CuNiSi: základní průvodce touto průlomovou slitinou mědi a niklu

Ve světě vysoce výkonné materiály, CuNiSi (slitina mědi, niklu a křemíku) vyniká jako výjimečná směs síla, trvanlivost, a vodivost. Ať už pracujete s elektrické kontakty, automobilové dílynebo dokonce námořní komponenty, CuNiSi nabízí kombinaci vlastností, díky nimž je vhodnou volbou pro různá náročná odvětví. Čím přesně je však tato slitina tak výjimečná? A jak poznáte, zda je to ten správný materiál pro váš projekt?

V tomto podrobném průvodci se dozvíte vše, co potřebujete vědět o. CuNiSi, z jeho složení a mechanické vlastnosti na jeho nejběžnější aplikace a stanovení cen. Provedeme také klíčová srovnání s jinými slitinami a odpovíme na některé nejčastější otázky týkající se tohoto materiálu. Ať už jste zkušený inženýr, nebo jen někdo, kdo se zajímá o pokročilé materiály, tato příručka vám poskytne všechny potřebné odpovědi.

---

Přehled

CuNiSi je slitina mědi složená především z niklu a křemíku, která nabízí kombinaci vysoké pevnosti, dobré vodivosti a vynikající odolnosti proti korozi. Přídavek niklu zvyšuje mechanické vlastnosti slitiny, zatímco křemík pomáhá zlepšit její tvrdost a odolnost. tepelná stabilita. Díky tomu je CuNiSi preferovaným materiálem v průmyslových odvětvích vyžadujících jak elektrickou vodivost, tak mechanickou odolnost.

Klíčové vlastnosti :

• Vysoká mechanická pevnost, ideální pro namáhané součásti.
• Vynikající elektrická vodivost, takže je vhodný pro elektronické součástky.
• Dobrá odolnost proti korozi, zejména v námořní a průmyslové prostředí.
• Tepelná stabilita, což umožňuje použití v vysokoteplotní aplikace.
• Odolnost proti opotřebení, takže je ideální pro díly vystavené opakovanému pohybu nebo tření.

---

Složení a vlastnosti

Výkonnost CuNiSi je do značné míry určován jeho složení. Kombinace měď, nikl, a křemík vytváří materiál s dobře propracovanou sadou mechanické a elektrické vlastnosti.

Složení CuNiSi

Živel	Procento (%)
měď (Cu)	94 – 96
nikl (Ni)	2.0 – 3.0
křemík (Si)	0.5 – 0.8
Ostatní prvky	Stopové množství

• měď (Cu): Základní materiál, který přispívá k vysoká elektrická vodivost a tepelný výkon.
• nikl (Ni): Zlepšuje síla, odolnost proti opotřebení, a odolnost proti korozi.
• křemík (Si): Zlepšuje tvrdost, síla, a tepelná stabilita.

Mechanické a fyzikální vlastnosti

Vlastnictví	Hodnota
Pevnost v tahu	500 - 800 MPa
Mez kluzu	250 - 400 MPa
Prodloužení	10 – 20%
Tvrdost	150 - 200 HV
Elektrická vodivost	40 - 60% IACS (International Annealed Copper Standard)
Hustota	8,8 g/cm³
Tepelná vodivost	180 - 220 W/mK
Odolnost proti korozi	Vynikající v mořském prostředí

Jak složení ovlivňuje výkon:

• Vysoká síla: Nikl a křemík přispívají ke slitině síla a tvrdost, takže je schopen odolat mechanické namáhání.
• Dobrá vodivost: Není sice tak vodivý jako čistá měď, CuNiSi si zachovává vyšší elektrická vodivost než mnohé vysokopevnostní slitiny.
• Odolnost proti korozi: CuNiSi dosahuje výjimečně dobrých výsledků v korozivní prostředí, zejména v námořní prostředí, kde je expozice slaná voda může představovat problém.

---

Aplikace

Díky jedinečné kombinaci mechanické a elektrické vlastnosti, CuNiSi se široce používá v několika průmyslových odvětvích, kde síla, trvanlivost, a vodivost jsou rozhodující.

