עלות-אסטרטגיית ירידה עבור יצרני ציוד מקורי חשמליים: כיצד מסמרות כסף דו מתכת ותלת מתכת מפחיתות את עלויות החומר

מסמרות מגע מכסף דו-מתכתי משתמשות בשכבת מגע מבוססת-כסף רק היכן שממשק המיתוג דורש זאת, בעוד שהשוק נוצר ממתכת מוליכה-נמוכה יותר, כגון נחושת. בהשוואה למסמרת כסף מוצקה-, מבנה זה יכול להפחית את צריכת הכסף תוך שמירה על משטח מגע מוגדר, וכיוון קר יכול ליצור את שכבת הכסף והשוק המוליך לרכיב אחד מלוכד מכני.

עבור יצרני OEM חשמליים, השאלה ההנדסית היא לא רק מחיר הכסף לקילוגרם. מודל העלות הרלוונטי כולל מסת כסף לחלק, עובי שכבת כסף-, התנגדות למגע חשמלי, חוזק קשר מכני, סובלנות ממדית, חובת מיתוג ותפוקת ייצור.

מסת כסף, הרכב AgSnO2 וחובת מיתוג IEC 60947

חלק הכסף של מגע חשמלי תורם ישירות לעלות החומר. במסמרת כסף-מוצקה, גוף המסמרת השלם מכיל כסף או סגסוגת כסף. בקונסטרוקציה דו-מתכתית, סגסוגת הכסף מרוכזת בפני המגע הפועלים בעוד שהשוק התומך משתמש בנחושת או במצע מוליך אחר שצוין.

עבור מהנדס רכש, החישוב הרלוונטי הוא:

עלות כסף לחלק=מסת כסף לחלק × מחיר רכישת כסף

לכן, צמצום נפח כסף מיותר יכול להפחית את החשיפה לתנודות מחיר-מתכות יקרות מבלי לשנות באופן אוטומטי את חומר המגע העובד.

חומרי מגע טיפוסיים עשויים לכלול:

ההרכב הנכון תלוי בזרם העומס, המתח, זרם הכניסה, תדירות המיתוג, חיי החשמל, כוח המגע ואנרגיית הקשת. מסת כסף נמוכה יותר אינה מדגימה כשלעצמה אורך חיים חשמלי שווה ערך.

30–50% כסף-חוסך יעדי עיצוב וניצול חומרים

עבור גיאומטריות מתאימות למגע דו-מתכתי, ריכוז סגסוגת הכסף בחזית העבודה יכולה להפחית את צריכת הכסף בהשוואה למבנה כסף מוצק-. יעד עיצובי של חיסכון של 30-50% בכסף עשוי להיות בר השגה עבור גיאומטריות נבחרות, אך יש לחשב את האחוז בפועל מנפח הכסף הסופי ולאמת מול עיצוב המגע המוצק- המקורי.

החישוב צריך להתבסס על:

• עובי שכבת כסף- במ"מ או מיקרומטר
• קוטר ראש המגע במ"מ
• צפיפות סגסוגת כסף בגר'/cm³
• נפח שוק נחושת ב-mm³
• משקל החלק המוגמר במ"ג או גרם
• תפוקת חומר לאחר כיוון קר
• סובלנות ממדים סופית במ"מ

גישה זו מעניקה לצוותי רכש מודל של ירידה-ניתנת למדידה בעלות במקום להסתמך על אחוז "חיסכון-בכסף נומינלי.

כותרת קרה דו-מתכתית, ב-יצירת קוביות, וגיאומטריית מגע של IEC 60947

כותרת קרה יוצרת את ראש המגע והשוק באמצעות עיוות פלסטי מבוקר במקום עיבוד הגיאומטריה הסופית מפס מוצק. עבור מסמרות מגע מכסף דו-מתכתי, התהליך חייב לשלוט בממשק בין סגסוגת הכסף למצע הנחושת במהלך הפרעה, כיוון, חיתוך והיווצרות סופית.

משתני התהליך העיקריים כוללים:

• עובי שכבת כסף-:נשלט על פי עיצוב הקשר.
• קוטר ריק:משפיע על זרימת החומר ונפח הראש.
• הפחתת כותרת:קובע דפורמציה ולחץ ממשק.
• פינוי כלי:משפיע על הבזק, פיצוח ושונות מימדית.
• סִיכָה:משפיע על החיכוך וזרימת החומר.
• יישור המות:שולט בריכוזיות בין שכבת המגע לשוק.
• גיאומטריית ראש סופית:חייב להתאים לממסר או למנגנון המיתוג.

