Branchenwissen über Bimetallnieten

Bimetallnieten sind eine neue Art von Nieten, die zwei unterschiedliche Metalle durch Kaltschweißen verbinden. Ihre Kernstruktur besteht aus einem Schaft und einem Schwanz. Der Schaft besteht aus einer hochfesten Titanlegierung (z. B. TC4), die eine hervorragende Scherfestigkeit des Niets gewährleistet. Der Schwanz besteht aus einer Titan-Niob-Legierung (z. B. Ti-45Nb), die ihre hohe Plastizität nutzt, um eine plastische Verformung beim Nieten zu ermöglichen. Durch dieses strukturelle Design behalten Bimetall-Kontaktnieten eine hohe Festigkeit bei und bieten gleichzeitig Flexibilität zur Anpassung an verschiedene Arbeitsbedingungen.

Die Leistung elektronischer Bimetallkontakte beruht auf ihrer einzigartigen Materialkombination und ihrem strukturellen Design und bietet die folgenden Hauptvorteile:

1. Nicht-Verformung des Schafts:Während des Nietvorgangs bleibt der Schaft starr und dehnt sich nicht nach außen aus wie bei herkömmlichen silbernen Elektrokontakten. Dies verhindert Schäden an der Innenwand und der Oberfläche des Lochs in Verbundlaminaten und eliminiert die Probleme der Delaminierung und Rissbildung der Löcher, die bei herkömmlichen Nieten beim Verbinden von Verbundmaterialien auftreten können.

2. Galvanischer Korrosionsschutz:Das positive Potenzial des Schafts aus Titanlegierung passt zum Kohlefaser-Verbundwerkstoff und verhindert wirksam galvanische Korrosion zwischen dem Befestigungselement und dem Grundmaterial, wodurch die Lebensdauer der Verbindung verlängert wird. Es eignet sich besonders für korrosive Umgebungen wie Meeres- und feuchte Umgebungen.

3. Hervorragende umfassende mechanische Eigenschaften:Der Schaft besteht aus einer TC4-Titanlegierung. Nach der Lösungsalterung erreicht es eine Scherfestigkeit von über 655 MPa und eine Zugfestigkeit von über 1100 MPa. Der Schaft besteht aus einer Ti-45Nb-Legierung, die eine hohe Plastizität und hervorragende Kaltumformeigenschaften aufweist. Beim Nieten ist bereits eine geringe Schlagkraft erforderlich, um eine plastische Verformung des Schaftes zu erreichen und so eine sichere Nietverbindung zu gewährleisten.

4. Leichte und einfache Verarbeitung:Titanlegierungen haben eine geringe Dichte (ca. 4,5 g/cm³), wodurch das Gewicht im Vergleich zu herkömmlichen Stahlnieten erheblich reduziert wird und die strukturelle Effizienz von Produkten wie Luft- und Raumfahrzeugen verbessert wird. Der Installationsprozess ist einfach und kann durch Pressnieten oder Hammernieten durchgeführt werden, wodurch es für den Einbau in kleinen Räumen in Flugzeugrümpfen geeignet ist.

Aufgrund ihrer Leistungsvorteile werden elektrische Schleifkontakte hauptsächlich in der Luft- und Raumfahrtindustrie zur Verbindung von Verbundstrukturen eingesetzt. Spezifische Anwendungen umfassen:

• Nieten der Flugzeughaut:Verbindung von Verbundschalen und -rahmen bei Flugzeugen der neuen{0}Generation (wie der J-20 und der Boeing 787) durch Ersetzen traditioneller Titan-Hochverriegelungsbolzen oder fester Silberkontakte, wodurch das Strukturgewicht um etwa 15–20 % reduziert wird.

• Fügen von Motorkomponenten:Nieten von Titanlegierungs- und Verbundwerkstoffgehäusen an Flugzeugtriebwerken (z. B. F-15- und F-22-Triebwerken), um Festigkeitsanforderungen in Umgebungen mit hohen Temperaturen und starken Vibrationen zu erfüllen.

• Strukturfügen von Hubschraubern:Verbindung von Verbundkomponenten von Hubschrauberrotoren und Rumpfrahmen, um hochfrequenten Vibrationen und Stoßbelastungen standzuhalten.

Der Installationsprozess für Bimetallkontakte Ag/Cu erfordert eine strenge Kontrolle, um die Verbindungsqualität sicherzustellen. Die wichtigsten Schritte sind wie folgt:
1. Materialvorbereitung:Wählen Sie das Passende ausSilberner Kontakt wechselnModell (z. B. Standard oder großer Interferenztyp) basierend auf dem Anwendungsszenario. Reinigen (Oberflächenöl und Oxide entfernen) und Oberflächenbehandlung (z. B. Passivierung) durchführen, um die Haftung zwischen Niet und Untergrund zu verbessern.

2. Lochvorbereitung:Bohren Sie mit einem speziellen Bohrer ein Loch in den Untergrund (z. B. Verbundwerkstoff, Titanlegierung). Der Lochdurchmesser sollte etwas größer sein als der Nietdurchmesser (normalerweise d + 0.1mm bis d + 0.2mm). Vermeiden Sie es, ein zu großes Loch zu bohren, da sich dadurch die Niete lösen könnte, und kein zu kleines Loch zu bohren, da sonst Risse im Untergrund entstehen könnten.

3. Positionierung und Fixierung:Verwenden Sie eine Vorrichtung, um die Kaltkopf-Bimetallkontakte genau auf das Substrat auszurichten. Stellen Sie dabei sicher, dass die Nietachse senkrecht zur Substratoberfläche verläuft, um eine Schrägstellung während des Nietens zu vermeiden.

4. Nieten:Mittels einer Trägheitsreibschweißmaschine oder einer hydraulischen Nietmaschine wird Druck auf das Nagelende ausgeübt, wodurch es sich plastisch verformt (Stauchung des Kopfes) und so den Schaft fest mit dem Grundmaterial verbindet. Der Druck und die Verformung beim Nieten müssen kontrolliert werden, um eine Verformung des Schafts oder eine Beschädigung des Grundmaterials zu vermeiden.

5. Qualitätsprüfung:Nach dem Nieten werden eine Sichtprüfung (Oberfläche frei von Rissen und Defekten), eine Dimensionsmessung (Stauchkopfdurchmesser größer oder gleich 1,3 d, Höhe größer oder gleich 0,34 d, wobei d der Nietdurchmesser ist) und Leistungstests (Zug- und Scherfestigkeitstests) durchgeführt, um sicherzustellen, dass die Verbindung den Konstruktionsanforderungen entspricht.