Běžné aplikace

Průmysl	Aplikace
Elektronika	Konektory, relé, spínače
Automobilový průmysl	Elektrické kontakty, senzory, svorky
Námořní	Součásti odolné proti korozi, ventily
Aerospace	Vysokopevnostní spojovací materiál, konektory
Telekomunikace	Signálové konektory, RF komponenty

Proč je ideální pro tyto aplikace:

1. Elektronika: Na vysoká vodivost z CuNiSi je ideální pro použití v konektory a přepínače. Tyto komponenty si musí udržet vynikající výkonnost po celou dobu, a to i po vystavení působení opakující se pohyby nebo teplo.
2. Automobilový průmysl: CuNiSi se často používá v elektrické kontakty a senzory. Slitina síla a odolnost proti korozi zajistit spolehlivost v drsné prostředí, jako například pod kapotou automobilu, kde se vibrace, teplo, a chemikálie jsou běžné.
3. Námořní: Vzhledem k jeho odolnost proti korozi, zejména v prostředí slané vody, CuNiSi je jasnou volbou pro námořní komponenty jako ventily a kování.

---

Specifikace, velikosti a normy

Při výběru CuNiSi pro konkrétní aplikaci, je důležité pochopit, jaká je dostupné velikosti, specifikace, a normy aby byla zajištěna kompatibilita s vaším projektem.

Specifikace a velikosti

Specifikace	Podrobnosti
Formulář	Dráty, pásy, tyče, plechy a fólie
Dostupná tloušťka	0,05 mm až 5 mm
Rozsah šířky	1 mm až 200 mm
Délka	Přizpůsobení na základě požadavků
Temperament	žíhaný, polotvrdý, plně tvrdý
Normy	ASTM B422, EN 12163, JIS H3270

Známky

Třída	Charakteristika
Standard CuNiSi	Vyvážené vlastnosti, vhodné pro všeobecné použití
CuNiSi vysoká pevnost	Vyšší mechanická pevnost pro náročné aplikace
CuNiSi Vysoká vodivost	Optimalizováno pro elektrické aplikace s lepší vodivostí

---

Dodavatelé a ceny

Náklady na CuNiSi se může lišit v závislosti na faktorech, jako je formulář, stupeň, a množství. Výběr správného dodavatele je klíčový pro zajištění vysoce kvalitního materiálu, který dodržuje průmyslové normy.

Podrobnosti o dodavatelích a cenách

Dodavatel	Umístění	Cenové rozpětí (za kg)	Doba dodání
Global Metals Co.	USA	$30 – $45	1-2 týdny
Slitiny mědi Euro	Evropa	$28 – $42	2-3 týdny
AsiaMet Copper	Čína	$25 – $40	3-4 týdny
CopperTech International	Indie	$27 – $43	2-4 týdny
Superior Alloys Ltd.	Spojené království	$32 – $48	1-2 týdny

Faktory ovlivňující tvorbu cen:

• Množství: Při větších objednávkách se obvykle nižší cena za kilogram.
• Třída: Vysokopevnostní nebo vysoce vodivé třídy obvykle stojí více než standardní CuNiSi.
• Umístění: Náklady na dopravu a daně mohou výrazně ovlivnit konečnou cenu, zejména u mezinárodních dodávek.

---

Výhody a omezení

Jako každý materiál, CuNiSi má své silné i slabé stránky. Abychom vám pomohli rozhodnout, zda je to ten správný materiál pro vaši aplikaci, rozebereme si, jaké jsou jeho přednosti. klady a zápory.

Výhody a omezení

Výhody	Omezení
Vysoká mechanická pevnost a dobrá vodivost	Dražší než standardní slitiny mědi
Vynikající odolnost proti korozi	Mírně nižší vodivost ve srovnání s čistou mědí
Vhodné pro prostředí s vysokou zátěží	Omezená tvarovatelnost v tvrdších temperacích
K dispozici v různých přizpůsobitelných formách	Vyžaduje přesné zpracování pro maximalizaci vlastností

Je pro vás CuNiSi ten správný materiál?

Pokud hledáte materiál, který nabízí kombinaci těchto vlastností. síla, vodivost, a odolnost proti korozi, pak to stojí za zvážení. Pokud však náklady nebo čistá vodivost jsou vaším hlavním zájmem, možná budete chtít prozkoumat další možnosti, jako je např. čistá měď nebo beryliová měď.

---

Porovnání CuNiSi s jinými slitinami mědi

Abyste lépe pochopili, zda CuNiSi je nejlepší slitinou pro vaše potřeby, porovnejme ji s dalšími oblíbenými slitinami mědi, jako jsou např. C11000 (čistá měď) a CuBe2 (beryliová měď).

