接觸彈片材料（一）銅合金在電氣和電連接器上得到了很廣泛的應用，其原因是由于它具有良好的傳導性能、強度、成型性以及抗腐蝕性能。在本章中將從連接器使用者的觀點，來對商業(yè)上可加以利用且其性能適合于運用在連接器上的合金進行其性能的對比。然而與連接器制造相關的重要性能也沒有被忽略，因為它們同樣也影響合金材料的選擇。除了一些對連接器來說獨特重要的方面，一般的關于銅合金的信息讀者都可從參考目錄1-4中得到指導。如表4.1中所總結的，當選擇合金材料時連接器產(chǎn)品的功能性需求如設計因素和材料性能之間的相互關系將會共同作用。合金的種類能滿足產(chǎn)品的功能性需求以及其所分布的功能和如4.1部分中所總結的它們在碾磨過程中的總的方面。銅合金將會在4.2部分中由一般術語進行回顧，更專業(yè)的將會在4.3部分中的合金中另以敘述。4.1主要的銅連接器合金4.1.1銅合金的制造銅合金材料在運用于連接器的加工過程中，先是被加工成為薄片狀的板材，然后切成條帶形狀以適應后面的沖壓過程的需要。線材同樣應用于連接器中，但是在端子組件和其它類型的連接器中這樣的材料應用得很少。圖4.1描述了一個典型的薄板和條帶銅合金的制造流程。此外在參考書目3中可以得到更詳細的描述。合金線材以同樣的方式制造但具有幾個顯著的特點：熱擠壓，軋制，和通過沖模的拉拔以改變熱軋制和冷軋制在板材中的應用，以及退火處理過程經(jīng)常用于這種產(chǎn)品。溶煉和鑄造銅合金是最先用于可回收的商業(yè)應用的金屬之一，這是因為工業(yè)上能用經(jīng)濟的辦法將銅合金中的雜質(zhì)維持在一個較低的水平。溶煉常用于電溶爐之中而少見于銅合金在真空和惰性氣體下的溶煉和鑄造過程中。碳層能提供一足夠的保護。此外，利用真空或特殊的空氣環(huán)境將會很大的增加合金制造的成本。氫、氧和碳的污染影響由溶煉過程和熱力學方法來平衡其溶煉層進行控制，其中氫能溶解于銅，氧能與銅和一些合金元素形成氧化物，而碳能與有碳化物組分的合金起反應。溶煉控制包括純電解陰極銅和有選擇的兼容合金碎屑。當一些純組分如鎳、錫、硅或起支配作用的合金如磷、鈹、和鉻合金組分增加時，都會引起合金成份改變。板材鍛造的制造過程是從不連續(xù)的鑄造成大矩形橫截面金屬錠或薄鑄片開始的。前述大金屬錠的典型尺寸為約150毫米厚，300到900毫米寬，并且經(jīng)過熱軋制處理以有效的減少其厚度并消除在鑄造過程中殘余的鑄造微片。另一種鑄造方法是薄鑄片（常用于窄條狀鑄造材料），其典型的尺寸是約15毫米厚，150到450毫米寬，這些薄鑄片將直接轉(zhuǎn)到冷軋過程之中。選擇條形鑄造是基于經(jīng)濟上的考慮因素（熱研磨需要較高的資金成本）以及合金的特性（一些銅合金不容易在熱條件下工作）前述半連續(xù)且大的金屬錠在鑄造過程中垂直利用一個中空水冷的銅模，在開始時此銅模的下底部被封住。溶化的金屬實際上并未象圖4.1中所示的直接進入溶模。此溶化的金屬通過一流槽及分配系統(tǒng)進入溶模，分配系統(tǒng)能通過一陶制閥系統(tǒng)控制金屬的流量。底關閉部從溶模中降低，此時形成一穩(wěn)定的固體外殼以容納溶化的金屬。鑄造將繼續(xù)進行直到一直冷(DC)金屬錠形成以足夠熱軋制的長度。