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Mechanische Kenngrößen dünner CuSn6-Folien

Bronzebänder werden für ein breites Spektrum industrieller Anwendungen eingesetzt, von Steckverbindern über elektrische Kontaktelemente und Membranen bis hin zu Federelementen und Schaltern. Die verarbeitende Industrie fordert CuSn6-Folien mit immer spezifischeren Leistungsmerkmalen wie z. B. auch einer deutlich höheren mechanischen Belastbarkeit. Um eine gleichbleibende Qualität dieser Folien gewährleisten zu können, müssen auch die mechanischen Eigenschaften bestimmt werden.

Die mechanischen Kenngrößen dünner Metallfolien können mit der instrumentierten Eindringprüfung (DIN ISO 14577) bestimmt werden. Dazu werden die Folien auf einem glatten, stabilen Untergrund fixiert. Liegt die Folie uneben auf oder führt unsauberes Aufkleben zu Lufteinschlüssen, biegt sich die Probe während der Messung durch. Dabei wird die Eindringtiefenmessung verfälscht, indem sich ein zusätzlicher, elastischer, aber unterschiedlich großer Anteil addiert.

Mit der speziellen Folienspannvorrichtung von Fischer lassen sich dünne Metallfolien bis etwa 200 μm Dicke einfach über einen Zylinder spannen, wodurch ein fehlerhaftes Fixieren verhindert wird.

An drei unterschiedlich harten Bronzebändern (CuSn6) wurden mit Hilfe dieser Folienspannvorrichtung Messungen durchgeführt. Die Foliendicke lag zwischen 75 und 170 μm. Tabelle 1 zeigt die gemessenen Kenngrößen der Bänder.

Beispielhafte Messergebnisse von mechanischen Kenngrößen dreier CuSn6–Bänder, angegeben sind für jeden Parameter der Mittelwert plus Standardabweichung und Variationskoeffizient.
    HM
(Martens-Härte)
N/mm2
HIT
(Eindring-härte)
N/mm2
HV
(Vickers-
Härte, berechnet
aus HIT)
EIT/(1-vs2)
(elast. Eindringmodul)
GPa
ηIT
(elast. Verformungsanteil)
%
Band 1 X. 1006 1179 111 97 9
  s 19.9 27.6 2.6 10.7 1.0
  V% 1.9 2.3 2.3 11.0 11.2
Band 2 X. 1116 1311 124 105 9
  s 16.8 24.5 2.3 4.0 0.5
  V% 1.5 1.9 1.9 3.8 5.4
Band 3 X. 1573 1916 181 108 12
  s 71.8 88.5 8.4 8.0 0.8
  V% 4.6 4.6 4.6 7.4 6.6

Mechanische Eigenschaften dünner Metallfolien lassen sich sehr präzise und aussagekräftig mit der instrumentierten Eindringprüfung bestimmen. Dazu bietet Fischer das Messsystem FISCHERSCOPE® HM2000 und eine Folienspannvorrichtung zur optimalen Probenpräparation. Für weitere Informationen steht Ihnen Ihr Ansprechpartner von Fischer gerne zur Verfügung.

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