Bänder für Steckverbinder

Transkript

1 Bänder für Steckverbinder

2 Die Wieland-Gruppe Nordamerika USA Wieland-Werke AG, Ulm, Deutschland Die Wieland Gruppe mit Sitz in Ulm ist einer der weltweit führenden Hersteller von Halbfabrikaten und Sondererzeugnissen aus Kupferwerkstoffen: Bänder, Bleche, Rohre, Stangen, Drähte und Profile sowie Gleitelemente, Rippenrohre und Wärmetauscher. Die Anfänge des Unternehmens reichen fast 200 Jahre zurück: Im Jahr 1820 übernahm der Firmengründer Philipp Jakob Wieland die Kunst- und Glockengießerei seines Onkels in Ulm und begann bereits 1828 mit der Herstellung von Blechen und Drähten aus Messing. Heute fertigt Wieland jedes Jahr etwa Tonnen Kupferwerkstoffe, vom Strangguss bis zum Halbfabrikat. Ausgangspunkt der Produktion ist Europas größte Gießerei für Kupferlegierungen im Werk Vöhringen/Iller. Wieland beliefert Kunden in zahlreichen Märkten: Die mehr als 100 verschiedenen Kupferwerkstoffe werden vorrangig in der Elektronik und Elektrotechnik eingesetzt. Weitere wichtige Abnehmerbranchen sind das Bauwesen, die Automobilindustrie sowie die Kälte- und Klimatechnik. Wieland produziert Bänder in allen wichtigen Wirtschaftsregionen der Welt: in Deutschland in Vöhringen, Velbert-Langenberg und Villingen- Schwenningen. Weitere Walzwerke befinden sich in Großbritannien, in den USA und in Singapur. Ein weltweites Netz von Schneidcentern sorgt für eine schnelle und flexible Lieferung der Produkte. Wieland-Werke AG, Vöhringen, Deutschland Die Wieland-Gruppe beschäftigt weltweit etwa Mitarbeiter und besteht aus produzierenden Gesellschaften, Schneidcentern und Handelsunternehmen in vielen europäischen Ländern, in den USA, in Südafrika, Singapur, Indien und China. Wieland-Werke AG, Velbert-Langenberg, Deutschland Wieland-Werke AG, Villingen-Schwenningen, Deutschland 2

3 Standorte der Wieland-Gruppe und ihrer Handelsvertretungen Europa Belgien Dänemark Deutschland Finnland Frankreich Griechenland Großbritannien Italien Kroatien Österreich Polen Portugal Rumänien Russland Schweden Schweiz Spanien Tschechien Türkei Ungarn Weißrussland Walzwerke und Schneidcenter Asien China Indien Japan Korea Singapur Südamerika Brasilien Kolumbien Afrika Südafrika Australien Australien Wieland Metals, Inc. Wheeling, IL, USA B. Mason & Sons Ltd., Birmingham, Großbritannien Wieland Metals Singapore Pte Ltd., Singapur 3