直冷(DC)金屬錠處理的經(jīng)濟上的優(yōu)點是幾個金屬錠可當溶爐中的溶化金屬加入相鄰的溶模時同時形成。此外接著通過熱軋制在厚度方面的分離是一個快速有效的方法，盡管在軋制以前要經(jīng)過重新加熱。水平方向進行的條狀鑄造將會產(chǎn)生呈盤旋狀的薄片，此薄片的厚度是與冷軋中第一次分離的軋磨容易相配合的。薄片在制造中被切成盤旋狀而不影響其鑄造過程。鑄造后的表面將會重新研磨加工以形成高的表面精度。錫青銅大多數(shù)情況下用于條狀加工是因為其較差熱環(huán)境下的工作性能，而黃銅可廣泛用于熱軋制中的大部分應用范圍，一些合金制造商還將其用于條狀鑄造加工中。熱軋制直冷錠在幾小時之內(nèi)加熱以用于特殊合金溫度的需要，這樣就能通過回動研磨將其從25?150毫米的厚度減少約10?25毫米。在熱軋制中快速減少其厚度是可能的，因為其溫度變化可使合金快速再結晶而不是硬化。典型的預熱溫度是從850到950惻。溶爐環(huán)境能有效的將氧化過程減小到中性的程度。此階段形成的氧化物對其要求并不嚴格，因為現(xiàn)有的熱軋制片將會在研磨中把表面氧化物及缺陷部清除。此外更重要的是熱處理抹掉了紋理粗糙的鑄造結構，這樣就能達到均勻和較好的效果。當熱軋制完成后，而在水噴淬火及盤卷之前時軋薄片的溫度大約在600惻左右。接著是用機械方法去除熱軋制后的表面和邊緣，此后合金片將要經(jīng)過一系列的冷軋和退火處理以降低其表面粗糙度，其中退火處理能提高紋理的微觀結構、促進其均勻性并得到所需的性能。冷軋過程經(jīng)過制造商與一系列的軋制和退火加工相配合的冷磨處理之后將會得到一性能均勻和尺寸均勻重達1000公斤的盤卷片。分離軋制過程在處理中的厚度可利用前后安排的四高研磨（four-highmill）（其中兩加工軋制由一大直徑的回程軋制），以及獨立，回程研磨。非常普遍的是通過一系列的研磨后過程可以得到最后的厚度和性能（如已知的Sendzemir研磨，其加工軋制是經(jīng)過幾組軋制實現(xiàn)的）大尺寸的厚度是通過接觸計量器的盤旋長度來監(jiān)測和控制，小尺寸的微觀厚度是通過X-射線或伽瑪射線來度量。線張力和軋制形狀在軋制過程中可以調(diào)整以提供一均勻的條狀尺寸。退火冷軋可減少條狀厚度面增加合金強度但同時也降低了其延展性。有效加工過程中的持續(xù)性需要在加工過程中的薄片在其中的幾處通過退火處理孌軟。退火過程中的變軟驅(qū)動力是軋制變形過程中存儲能量的釋放。新的紋理是從變形紋理中成形的，并且其尺寸也同時增加。至新紋理處的延伸是允許增加的，因為在成型性和強度上需要更好的紋理微觀結構，此延伸是由退火溫度及持續(xù)時間的選擇決定的。銅合金的退火是在同一溶爐的不同盤旋片中進行的，其溫度將保持幾個小時當開放的盤旋薄片通過一退火溶爐（請參照圖4.1）。每一退火方法都有其優(yōu)點和局限。成批退火其側(cè)重點在于加重的前末端處理厚度通過鍍層厚度處理的退火能達到更大的靈活性，并且每一種方法之間可以相互替換。整爐退火處理是位于一可移動、類似鐘形的內(nèi)腔之中進行，且此內(nèi)腔的下部封閉。在內(nèi)腔的盤旋片是通過處于低氧和低濕度的氮或氮-氫成分的氣體來防止其被氧化。