Pure copper纯铜 真的适合做接头吗?

文摘   2024-09-04 15:30   中国台湾  

人们对于”纯”这个词有着莫名的”高价感”


或许是被99.999….%的纯金所影响

于是在许多插头的详情页上

         

 

纯铜 纯铜 纯铜

就成为以文字包装产品

“高.大.上.属性”强调词

         

 

但是实际上

每种产品-每个部位

使用的金属都有讲究

单一/纯材质通常无法满足特定的需要

更多时候机械性能需要合金来达成

         

 

下面我们看到这三种铜

您会怎么称呼他

         

 

   

这三种都是铜  但是属性都不一样

三种铜材的图片引用自网络图片 重新排版编辑而得

著作权利属于原作者所有    



         

 

最常用的卡农插头会用什么做呢?    


我们看到卡农公头 插针是 H59-1 这是金属行业惯称的59黄铜 

 

H59-1是一种铅黄铜,成分里面有大约59%的铜,约1%的铅,剩余的则是锌

属于易切削黄铜的一种类型,抗拉强度高、硬度优良-笔直易于车床进料车削。

它能满足精密零件在结构强度、耐磨损性和加工性能上的高标准,

特别是在对铜零件的精度要求极高的情况下

用以制作精密零部件-在汽配、医疗配件和电器配件等领域有着广泛的应用…


而在卡农母头 插针是孔状的

这边我们看到的材料是 PHOSPHOR BRONZE

这是磷青铜

主要成分是 铜+锡+微量的磷

磷青铜 的特点是弹性好 具有回复力

通常被用来作为汽车水箱 热水灶水箱

充分利用了磷青铜板材料的弹性

         

 

弹性

这点对于卡农插头来说很关键 因为卡农公头的插针需要母针的紧密配合 但是不能被”撑爆” 拔出后要能回复-所以采用磷青铜是比较合理的 也符合经济原则的

         

 

我们曾经遇过市场上一些劣质的母插头可能是用黄铜片制作   ,在使用几次之后跟公头插针就无法妥善接触-而这种导体靠得很近 却又没有实体接触 会在设备上产生一种近似于 哼声的噪音,难以排查非常恼人…!


         

 

因此在尝试接头时 务必将芯子拿出来 裸插

这样可以确认公针与母针的抱握能力

         

 

纯铜为甚么不能制作连接器

主要原因是 纯铜(Copper, Cu)偏软;布氏硬度约 35-50 HB延展性好 因此不容易切削加工 也容易变形,不适合多次插拔

黄铜(Brass, Cu-Zn 合金)布氏硬度约 55-150 HB 切削加工相对容易,变形量有限 适合作为连接器插针使用

因此就算是要通过大电流的

400A camlock 连接器

(俗称犀牛插)也是选择使用黄铜制作!


         

 

         

 

电阻率跟铜含量没有关系    

重要观念:合金的电阻率跟铜含量没有关系-跟合金组成成分有关!

比如: H59-1 黄铜合金 虽然黄铜比率约57% 但导电率仅为纯铜的26%左右

又比如:磷青铜合金 铜的比率高达90% 但是导电率仅为纯铜的13~20%左右      

 

这也就是为甚么连接器需要一定的体积/面积加上镀银 来降低接触电阻的原因

    

各种材料的导电率

图片引用自http://www.landon.com.tw/

         

 

         

 

那么纯铜应该是甚么呢?

若以线缆而言 纯铜应该是无氧铜,也就是一般俗称 红铜 紫铜

这是目前除了银之外 导电率最好的一种金属

但是!! 排除额外的杂质很必要!

因为我们从上面已经见识到了混入其他材质之后对于导电率的”危害”

         

 

现在不少线缆材质玩着文字游戏标榜”全铜”-

事实上使用铜包铜作为导体

试问:如果是”纯铜”岂有需要 铜包铜?

         

 

我们可以看到

https://baike.baidu.hk/item/%E9%8A%85%E5%8C%85%E9%8A%85/4510077

         

 

铜包铜

导电率约为25%~27%,直流电阻率约为无氧铜的四倍,但根据电线电缆“趋肤效应”计算,在5MHz以上高频时,电阻率与纯铜线相当;

铜包铜使用

多用于电线电缆的导体,就是指在用黄铜制成的导线外面包上一层紫铜。紫铜也就是无氧铜,电阻符合国家标准。黄铜二次回炉的铜丝含较多杂质,各电性能也远远比紫铜差。但是就因为紫铜的成本比黄铜每吨高4000多元,所以一些黑心厂家就生产紫铜包黄铜的电线,降低成本,从中牟取暴利。

         

 

黄铜丝的用途主要是在模具的线切割机上使用-透过硬度张力跟模具钢硬杠,而不是拿来当电线导体使用    

由于铜含量较低 因此价格便宜一些
但是铜包铜导电率很低(远低于铜包铝68%)
这就是一种”高电阻导体”
如果把他当成纯铜 全功率带载 就会造成导体发热 绝缘提早老化破损
因此我们断不能把” 全铜””铜包铜”跟”纯铜””无氧铜 “画上等号
         

 

如果真要用”铜包铜”-”紫铜包黄铜”
顶多就是像上面文字所写 用在高频应用上
事实上  如果真的要用在高频上
那市场上早就有电阻率接近的铜包钢可以选呢!
实在无须在铜包铜上面着墨…..
         

 

发烧插头使用纯铜可能吗?
发烧连接器的使用跟业务用连接器不同
使用数量少 使用环境单纯
拔插频率可能较少
用户在意的点不同
所以不排除可能用纯铜制造
         

 

例如WBT® 0102 Cu 的材质说明提到了
− Signal conductors (1) and (2) Pure copper
图片上看是二片导体片 靠在其他结构上
起到接触的功能 但是不负担整体强度的部分
其他壳体金属结构很大程度都还是黄铜
算是在结构强度与电性能上取得平衡    
相关图说请见:https://www.hificollective.co.uk/sites/default/files/wbt_0102cu_data_0.pdf         

 

*WBT®商标权利属于 WBT-Industrie GmbH所有

         

 

         

 

         

 

结束语:

谈到这边... 三种常见的铜

您都清楚了吗?

透过今天的科普

您应该可以准确称呼了!

         

 

另外一个结论是:

作为业务用途使用的连接器

在综合考虑结构/使用强度下

通常难以使用”纯铜”制造!!

而以 黄铜/磷青铜为首选

         

 

         

 

         

 

   

三种铜材的图片引用自网络图片 重新排版编辑而得

著作权利属于原作者所有    



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