4 Werkstoffe für Steckverbinder Anforderungen Steckverbinder und andere federnde elektromechanische Bauteile erfordern als Vormaterial Kupfer oder eine Kupferlegierung, denn kein anderer Werkstoff erfüllt so umfassend die Anforderungen an Festigkeit und Elastizität Elektrische und thermische Leitfähigkeit Umform- und Stanzbarkeit Temperaturbeständigkeit unter Belastung Beschichten mit oder Aufschweißen von Edelmetallen Verzinnbare Oberflächen Enge Maßtoleranzen Sind Steckverbinder hohen Temperaturen ausgesetzt (z. B. als motornahe Anwendungen im Automobil), so ist auf eine ausreichende Relaxationsbeständigkeit zu achten. Nähere Angaben hierzu sind den Werkstoffdatenblättern zu entnehmen. Standardlegierungen Reines Kupfer hat nach Silber die höchste elektrische Leitfähigkeit. Deshalb ist dieses Metall für nicht federnde elektrische Leiter und Komponenten besonders gut geeignet. Messing ist die für elektrische Kontakte gebräuchlichste Legierungsgruppe. Diese Werkstoffe sind kostengünstig und erfüllen bei Raumtemperatur meist auch die Anforderungen an das Federverhalten und die Korrosionsbeständigkeit. Bei höheren Ansprüchen sind Zinnbronzen eine übliche Alternative zum Messing. Sie sind Standard bei Anwendungen in Telekommunikation und Datenverarbeitung. Hochleistungslegierungen Der Trend zur Miniaturisierung führt zu immer kleineren Steckverbindern. Dafür bietet Wieland Hochleistungslegierungen an, wie Wieland-K55 und Wieland-K57. Sie ermöglichen durch ihre gute Leitfähigkeit, Festigkeit und Umformbarkeit den Einsatz dünnerer Bänder. Damit eignen sich diese Hochleistungslegierungen bestens für kleinste Steckverbinder und zum Ersatz von Kupfer- Beryllium. Höhere elektrische und thermische Leitfähigkeiten bieten die Hochleistungslegierungen Wieland-K75 und -K88. Übersicht der Werkstoffe In der nachfolgenden Darstellung sind die wichtigsten Werkstoffe für elektromechanische Bauteile mit ihren Dehngrenzen R p0,2 und elektrischen Leitfähigkeiten dargestellt Elektrische Leitfähigkeit (MS/m) K81 CuSn0,15 K65 CuFe2P K88 CuCrAgFeTiSi C18080 K88 CuCrSiTi K75 CuCrSiTi K75 K76 CuNiSi M30 CuZn30 S30 SUPRALLOY CuZn30Sn1Fe0.6 B14 CuSn4 K55 CuNi3SiMg Bei 90 Biegbarkeit mit r max. 1,5 x Banddicke Biegekante quer zur Walzrichtung Banddicke max mm B14 SUPRALLOY CuSn4 S23 CuZn23Al3Co B18 SUPRALLOY B18 SUPRALLOY CuSn8 K57 CuNi1Co1Si Elektrische Leitfähigkeit (% IACS) Dehngrenze Rp0.2 (MPa) Temperaturbelastung bis 80 C Temperaturbelastung bis 120 C 0 Temperaturbelastung bis 105 C Temperaturbelastung bis 175 C 4

5 Der hohe Druck zur Kostensenkung führt dazu, dass gerade Hersteller von größeren Steckkontakten und Stanzgittern nach kostengünstigen Lösungen suchen. Dafür eignen sich die bewährten niedriglegierten Kupferwerkstoffe Wieland-K65 und Wieland-K81. Bei hoher bis sehr hoher Leitfähigkeit bieten sie ausreichende Federeigenschaften. Alle Wieland-Hochleistungslegierungen entsprechen den gesetzlichen Anforderungen der RoHS. Stanzreste werden von Wieland zurückgenommen und recycelt. SUPRALLOY -Bronzen Wieland unterstützt die Hersteller von Steckverbindern und elektromechanischen Bauteilen durch Optimierung herkömmlicher Kupferlegierungen. Kfz-Steckverbinder, gestanzt aus verzinntem Band Aktuelles Beispiel hierfür sind die Wieland-SUPRALLOY-Bronzen. Sie haben die chemische Zusammensetzung von Standardbronzen und sind als Wieland-B14, Wieland-B16 und Wieland-B18 erhältlich. Durch eine spezielle thermomechanische Behandlung entsteht ein extrem feinkörniges Gefüge. So wird eine wesentlich höhere mechanische Festigkeit bei sehr guter Biegbarkeit erreicht. Infolge des feinen Gefüges sind umgeformte Kontaktzonen (z. B. bei Löffelkontakten) wesentlich glatter ein Vorteil bei der nachfolgenden galvanischen Beschichtung mit Edelmetallen. Damit eigenen sich SUPRALLOY-Bronzen hervorragend für miniaturisierte Steckverbinder in elektronischen Anwendungen. SIM-Sockel, gestanzt aus einer Hochleistungslegierung Sockel für Mikroprozessor, gestanzt aus einer Hochleistungslegierung 5

