Proprietà del C18070: conducibilità, resistenza meccanica, piegabilità e due comportamenti ad alta temperatura

Il primo articolo ha presentato la lega C18070, un rame-cromo-silicio-titanio ad alta conducibilità. Il suo valore risiede nell’equilibrio tra le proprietà, non in un singolo picco prestazionale; pertanto, questo articolo le elenca tutte e chiarisce una distinzione che causa più errori di selezione di qualsiasi altra.

Proprietà Meccaniche per Tempra

I trattamenti termici R sono denominati in base alla resistenza a trazione minima in MPa. Gli intervalli riflettono la normale dispersione produttiva; il certificato di laminazione indica i valori misurati per il vostro lotto.

Resistenza e durezza aumentano da R400 a R580, mentre l’allungamento diminuisce. Si tratta di una lega a resistenza media per progettazione: non mira a eguagliare il picco di resistenza di una lega per molle, poiché ciò comporterebbe una riduzione della conducibilità e della piegabilità. L’obiettivo è ottenere una resistenza sufficiente mantenendo alte le altre due proprietà.

Deformabilità

È qui che C18070 si distingue dalla maggior parte delle leghe conduttive. Sottoposta a prova di piegatura a 90° con spessore ≤ 0,5 mm, i rapporti minimi di piegatura sono:

Nella condizione R400, la lega raggiunge una piegatura a 0t sia nel senso favorevole sia in quello sfavorevole: può essere piegata completamente su se stessa senza crepe. Ciò consente forme stampate e formate davvero complesse in un materiale che mantiene ancora una conducibilità superiore al 78% IACS. Man mano che il rinvenimento aumenta, il raggio di piegatura richiesto cresce; pertanto, le geometrie complesse favoriscono i rinvenimenti più morbidi. Indicare sia il raggio di piegatura sia la sua orientazione sul disegno, affinché venga fornito il rinvenimento corretto.

I due comportamenti ad alta temperatura — non confonderli

Gli acquirenti chiedono spesso "buone prestazioni ad alta temperatura" come se si trattasse di una singola proprietà. In realtà sono due proprietà, determinate da meccanismi diversi, e un componente può necessitare dell’una, dell’altra o di entrambe:

Resistenza alla rilassamento delle tensioni — se un componente sottoposto a carico prolungato conserva la pressione di contatto oppure si allenta gradualmente. Questa è la proprietà su cui un connettore fa affidamento per mantenere la presa negli anni, anche a temperatura elevata.

Resistenza all’ammorbidimento — se il materiale stesso perde resistenza e si ammorbidisce quando riscaldato. Questo determina se il componente mantiene la propria forma e durezza dopo un'esposizione al calore.

C18070 si comporta bene su entrambi i parametri, ma essi rispondono a domande diverse. Se il modo di rottura del componente è «il contatto si allenta dopo mesi di utilizzo», il parametro rilevante è il rilassamento di tensione. Se invece è «il componente si ammorbidisce dopo un'esposizione al calore», la proprietà rilevante è la resistenza all'ammorbidimento. Specificare il parametro errato è un errore comune e costoso.

Valore di rilassamento di tensione

A temperature inferiori a 200 °C per 1000 ore, C18070 conserva almeno l’85 % della sua tensione. In termini di utilizzo pratico, un contatto mantiene la stragrande maggioranza della propria forza di serraggio anche dopo lunghi periodi di funzionamento in condizioni termiche elevate — un comportamento su cui contano i connettori per batterie ad alta tensione o per applicazioni sotto cofano. Unitamente alla conducibilità elettrica compresa tra il 78 % e l’83 % IACS, questa combinazione rende la lega particolarmente adatta a connessioni ad alta corrente che operano anche a temperature elevate.

Domande frequenti

Quale tempera garantisce la migliore piegabilità?

R400, che può raggiungere una curvatura di 0t sia nel senso favorevole sia in quello sfavorevole, rendendolo adatto a componenti con forme complesse.

Qual è la ritenzione dello sforzo di C18070 ad alta temperatura?

Almeno l’85% dopo 1000 ore a 200 °C, indicando una forza di contatto stabile durante lunghi periodi di funzionamento in condizioni termiche elevate.

Il rilassamento dello sforzo è la stessa cosa dell’ammorbidimento?

No. Il rilassamento dello sforzo è la perdita della forza di contatto sotto carico prolungato; l’ammorbidimento è la perdita di resistenza del materiale al riscaldamento. Si tratta di meccanismi distinti e devono essere specificati separatamente.

Successivamente in questa serie: Applicazioni di C18070 — connettori per batterie EV, componenti per impianti fotovoltaici, relè e scatole fusibili.