而上述的氣體在內(nèi)腔快速循環(huán)。此內(nèi)腔又被一更大的可移動的外部空腔所包圍，以收容此加熱源（燃燒氣體或電加熱）。內(nèi)部鐘形腔內(nèi)的溫度從250惻（一般用于純粹的銅）到約650惻（用于一些銅合金）。表面質(zhì)量是由被覆物所保持，而此被覆物可防止線圈之中包裹物的粘貼。殘余的被覆物在之后的清除加工過程中將被去除。合金線圈將在一到兩個小時內(nèi)達到均勻的溫度，然后其設在一定溫度并保持幾個小時。通過去除了外層的容腔后退火的冷卻速度將會加快內(nèi)部容腔及其內(nèi)部的保護氣體成分將一直保持到金屬完全冷卻，以避免其受到氧化。線圈的連續(xù)退火可利用將薄片（sheet）通過溶爐而實現(xiàn)，此溶爐還包括有一燃燒室以通過直接接觸來對金屬進行加熱。氧化可通過控制氣體成分來減少。對如圖4.1中所安排的垂直溶爐來說，板材通過一頂端封閉部進入加熱區(qū)，并且其冷卻是利用沖擊氣體在從下端封閉部退出前進行。板材在低于出口部的水中淬火。排列成一直線的酸清洗和研磨刷將會在板材被盤卷之前完成，而此過程位于溶爐線之末端。氫氣是從壓縮的氨水中提煉出來的，它可與氮氣混合在一起而不發(fā)生化學反應。使用這些干凈氣體的火爐除了可能水平放置并且具有更高的防止外面空氣進入的密封裝置外，具有與普通燃燒爐同樣的特性，該火爐通常是在近似標準大氣壓下工作的。薄片(sheet)被外部的熱蒸餾瓶(retort咸者火爐內(nèi)部自配的電加熱組件加熱升溫。薄片(sheet)在進入大氣前被噴出的氣體冷卻。在退火過程中，銅合金氧化被減少到了最低點，但是它是不能完全避免的。氧化的程度及形成的氧化物的耐火性依賴于合金組成成分同保護氣體發(fā)生氧化反應的活性。非合金的銅和黃銅抗氧化能力相對強一些，因為退火溫度低并且由于熱力學原因，殘余的氧化物及用于降低氣壓的露點形成控制要求是適度的。合金氧化物具有很活潑的元素，如金皮或鋁，在商業(yè)許可的環(huán)境中不能逃避被氧化。酸浸(Acidpickling)(包括稀釋的可與過氧化氫反應而生成更具腐蝕性物質(zhì)的硫酸)和研磨刷及拋光被廣泛地應用于確保不會引起印刷工具不可接受的磨損的高質(zhì)量表面和材料。后處理合金型材制造的最后工藝－退火是相當關鍵的，因為這一步形成了一種材料以達到需要的性質(zhì)。進行后續(xù)退火處理材料的厚度依賴于硬化合金以達到所需的強度或生成調(diào)劑的冷軋的次數(shù)。本節(jié)后續(xù)部分提供了冷軋選定合金的例子。為了提高合金材料的性能或降低內(nèi)部殘渣的彈性伸縮率，材料治煉過程常包括低溫退火工藝。為了消除片狀材料的彎曲或提高其整個面板的平整度，片狀材料可能在最后工序被拉緊撫平。拉緊撫平包括整塊材料向相反方向順序彎曲，嚙全碾平，片狀料板在拉力作用下同時保持平整。內(nèi)部綱孔的數(shù)量在條料寬度各段會有所變化。來于內(nèi)部紡織翻轉(zhuǎn)和拉伸的反向彎曲的聯(lián)合效應引起片狀材料塑性變形并局部形成更好的配合鄰接區(qū)域。片狀材料中心處更多的塑性變形導致消除由轉(zhuǎn)曲遺留的長邊緣的皺形。延長邊緣的水平裝置用作消除中等寬度的彎曲。彎曲生產(chǎn)過程被設計來