לייצור-בנפח גבוה, גיבוש מתקדם ובדיקה אוטומטית יכולים להפחית את השונות בין מסמרות בודדות.

בחירת שכבות AgSnO2 88/12, AgNi וכסף-על ידי החלפת עומס

אל תבחר ב-AgSnO2 וב-AgNi רק בגלל שהם מכילים כסף. התנהגות המיתוג שלהם שונה מכיוון שחלקיקי תחמוצת וניקל משפיעים על שחיקת קשת, נטיית ריתוך, קשיות והעברת חומרים.

יש לציין את דרגת AgSnO2 המדויקת, כגון מערכת Ag/SnO2 נומינלית 88/12, יחד עם תקן החומר הרלוונטי ותעודת החומר של הספק.

נקודות מגע טרי-מתכת והנדסת-שכבות ביניים

נקודת מגע טרי-מטאלית יכולה להכניס חומר ביניים בין סגסוגת המגע לשוק הנחושת. ניתן להשתמש בשכבת הביניים לניהול דפורמציה, התנהגות מליטה, התפשטות תרמית או פיזור חומר.

עבור מפרטי רכש, השרטוט צריך לזהות:

• סגסוגת מגע
• חומר-שכבת ביניים
• חומר שוק
• עובי שכבה בודדת
• גובה ראש כללי
• קוטר מסמרת
• קוטר שוק
• סובלנות לריכוזיות
• מצב פני השטח
• שיטת בדיקה מכנית נדרשת

אין להתייחס למבנה טרי-מטאלי כאל וריאציה קוסמטית של מסמרת דו-מתכתית. רצף הממשק משנה את התנהגות העיוות במהלך כיוון קר ולכן דורש אימות תהליך.

לחץ ממשק, יחס דפורמציה ולוגיקת בדיקה ASTM E8 / ISO 6892

כיוון קר יוצר לחץ מכני בממשק בין מתכות שונות. חלון התהליך חייב להיות רחב מספיק כדי להשיג הדבקה מבלי ליצור סדקים, הבזקים מוגזמים או זרימת חומר לא יציבה.

שלושה משתנים דורשים תשומת לב מיוחדת:

• לחץ ממשק:דפורמציה לא מספקת יכולה להשאיר קשר חלש או חללים. דפורמציה מוגזמת עלולה לייצר סדקים או תזוזה בלתי מבוקרת של חומר.
• יחס הפחתה:הקשר בין ממדי הריק הראשוניים לגיאומטריית הראש הסופית קובע את כמות העיוות הפלסטי.
• קשיות חומר:הבדלי קשיות מוגזמים בין סגסוגת המגע למצע הנחושת יכולים לשנות את רצף העיוות.

ההסמכה המכנית צריכה לציין את שיטת הבדיקה, גיאומטריית הדגימה, כיוון הטעינה ומיקום הכשל. ASTM E8 או ISO 6892 עשויים להיות רלוונטיים עבור בדיקות מכניות מתכתיות, אך גזירת מסמרת או שיטת משיכה- ייעודית עשויה להיות מייצגת יותר עבור המגע המוגמר.

ב-ריתוק וריכוזיות ב-±0.01 מ"מ

ב-יצירת קוביות יכול לשלב פעולות יצירה מרובות לרצף מבוקר. עבור מגעים חשמליים, ריכוזיות בין אזור מגע הכסף לשוק הנחושת משפיעה הן על מיקום ההרכבה והן על ניצול החומרים.

בדיקה עשויה לכלול:

• קוטר השוק: מ"מ
• קוטר ראש: מ"מ
• גובה ראש: מ"מ
• עובי שכבת כסף-: מיקרומטר
• ריכוזיות: מ"מ
• גובה ברר: מיקרומטר
• חספוס פני השטח: Ra μm

בדיקת ראייה אוטומטית יכולה לזהות סחיפה ממדית במהירות הייצור, בעוד שדגימה עם ציוד CMM מספקת אימות מימד ברזולוציה גבוהה יותר עבור תכונות קריטיות.

RoHS, REACH, IATF 16949 ועקיבות חומרים

עבור יישומי רכב וחשמל, תאימות החומר חייבת להיות מחוברת למגרש הייצור בפועל.

