Analyse des connaissances de l'industrie des jeux de barres nickelés

La barre omnibus en cuivre nickelé-est un composant conducteur composite qui utilise du cuivre électrolytique de haute-pureté comme matériau de base et est uniformément recouverte d'une couche de nickel métallique sur la surface du cuivre grâce à un processus de dépôt électrochimique. Ce produit est un élément structurel clé du système de connexion électrique. Il combine l'excellente conductivité électrique du cuivre avec les propriétés de surface élevées de dureté, de résistance à la corrosion et d'anti-oxydation du placage au nickel. Du point de vue de la forme du produit, la barre omnibus plate en cuivre nickelé et le placage de nickel en cuivre pur rouge à barre plate représentent la barre omnibus en cuivre plaqué nickel à section transversale rectangulaire la plus courante - - -. La forme plate facilite la disposition empilée et la connexion parallèle multicouche - dans les armoires de commande, les boîtes de distribution et les packs de batteries. La base en cuivre pur rouge a un aspect blanc argenté ou légèrement jaune après avoir été plaquée de nickel. Les barres omnibus plates standard en nickelage couvrent une série de produits fabriqués selon les normes de taille industrielles courantes, tandis que les barres omnibus en cuivre nickelé et les barres omnibus nickelées font généralement référence à des barres omnibus en cuivre nickelé-de diverses formes de section transversale-(rectangulaire, en forme de L-, en forme de Z-) et de tailles personnalisées. La barre omnibus en cuivre nickelé est un nom commun pour ce type de produit. Sa valeur technique fondamentale réside dans : sur la base du maintien d'une conductivité élevée du cuivre (supérieure ou égale à 98 % IACS), le placage au nickel résout les problèmes d'oxydation facile des barres omnibus en cuivre nu dans l'environnement d'utilisation, de résistance de contact instable et de dureté de surface insuffisante. Il est largement utilisé dans les domaines de la distribution d'énergie, des nouvelles énergies et de l'automatisation industrielle qui ont des exigences élevées en matière de fiabilité conductrice et d'adaptabilité environnementale.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La base des performances des barres omnibus en cuivre nickelé- réside dans la sélection scientifique et l'appariement des matériaux à base de cuivre et des matériaux de placage au nickel. Le matériau de la matrice en cuivre est généralement du cuivre électrolytique de haute -pureté, portant la marque C11000 ou TU1. La teneur en cuivre du cuivre électrolytique C11000 n'est pas inférieure à 99,90 % et la teneur en oxygène est contrôlée entre 0,02 % et 0,05 %. Il possède une bonne conductivité électrique (supérieure ou égale à 101 % IACS, état recuit) et une excellente ductilité, ce qui facilite l'exécution de traitements mécaniques tels que le pliage, le poinçonnage et le pliage. Pour les applications nécessitant une résistance plus élevée, le cuivre C1100-H semi-dur ou C10200-sans oxygène (teneur en oxygène inférieure ou égale à 0,002 %, adapté aux procédés de soudage sensibles à la fragilisation par l'hydrogène) peut être sélectionné. La pureté du matériau de base affecte directement la qualité du placage : les matériaux en cuivre à haute teneur en impuretés peuvent produire une ségrégation de surface lors du décapage avant le placage, entraînant des taches ou une mauvaise adhérence du placage de nickel.

 

Le matériau de placage de nickel utilise du nickel électrolytique ou un gâteau de nickel contenant du soufre-comme matériau d'anode, et le système de solution de placage est principalement de type Watt (sulfate de nickel 300-350 g/L, chlorure de nickel 40-50 g/L, acide borique 35-45 g/L). La pureté du nickelage n'est généralement pas inférieure à 99,5 % et des types de revêtement avec différentes caractéristiques peuvent être sélectionnés en fonction des exigences de l'application : le nickelage semi--brillant (sans soufre-sans soufre, bonne ductilité, forte résistance à la corrosion) convient aux barres omnibus qui doivent être pliées et formées ; le nickelage brillant (contenant une petite quantité de soufre, aspect brillant, haute dureté) convient aux pièces visibles qui nécessitent des propriétés décoratives ; Le système de nickel multicouche (nickel semi-brillant + nickel brillant + nickel microporeux) convient aux environnements extrêmement corrosifs.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La fabrication de barres omnibus en cuivre nickelé-comprend deux étapes principales : le traitement du substrat en cuivre et le traitement par galvanoplastie. Étape de traitement du substrat en cuivre : Tout d'abord, utilisez une scie à ruban ou une cisaille pour couper les matériaux en fonction de la taille du dessin, et la tolérance de longueur est contrôlée à ± 0,5 mm. Il est ensuite traité par une machine de nivellement pour garantir que la planéité du jeu de barres ne dépasse pas 1 mm par mètre. Le poinçonnage (tolérance de position ± 0,2 mm) et le pliage CNC (rayon de courbure d'au moins 2 fois l'épaisseur de la barre de cuivre, tolérance d'angle ± 1 degré) sont effectués selon les exigences d'installation. Tous les bords coupants et poinçonnés doivent être ébavurés et les bords chanfreinés C0,5-C1,0 pour éliminer le risque de décharge dans les coins pointus. Avant d'entrer dans la galvanoplastie, le substrat en cuivre doit subir un dégraissage chimique, un lavage à l'eau chaude, une activation du décapage et un lavage à l'eau pure pour garantir que la surface est exempte de taches d'huile et de films d'oxyde.