6 Werkstoffbezeichnungen Wieland-Werkstoffe für Steckverbinder entsprechen den gängigen internationalen Normen nach EN, ASTM oder JIS. Neben den technischen Eigenschaften ist der Preis ein wichtiges Kriterium für die Werkstoffauswahl. Dabei hat der Metall- wert einen wesentlichen Anteil am Gesamtpreis des Bandes. Nichteisenmetalle wie Kupfer, Zink und Zinn werden an Rohstoffbörsen gehandelt und unterliegen daher Preisschwankungen, die erheblich sein können. Details erfahren Sie von Ihrem Ansprechpartner im Verkauf und unter wieland.de. Werkstoffbezeichnungen Physikalische Eigenschaften Markenname Bezeichnung analog ISO EN Nummer UNS Nummer Kupfer Wieland-K09 Cu-OFE CW009A C , ,7 127 Wieland-K11 Cu-OF CW008A C , ,7 127 Wieland-K12 Cu-HCP CW021A C , ,7 127 Wieland-K14 Cu-PHC CW020A C , ,7 127 Wieland-K15 Cu-DLP CW023A C , ,7 132 Wieland-K19 Cu-DHP CW024A C , ,6 132 Wieland-K32 Cu-ETP CW004A C , ,7 127 Wieland-K42 CuZn0,5 CW119C 8, ,7 127 Hochleistunglegierungen Wieland-K55 CuNi3SiMg C , ,6 130 Wieland-K57 CuNi1Co1Si C , ,6 131 Wieland-K65 CuFe2P CW107C C , ,6 123 Wieland-K75 CuCrSiTi C , ,0 138 Wieland-K76 CuNi1Si C , ,8 135 Wieland-K80 CuFeP C , ,0 130 Wieland-K81 CuSn0,15 CW117C C , ,0 130 Wieland-K88 CuCrAgFeTiSi C , ,6 137 Messing Wieland-M05 CuZn5 CW500L C , ,0 127 Wieland-M10 CuZn10 CW501L C , ,2 124 Wieland-M15 CuZn15 CW502L C , ,5 122 Wieland-M20 CuZn20 CW503L C , ,8 119 Wieland-M30 CuZn30 CW505L C , ,7 114 Wieland-M33 CuZn33 CW506L C , ,9 112 Wieland-M36 CuZn36 CW507L C , ,2 110 Wieland-M37 CuZn37 CW508L C , ,2 110 Wieland-M38 CuZn37 CW508L C , ,2 110 Sondermessing Wieland-S12 CuZn9Sn3 CW454K C , ,4 126 Wieland-S23 CuZn23Al3Co CW703R C , ,2 116 Wieland-S30 SUPRALLOY CuZn30Sn1Fe0,6 C , ,7 115 Bronzen Wieland-B14 CuSn4 CW450K C , ,0 120 Wieland-B15 CuSn5 CW451K C , ,0 120 Wieland-B16 CuSn6 CW452K C , ,5 118 Wieland-B18 CuSn8 CW453K C , ,5 115 Neusilber Wieland-N12 CuNi12Zn24 CW403J C , ,0 125 Wieland-N17 CuNi18Zn27 CW410J C , ,7 135 Wieland-N18 CuNi18Zn20 CW409J C , ,7 135 CuNi-Legierungen Wieland-L49 CuNi9Sn2 CW351H C , ,6 140 Dichte (g/cm³) Elektrische Leitfähigkeit (MS/m) Elektrische Leitfähigkeit (%IACS) Wärmeleitfähigkeit (W/mK) Wärmeausdehnung (10-6 /K) Elastizitätsmodul (GPa) 6

7 Besondere Lieferformen Wieland-ZZZIP Flexible, flache Kabel (FFC) setzen sich zunehmend in der Informationstechnologie, aber auch bei Haushaltsgeräten und in der Unterhaltungselektronik sowie in der Automobilindustrie durch. Mit Wieland-ZZZIP Bändern lassen sich die Fertigungskosten von FFC reduzieren: Sie werden gemäß Kundenlayout in Längsrichtung vorgekerbt und als Ring angeliefert. Für das Auftrennen ( Zippen ) in einzelne Leiter ist eine Vorrichtung von Wieland erhältlich. Anschließend können die Leiterbahnen direkt auflaminiert oder umspritzt werden. Das aufwändige Verarbeiten vieler einzelner Leiterbahnspulen entfällt. ZZZIP-Band für flexible Flachleiter in Kfz-Clocksprings Bänder für Stanzgitter Herzstück der Elektrik in Automobilen sind Steuergeräte. Infolge des zunehmenden Komfortbedürfnisses nimmt deren Komplexität aber auch die Strombelastung zu. Daher werden diese häufig aus gestanzten Leiterbahnen, so genannten Stanzgittern, aufgebaut. Mit Wieland-Legierungen lassen sich alle Anforderungen für Stanzgitter abdecken. Höchste Bandqualitäten, gepaart mit der bewährten Feuerverzinnung, leisten einen wichtigen Beitrag für die Zuverlässigkeit der Automobilelektrik. In Zusammenarbeit mit bewährten Kooperationspartnern liefert Wieland auch komplette Stanzgitter. Band und Stanzgitter für Sicherungs- und Relaisboxen im Kfz Profilgefräste Bänder Bänder mit profiliertem Querschnitt eröffnen neue Möglichkeiten, elektromechanische Bauteile zu produzieren: Sie müssen nicht mehr aus mehreren Stanzteilen montiert werden, sondern lassen sich in einem Arbeitsgang stanzen. Ein Prägeschritt im Stanzwerkzeug kann entfallen. Profilgefräste Bänder 7