מערכת עקיבות צריכה לקשר:

חלקת חומר גלם ← קר- אצווה כותרת ← מצב כלי עבודה ← רשומת בדיקה → חבילת אריזה → משלוח

אם רלוונטי, התיעוד עשוי לכלול:

• תעודת חומר
• הצהרת RoHS
• הצהרת REACH
• רישום של ציפוי או-טיפול משטח
• דוח בדיקת מימד
• דו"ח בדיקה מכנית
• דוח בדיקת חשמל
• מספר אצווה ייצור

תיעוד זה רלוונטי במיוחד כאשר אותה גיאומטריית מגע מסופקת על פני מספר פלטפורמות ממסר או מיתוג.

ניצול כסף, אובדן עיבוד, ובדיקות סביבתיות ASTM B117

יש להעריך את עלות החומר יחד עם תפוקת הייצור. עיבוד של רכיב כסף מוצק- יכול ליצור שבבים ופסולת תהליכית, בעוד שכותרת קרה נוצרת ליד גיאומטריית צורה-נטו- עם ניצול חומרים שונה מהותית.

בדיקות סביבתיות כגון ASTM B117 עשויות להיות רלוונטיות להערכת קורוזיה כאשר מכלול המגע כולל משטחים מוליכים חשופים, ציפויים או ממשקי מתכת-שונים. אין לפרש את תוצאות ASTM B117 כתחזית ישירה של חיי מיתוג חשמלי.

עלות החומר הנמוכה ביותר אינה בהכרח העלות הכוללת הנמוכה ביותר של החלק. גרוטאות, חיי כלי עבודה, תפוקת הרכבה, זמן בדיקה, הסמכה חשמלית וסיכון{1}}החזרה בשטח חייבים להיכלל במודל הרכש.

כיוון קר לעומת פנייה עבור מגעים חשמליים בנפח גבוה-

עבור מסמרות מגע חשמליות קטנות, היתרון הכלכלי של כיוון קר הופך משמעותי יותר ככל שהביקוש השנתי גדל מכיוון שהוצאות כלי העבודה מתחלקות על פני כמות ייצור גדולה יותר.

מסמרות כסף דו מתכת ותלת מתכת מספקות מסלול הנדסי-חומרי להפחתת נפח כסף מיותר תוך שמירה על ממשק מגע חשמלי מוגדר. הפחתת העלויות נובעת משליטה במסת הכסף, לא פשוט מהחלפת מתכת זולה יותר במשטח המגע.

עבור תוכניות OEM חשמליות, ההערכה צריכה אפוא לשלב בחירת חומר AgSnO2 / AgNi, עובי-שכבת כסף, עיוות כותרת- קרה, חוזק קשר ממשק, התנגדות למגע, יכולת מימד, בדיקת חיים חשמלית- ויכולת מעקב אחר חלק.

עבור ייצור-בנפח גבוה, יש לבחור את נתיב הייצור המועדף רק לאחר ביסוס כלכלת החלק המלא: ניצול חומרים, כלי עבודה, זמן מחזור, בדיקה, תפוקה, עלות הכשרה וביקוש שנתי.

כיצד נמדד עובי שכבת כסף- במסמרות מגע מכסף דו-מתכתי?

עובי שכבת הכסף- מאומת בדרך כלל על ידי חתך-מתכתי, מדידה אופטית מכוילת או שיטות בדיקה מאומתות אחרות. השרטוט צריך להגדיר את העובי הנדרש במיקרומטר ואת הסבילות המותרת.

האם מסמרות מגע מכסף דו מתכת יכולות להפחית את צריכת הכסף ב-30-50%?

ניתן להשיג הפחתה של 30-50% עבור גיאומטריות נבחרות כאשר שכבת הכסף מרוכזת בפני המגע הפועלים. החיסכון בפועל חייב להיות מחושב מנפח הכסף המוגמר ולאמת את העיצוב המקורי בכסף מלא-.

אילו מסמכים צריך רוכש לבקש מספק IATF 16949 ליצור קשר עם-ספק המסמרות?

בקש את אישור ה-IATF 16949 הרלוונטי, תעודת החומר, הצהרות RoHS/REACH, דוח ממדים, נתוני בדיקת חיבור, תוצאות התנגדות-ליצירת קשר, מסמכי בקרה של תהליך- ורשומות מעקב אחר חלקות-.

להצעת מחיר דחופה בנושאמסמרות מגע מכסף בי-מתכת, שלח את שרטוט ה-CAD, דרישת החומר, נפח שנתי וחובת חשמל יעד לבדיקה טכנית ותמחיר ייצור.