剩余压应－ＨＭ和Ｃ１７５３０－ＨＴ；力，见图２。这就是所谓的鲍辛格效应（Ｂａｕｓｉｎｇｅｒ（３）加工硬化合金：磷青铜Ｃ５２１００－ＥＨ。Ｅｆｆｅｃｔ）。3．2试验样品的型号和尺寸除了分析弯曲方向所产生的影响外，我们还将试验采用０．２ｍｍ的量规和１０ｍｍ的宽度。为对两阶段弯曲和应力施放热处理进行评估，以测定了研究不同宽度所产生的影响，刻蚀试验样品的尺其对弹性力和应力松弛的影响。在此，我们还对时寸采用０．２ｍｍ～６．０ｍｍ，见图４所示；而冲压试验效硬化和余热淬火轧制铍－铜合金进行了测试，以样品的尺寸则采用

7、０．４ｍｍ～１０ｍｍ，见图５所示。确定这一方法对这些合金材料是否非常有效。图４刻蚀试验样品的尺寸图２弯曲方向和表面应力图５冲压试验样品的尺寸3．3试验样品的方向为了确定金属轧制方向所产生的影响，试验样品应取自０°（水平、纵向）和９０°（直角、横向）。3．4试验样品的制备为了评估成型过程中表面残存应力所产生的影响，我们分别测量了在（１）平板、（２）逐步弯曲、（３）反向弯曲、（４）两阶段弯曲、（５）反向弯曲五种情况下的应力松弛情况。图３鲍辛格效应（１）平板第１期闻春国：浅谈接触件应力松弛的影响因素４１图６平板试验样品和弯曲方向（２）逐步弯曲在同一方

8、向上给冲压弯曲处施加适当的压力，以得到所期望的角度（６°），包括弹性变形回复。图９两阶段弯曲（５）应力释放热处理在反向弯曲之后，将图８所示的模板放进加