8 Verzinnte Bänder Feuerverzinnte Bänder Steckverbinder sollen dauerhaft geringe elektrische Übergangswiderstände aufweisen. Oberflächenbeschichtungen mit Zinn sind ein bewährtes Mittel, um dies bei moderaten Steck- und Ziehkräften zu erreichen. Beim Aufbringen des Zinns im schmelzflüssigen Zustand entsteht eine intermetallische Reaktionsschicht, die für eine ausgezeichnete Haftung auf dem Grundmaterial sorgt. Die Beschichtungen sind sehr spannungsarm und damit weitgehend resistent gegen Whiskerwachstum. Feuerverzinntes Band Wieland-SnPUR Feuerreinverzinnte Wieland-Bänder tragen die Bezeichnung SnPUR. Wieland-SnPUR weist eine geringe Härte auf, bei hoher Duktilität und guter Korrosionsbeständigkeit. Wieland-SnTEM Durch eine Nachbehandlung von SnPUR wird die Variante SnTEM hergestellt, die eine wesentlich größere Oberflächenhärte aufweist. Hierdurch lassen sich die Steck- und Ziehkräfte von Steckverbindern beträchtlich reduzieren und die Verschleißbeständigkeit verbessern. Steckverbinder aus feuerverzinntem Band Wieland-SnTOP SnTOP ist eine mit Silber niedrig legierte, bleifreie Feuerverzinnung, die speziell für Steckverbinder entwickelt wurde. Gegenüber SnPUR bietet SnTOP eine erhöhte Temperaturbelastbarkeit bei hoher Härte und besserer Reibkorrosionsbeständigkeit. Es eignet sich insbesondere für motornahe Anwendungen im Automobil und bietet sich als preiswerte Alternative zu Silberbeschichtungen an. Galvanisch verzinnte Bänder Verzinntes Stanzgitter für ein Kfz-Steuergerät In Ergänzung zur Feuerverzinnung bietet Wieland auch galvanisch verzinnte Bänder an mit verschiedenen Schichten, die neben funktionellen Ansprüchen auch höchste optische Standards erfüllen. Die beiden gebräuchlichsten Varianten sind Wieland-SnEP (EP = electroplated) und Wieland-SnEPR (EPR = electroplated reflow). Wieland-SnEP besteht aus mattem Zinn, auf Wunsch mit einer Zwischenschicht beispielsweise aus Nickel. Wieland-SnEPR ist eine matte Verzinnung, die kurz aufgeschmolzen wird und dadurch eine glänzende Oberfläche erhält (Reflow Prozess). Galvanisch verzinnte Bänder 8

