選擇合金前先定義接觸系統
電氣接觸材料選擇必須平衡電流傳遞、接觸電阻、發熱、散熱、接觸力、機械支撐、磨損、運動、氧化或污染、接合、表面狀態、抗軟化能力及可維護性。
先識別實際元件:SAF 接觸靴、SAF 壓環、EAF 電極夾具或持器、焊接機接觸墊、CuCrZr 接觸環、剛性母排連接、水冷導體、端子或其他依圖紙定義的接觸件。相似銅件可能以不同方式傳導電流,不能共用一條自動材料規則。
1. 電氣與熱輸入
- 電流類型、大小、適用時的頻率、工作循環、瞬態或故障狀態、並聯路徑、電流密度依據及允許溫度。
- 接觸面幾何、實際與名義接觸面積、夾持力、壓力分布、配合材料、接頭準備、緊固件、運動及維護。
- 冷卻方法、介質、流量、壓力、溫度、連接、監測、污堵及散熱邊界。
- 表面氧化、水垢、粉塵、製程污染、電弧、微動、滑動、重複組裝及預期磨損。
整體材料導電率本身不能確定接頭溫度。接觸電阻、壓力、表面狀態、幾何、連接品質、冷卻、安裝及操作同樣重要。
2. 比較材料方向
工業純銅在批准的機械、熱、接合、磨損及抗軟化要求與選定牌號及狀態相容時,可以支援高導電率。
無氧銅可在需要受控氧含量、導電率、接合、真空或製程相容性時考慮,但不會自動具有更高強度或耐磨性。
CuCrZr可在導電率需要與更高強度、硬度、尺寸穩定性、耐磨性或抗軟化能力平衡時考慮。性能取決於牌號、產品形態、狀態及熱處理。
其他銅合金可在接觸力、磨損、腐蝕、成形性、彈性、接合或溫度占主導時適用。連接帶合金指南不應直接套用到大型熔爐接觸件,而不進行元件專用工程審查。
銅業發展協會指南指出,溫度與合金元素會影響導電率,導電率必須與強度、耐腐蝕性及成形性平衡。因此不能僅按 %IACS 選材。
3. 定義產品形態與製造路線
- 板材、棒材、鍛件、鑄件、環、塊件、管材、帶材或其他產品形態。
- 最終狀態,以及鍛造、軋製、擠製、鑄造、熱處理、機加工、焊接、釬焊、組裝、塗層、鍍層或表面準備。
- 材料與元件可追溯性、測試位置、性能方向、抽樣及試樣與交付件的關係。
- 修復、返工、局部加熱、鍍層更新及變更控制規則。
4. 指定介面與驗收
- 受控圖紙、版本、基準、關鍵尺寸、配合、接觸與安裝面、表面粗糙度、平面度、對中、孔、連接及冷卻通道。
- 所需化學成分、導電率、硬度、機械性能、塗層/鍍層、尺寸報告、非破壞檢測、壓力/洩漏測試或功能證據。
- 測試方法、位置、溫度、階段、抽樣、驗收標準、見證點及報告格式。
材料證書或導電率讀數不能證明完整接頭載流能力、溫升、接觸電阻、冷卻性能、耐磨壽命、安裝品質或系統符合性。