 

Étape de galvanoplastie du nickel : adopter un système de nickelage de type Watt- (sulfate de nickel 300-350 g/L, chlorure de nickel 40-50 g/L, acide borique 35-45 g/L). La température de la solution de placage est maintenue entre 50 et 60 degrés et la valeur du pH est contrôlée entre 3,8 et 4,2. La densité de courant cathodique est de 2 à 5 A/dm² et la vitesse de dépôt est d'environ 0,2 à 0,3 μm/minute. L'agitation de l'air se poursuit pendant le processus de galvanoplastie pour garantir l'uniformité du revêtement. L'épaisseur du revêtement peut être sélectionnée dans la plage de 3 à 25 μm selon les exigences de l'application, de 5 à 8 μm pour les environnements intérieurs conventionnels et de 12 à 15 μm pour les environnements extérieurs ou corrosifs. Après le placage, la pièce subit un lavage à l'eau à contre-courant en trois étapes, un lavage à l'eau chaude et un séchage à l'air chaud, et est passivée pour améliorer encore la résistance à la corrosion. Inspection de qualité : chaque lot de produits est soumis à une inspection d'apparence (inspection visuelle à 100 %, pas de pelage, pas de bulles, pas de brûlure), une inspection d'épaisseur (jauge d'épaisseur à fluorescence X, pas moins de 5 échantillons par lot), une inspection de la force de liaison (observer si le revêtement se décolle après une flexion à 90 degrés ou 180 degrés) et un test au brouillard salin (échantillonnage selon les exigences du client).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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Les barres omnibus en cuivre ont une excellente conductivité électrique dans les systèmes de distribution d'énergie et de connexion électrique (la conductivité peut atteindre plus de 98 % IACS) et sont des matériaux conducteurs idéaux pour transporter des courants importants. Cependant, les jeux de barres en cuivre nu sont confrontés à trois problèmes d'ingénierie dans les environnements d'utilisation réels. Premièrement, le cuivre s’oxyde facilement dans l’environnement atmosphérique. Dans des conditions normales de température et d'humidité, de l'oxyde cuivreux (Cu₂O) et de l'oxyde de cuivre (CuO) seront générés à la surface du cuivre. Ces deux oxydes ont une conductivité électrique extrêmement faible et leur résistivité est plusieurs ordres de grandeur supérieure à celle du cuivre métallique. Au fil du temps de fonctionnement, la couche d'oxyde s'épaissit progressivement, provoquant une augmentation continue de la résistance de contact de la surface de chevauchement du jeu de barres, provoquant une surchauffe locale. Dans les cas graves, cela peut provoquer une brûlure du point de connexion ou un incendie électrique. Deuxièmement, la dureté du cuivre est faible (la dureté recuite du cuivre pur est d’environ 40 à 60 HV). Lorsque des connexions boulonnées sont réalisées, la surface de contact est sujette à une déformation par fluage ou par indentation sous pression. Cette déformation réduira la pression effective réelle de la zone de contact et détériorera davantage la résistance de contact. En particulier dans des conditions de cycle de courant élevé, les effets de dilatation et de contraction thermiques accéléreront ce processus de dégradation. Troisièmement, dans certains environnements particuliers (tels que les embruns salins côtiers, les zones de pollution industrielle, les fuites possibles d'électrolyte à l'intérieur du bloc de batterie), le cuivre sera également corrodé par les ions chlorure ou les sulfures, produisant une patine ou des produits de corrosion au sulfure de cuivre.

 

Le placage au nickel est une solution technique éprouvée pour résoudre les problèmes ci-dessus. Le placage au nickel forme une barrière physique dense sur la surface du cuivre - le nickel lui-même a un potentiel d'électrode standard élevé et a une forte tendance à se passiver dans l'environnement atmosphérique. Un film de passivation d'oxyde de nickel extrêmement fin (environ 1-2 nm) et dense se formera rapidement à la surface. Ce film de passivation peut être écrasé sous pression de contact pour former une conduction métallique et ne continuera pas à s'épaissir avec le temps comme le film d'oxyde de cuivre. En conséquence, la barre omnibus plate en cuivre nickelé- maintient une faible résistance de contact stable sur de longues périodes de fonctionnement. Dans le même temps, la dureté du revêtement de nickel (150-300 HV) est nettement supérieure à celle de la matrice de cuivre. La surface du revêtement n'est pas sujette à la déformation par indentation lors de la connexion par boulon. Même dans de multiples conditions de démontage et d'assemblage ou de vibration, la répartition de la pression sur la surface de contact peut rester relativement stable. De plus, le placage au nickel présente une bonne tolérance aux ions chlorure, aux sulfures et aux environnements acides faibles, ce qui rend les barres omnibus en cuivre nickelé sûres à utiliser dans des environnements corrosifs tels que les navires, les plates-formes offshore, les batteries de stockage d'énergie et les ateliers de galvanoplastie industrielle. En résumé, le nickelage est l'une des meilleures pratiques d'ingénierie pour améliorer la résistance à l'oxydation, la stabilité des contacts et l'adaptabilité environnementale des jeux de barres sans sacrifier les propriétés conductrices du cuivre.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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