9 Maße und Toleranzen Toleranzen Die Verarbeitung der fertigen Bänder erfolgt auf hochpräzisen Werkzeugen, die besondere Anforderungen an die Toleranzen und die geometrischen Eigenschaften der Bänder stellen. Dicken- und Breitentoleranzen können gegenüber den einschlägigen Normen auf engste Bereiche eingeschränkt werden. Ebenso können in der Bandfertigung spezielle Maßnahmen ergriffen werden, um die Formabweichungen wie Säbelförmigkeit, Rollkrümmung oder Querwölbung zu minimieren. Damit werden die besonderen Anforderungen des jeweiligen Stanzwerkzeugs berücksichtigt. Banddickentoleranzen Banddicke (mm) Dickentoleranz (mm) Präzisionsstufe nach Kostenaufwand über bis I II III 0,10 0,30 +/ 0,010 +/ 0,007 +/ 0,005 0,30 0,50 +/ 0,015 +/ 0,010 +/ 0,007 0,50 0,80 +/ 0,020 +/ 0,015 +/ 0,010 0,80 1,30 +/ 0,025 +/ 0,020 +/ 0,015 1,30 1,50 +/ 0,030 +/ 0,025 +/ 0,020 1,50 Auf Anfrage Bandbreitentoleranzen Banddicke (mm) Breitentoleranz nach EN 1652 (mm) Bandbreite (mm) über bis 50 > > ,10 1,00 +0,20 / 0 +0,30 / 0 +0,40 / 0 1,00 2,00 +0,30 / 0 +0,40 / 0 +0,50 / 0 2,00 2,50 +0,50 / 0 +0,60 / 0 +0,70 / 0 2,50 3,00 +1,00 / 0 +1,10 / 0 +1,20 / 0 3,00 4,00 +2,00 / 0 +2,30 / 0 +2,50 / 0 Bei Banddicken bis 0,60 mm und Bandbreiten bis 100 mm sind auf Anfrage die halben Werte der oben angegebenen Toleranzen lieferbar. Säbelförmigkeit Banddicke (mm) Säbelförmigkeit nach EN 1654 (mm/m) Bandbreite (mm) über bis > 3 6 > 6 10 > > ,10 0, ,50 1, Durch erhöhten Fertigungsaufwand lässt sich die Säbelförmigkeit bis auf folgende Werte reduzieren: Banddicke (mm) Säbelförmigkeit (mm/m) Bandbreite (mm) über bis > 3 6 > 6 10 > > ,10 0, ,0 0,50 1, ,5 9

10 Lieferformen und Verpackung Bänder in Ringen Ringe sind die einfachste und deshalb preiswerteste Lieferform für Bänder. Sie werden auf quadratischen oder runden Paletten liegend verpackt, die in ihrer Größe an den Außendurchmesser der Ringe angepasst sind. Bänder auf Spulen Gespulte Bänder bestehen aus Ringen, die mit dem WIG- Verfahren aneinander geschweißt und anschließend auf einen Spulenkörper gewickelt werden. Dadurch ergeben sich wesentlich größere Aderlängen als bei einzelnen Ringen. Vorteile für den Verarbeiter sind geringere Nebenzeiten. Die Schweißstellen werden farblich markiert. Bänder in Ringen Wieland-MULTICOIL Beim Wieland-MULTICOIL sind alle Ringe in einem Ringstapel untereinander verbunden. So entsteht die größtmögliche Aderlänge. Sie erlaubt die Verarbeitung eines ganzen Ringstapels mit nur einem Anstanzen. Das Abwickeln kann auf vorhandenen Karussellhaspeln erfolgen, so dass keine Anlageninvestitionen erforderlich sind. Die Vorteile: Verlängerte unterbrechungsfreie Maschinenlaufzeiten Verringerte Werkzeugbeanspruchung beim Anstanzen Erhöhte Produktivität Spulen mit und ohne Flansch Abmessungen und Gewichte Banddicke Bandbreite 0,20 0,80 mm mm 0,81 1,20 mm mm Palettengewicht max. 5 t Wieland-FLEXIDRUM Auch die Spulenlogistik lässt sich noch weiter verbessern. Der Beitrag von Wieland heißt Wieland-FLEXIDRUM. Abnehmbare und wieder verwendbare Spulenflansche bleiben beim Kunden. Die Spulen werden flanschlos auf Hülsen angeliefert, so dass die Flansche ganz einfach ohne Anheben der Spule vor Ort montiert werden können. Die Hülsen können wiederverwendbar oder als Einweghülsen geliefert werden. Wieland-MULTICOIL Wieland-FLEXIDRUM 10

11 Wieland Dafür stehen wir Sicherheit Flexibilität Vielfalt Sicherheit Termintreue auch in turbulenten Zeiten Flexibilität Kurze Lieferzeiten weltweit Vielfalt Individuelle Lösungen für alle Anwendungen Qualität Service Service Qualität Höchste Produktivität für den Kunden Schnelle Antworten auf alle Fragen Innovation Innovation Zukunftsorientierte Lösungen Das Wieland-Steckverbinderteam 11

12 Wieland-Werke AG Graf-Arco-Str. 36, Ulm, Deutschland, Telefon +49 (0) , Fax +49 (0) , Diese Druckschrift möchte nur allgemein informieren und unterliegt keinem Änderungsdienst. Abgesehen von Vorsatz oder grober Fahrlässigkeit übernehmen wir für ihre inhaltliche Richtigkeit keine Haftung. Die dargestellten Daten gelten als nicht zugesichert und können nicht eine Beratung durch Experten ersetzen /09.12Bo 0,5 ODH (GSW/Al)