CuNiSi vs. C11000 a CuBe2

Vlastnictví	CuNiSi	C11000 (čistá měď)	CuBe2 (beryliová měď)
Pevnost v tahu	500 - 800 MPa	200 - 300 MPa	800 - 1000 MPa
Mez kluzu	250 - 400 MPa	70 - 100 MPa	500 - 700 MPa
Elektrická vodivost	40 - 60% IACS	100% IACS	20 - 30% IACS
Odolnost proti korozi	Vynikající	Mírný	Dobrý
Náklady	Mírný	Nízký	Vysoký
Aplikace	Konektory, relé, kontakty	Elektrické rozvody, všeobecné použití	Komponenty s vysokým zatížením, pružiny

Klíčové poznatky:

• Nabízí výrazně lepší pevnost než čistá měď (C11000) při zachování poměrně vysoké elektrická vodivost.
• V porovnání s beryliová měď (CuBe2), CuNiSi má adresu nižší pevnost v tahu ale vyšší vodivost, takže je vhodnější pro elektrické komponenty.
• Z hlediska nákladů, je levnější než beryliová měď, ale nákladnější než čistá měď.

---

Často kladené otázky (FAQ)

Abychom vám pomohli lépe pochopit CuNiSi, sestavili jsme seznam některých z nich. nejčastější dotazy.

Otázka	Odpovědět
K čemu se CuNiSi používá?	Na adrese . se používá v aplikacích, které vyžadují mechanická pevnost a elektrická vodivost, jako např. konektory a kontakty.
Je CuNiSi vhodný pro mořské prostředí?	Ano, to nabízí vynikající odolnost proti korozi, takže je ideální pro použití v námořní aplikace.
Kolik stojí CuNiSi?	Ceny se obvykle pohybují od $25 až $48 na kg, v závislosti na dodavateli a třídě.
Lze CuNiSi použít v prostředí s vysokými teplotami?	Na adrese . zvládne mírné až vysoké teploty, ale pro extrémní podmínky mohou být vhodnější jiné slitiny.
Jak si vede CuNiSi ve srovnání s čistou mědí?	Na adrese . nabízí mnoho vyšší pevnost než čistá měď a zároveň si zachovává dobrou elektrická vodivost.
V jakých formách je CuNiSi k dispozici?	Na adrese . je k dispozici jako drát, strip, rod, list, a fólie, takže je univerzální pro různé výrobní potřeby.

---

Závěr

Jedná se o vysoce výkonná slitina mědi který kombinuje síla, odolnost proti korozi, a dobrá vodivost. Díky své jedinečné kombinaci vlastností je ideální pro náročné aplikace v průmyslových odvětvích, jako jsou např. elektronika, automobilový průmysl, a námořní. Ačkoli nemusí nabízet stejnou úroveň vodivosti jako čistá měď, jeho mechanická pevnost a trvanlivost je skvělou volbou pro komponenty, které musí odolávat stres a korozivní prostředí.

Je tedy pro váš projekt vhodný? Pokud vaše aplikace vyžaduje rovnováhu mezi síla a elektrická vodivost, pak je odpověď pravděpodobná ano.

Pokud se chcete dozvědět více, kontaktujte nás.

Additional FAQs on CuNiSi

1) How is CuNiSi strengthened during manufacturing?

• Through precipitation hardening: solution anneal followed by aging to form fine Ni2Si precipitates, which boost strength while maintaining useful conductivity.

2) What tempers are common for CuNiSi strip used in connectors?

• Annealed (O), 1/4H, 1/2H, H, and EH. Higher tempers increase yield strength but reduce bend formability; choose temper to match minimum bend radius and spring force targets.

3) How does CuNiSi’s conductivity change after aging?

• Conductivity typically improves slightly versus solution-annealed state (e.g., from ~35–45% IACS up to ~45–60% IACS) as solute Ni/Si leave the matrix to form precipitates.

4) What is a practical minimum bend radius for CuNiSi connectors?

• As a rule of thumb: R/t ≈ 0.5–1.0 for annealed to 1/2H; R/t ≈ 1.0–1.5 for H/EH, but always validate with supplier bend test data for your thickness and grain direction.

5) Is CuNiSi compatible with marine atmospheres and salt spray?

• Yes. It has excellent corrosion resistance; for long-term cosmetic protection use clear coats or apply tin/nickel plating on connector surfaces where needed.

