Tampas internas e externas de cobre e latão de fusíveis: propriedades de materiais, tendências da indústria e inovação tecnológica

 

Como componente principal da proteção do circuito, a escolha dos materiais das tampas interna e externa dos fusíveis afeta diretamente a confiabilidade e a vida útil do produto. A tampa de cobre (cobre puro) e a tampa interna de latão (liga de cobre-zinco) são os principais materiais de tampa interna e externa atuais, e há diferenças significativas entre os dois em termos de condutividade, resistência mecânica, resistência à corrosão e custo.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vantagens do cobre:
O cobre tem excelente condutividade elétrica (condutividade elétrica de cerca de 58 MS/m) e condutividade térmica (coeficiente de condutividade térmica de 386,4 W/m·K), e é um bom condutor, perdendo apenas para a prata. Suas características de alta pureza (teor de cobre maior ou igual a 99,9%) fazem com que ele tenha um bom desempenho em circuitos de alta-frequência, além de ter boa ductilidade e ser fácil de perfurar-a frio e esticar. Por exemplo, em fusíveis de alta-tensão para veículos de novas energias, os contatos de cobre podem efetivamente reduzir o aumento de temperatura e melhorar a segurança. Além disso, o Copper Stop End possui forte resistência à corrosão, especialmente em ambientes secos, e não é fácil de oxidar, tornando-o adequado para equipamentos eletrônicos de precisão.

 

Características do latão:
O latão é composto de cobre e zinco (o teor de zinco é geralmente de 30% a 40%) e sua resistência mecânica (resistência à tração de cerca de 300 MPa) e dureza (dureza Brinell de cerca de 80 HB) são significativamente maiores que o cobre, e seu custo é 15% -20% menor. Por exemplo, em fusíveis na área de controle industrial, otampa externa de latãopode suportar maiores esforços mecânicos e evitar afrouxamentos devido à vibração. Além disso, o latão tem melhor resistência à corrosão em ambientes-que contêm enxofre e é frequentemente usado em ambientes externos ou com alta-umidade.

 

Deficiências de desempenho:
O cobre tem baixa dureza (cerca de 35 HB), é propenso a desgaste após uso-de longo prazo e tem um alto ponto de fusão (1.083 graus) e requisitos rígidos de processo de soldagem. A condutividade da tampa final do tubo de latão é apenas 1/5 da do cobre (cerca de 11 MS/m), o que pode causar problemas de aquecimento em cenários de alta-corrente. Além disso, quando o teor de zinco do latão excede 39%, ele está sujeito a "rachaduras sazonais", que precisam ser melhoradas por tratamento térmico ou adição de oligoelementos de liga (como estanho e alumínio).

 

 

 

As regulamentações de proteção ambiental promovem a inovação material:
Com a implementação da Diretiva RoHS da UE e das "Medidas de Gerenciamento para a Restrição do Uso de Substâncias Perigosas em Produtos Elétricos e Eletrônicos" da China, a indústria de fusíveis acelerou a eliminação de materiais-contendo chumbo. Por exemplo, tampas de latão-sem chumbo (como materiais alternativos CuZn39Pb3) e revestimento de níquel-estanhado estão se tornando cada vez mais populares, enquanto a aplicação de invólucros de plástico de base biológica (contendo 30% de fibras vegetais) pode atingir 90% de reciclagem de componentes. Além disso, a alta taxa de reciclagem do Copper End Cap (cerca de 95%) o torna mais vantajoso na economia circular.

 

Demanda inteligente e miniaturizada:
O rápido desenvolvimento de novos veículos energéticos, armazenamento de energia fotovoltaica e outros campos impôs requisitos mais elevados para fusíveis. Por exemplo, fusíveis inteligentes integram sensores de temperatura e módulos de comunicação, que podem transmitir dados atuais-em tempo real via Bluetooth para obter manutenção preditiva. Em termos de seleção de material, a tampa do tubo de cobre é a primeira escolha para transmissão de sinal de alta-frequência devido à sua alta condutividade, enquanto o latão melhora a confiabilidade do contato por meio de processos de revestimento de ouro superficial (como niquelagem química + ouro de imersão).

 

Exploração de materiais emergentes:
A indústria está desenvolvendo materiais compostos de alto-desempenho para substituir os materiais tradicionais de cobre. Além disso, o composto fundido de cobre-grafeno pode aumentar a eficiência de quebra em 50%, enquanto o tempo de resposta de fusíveis de metal líquido (como liga à base de gálio-) é reduzido para microssegundos.