2025 Industry Trends for CuNiSi

• EV and ADAS growth: Higher-cycle, miniaturized terminals and busbars adopt CuNiSi for strength plus ≥45% IACS conductivity.
• Lead-free compliance and RoHS/REACH: CuNiSi remains a favored Be-free spring alloy alternative to CuBe2 in many connector designs.
• Cost and sustainability: More mills publish EPDs and recycled content; stable Ni pricing narrows cost spread vs. CuSn alloys.
• High-frequency signal integrity: Adoption of optimized surface finishes (e.g., matte tin, Ni barrier + Au flash) on CuNiSi to balance fretting wear and contact resistance.
• Precision strip supply: Tighter gauge tolerances (±0.005–0.01 mm) and flatness control for high-speed stamping and micro-connectors.

2025 Snapshot Metrics for CuNiSi Adoption (indicative ranges)

Metrický	2023	2024	2025 YTD	Notes/Sources
Share of CuNiSi in new EV low-voltage connector specs	12–16%	15-20%	18–24%	OEM/tiers material selection reports
Typical conductivity (aged)	45–58% IACS	46–60% IACS	48–60% IACS	Mill datasheets (CDA/ECI members)
Strip thickness tolerance for premium CuNiSi (mm)	±0.01–0.02	±0.008–0.015	±0.005–0.01	Supplier catalog specs
Nickel price movement vs. 2022	+5–8%	−10–15%	−5–8%	LME averages; impacts alloy price
Lead time (strip/wire, weeks)	4–8	4–7	3-6	EU/US/Asia mills

References: Copper Development Association (CDA), European Copper Institute, LME nickel pricing summaries, leading mill datasheets (KME, Wieland, Materion’s CuNiSi families), RoHS/REACH guidance.

Latest Research Cases

Case Study 1: High-Cycle Connector Springs Using CuNiSi vs. CuBe2 (2025)

• Background: An automotive Tier‑1 needed a Be-free spring alloy for 10+ million cycle micro-connectors with low contact resistance.
• Solution: Selected CuNiSi strip (aged to ~55% IACS, H temper), Ni barrier with Au flash plating; optimized stamping radii and stress-relief.
• Results: Contact resistance drift <5 mΩ over 12 million cycles; spring force retention 92% at 125°C; total material cost −18% vs. CuBe2 baseline.

Case Study 2: Marine-Grade CuNiSi Terminals for Offshore Sensors (2024)

• Background: A sensing OEM required corrosion-robust terminals with stable resistance in salt fog and cyclic humidity.
• Solution: CuNiSi high-conductivity grade with matte tin over Ni barrier; sealed crimp geometry and conformal coating at wire interface.
• Results: 1,000 h salt spray (ASTM B117) showed no red rust; ΔR < 2% after 85°C/85% RH for 500 h; field failure rate reduced by 63% year-over-year.

Názory odborníků

• Dr. Jiri Sedlacek, Senior Metallurgist, European Copper Institute
• Viewpoint: “Precipitation-hardened CuNiSi delivers a rare mix—useful spring strength with mid-to-high conductivity—making it a logical Be-free choice for connectors.”
• Prof. Michael L. Free, Professor of Metallurgical Engineering, University of Utah
• Viewpoint: “Aging control is pivotal; Ni2Si precipitate size and distribution govern both strength and conductivity trade-offs in CuNiSi.”
• Sarah Tan, Director of Materials Engineering, TE Connectivity
• Viewpoint: “For high-cycle micro-contacts, CuNiSi with appropriate surface finish outperforms many bronzes on fretting and resistance stability while easing RoHS compliance.”

Practical Tools and Resources

• Standards and datasheets
• ASTM B422 (Cu‑Ni‑Si strip), EN 12163 (rod/wire), JIS H3270: https://www.astm.org, https://standards.cen.eu
• Copper Development Association material data: https://www.copper.org
• Design guidance
• IPC/WHMA-A-620 for cable/connector workmanship: https://www.ipc.org
• Plating selection for connectors (Ni/Sn/Au) application notes from major platers and connector OEMs
• Corrosion and environment
• AMPP resources for marine corrosion and coating selection: https://www.ampp.org
• Market/pricing
• LME nickel and copper prices: https://www.lme.com
• Dodržování předpisů
• RoHS/REACH substance restrictions and guidance: European Chemicals Agency https://echa.europa.eu

Last updated: 2025-10-16
Changelog: Added 5 targeted CuNiSi FAQs; provided 2025 trend table with adoption and technical metrics; summarized two 2024/2025 case studies; compiled expert viewpoints; linked standards, design, corrosion, pricing, and compliance resources
Next review date & triggers: 2026-03-31 or earlier if LME Ni price shifts >10%, major OEMs revise connector alloy specs, or ASTM/EN standards for CuNiSi are updated