- Wytrzymałość mechaniczna
Zapewnienie wytrzymałości mechanicznej materiału szyn zbiorczych ma kluczowe znaczenie, aby uniknąć deformacji podczas transportu i montażu, minimalizować osiadanie w trakcie długotrwałej eksploatacji w ekstremalnych temperaturach oraz zapobiegać poluzowaniu połączeń pod wpływem ciśnienia, co mogłoby prowadzić do trwałego odkształcenia w przypadku obciążenia zwartymi obwodami. Procesy produkcyjne, takie jak wytłaczanie i ciągnienie, mają istotny wpływ na właściwości mechaniczne materiału. Przeważnie uzyskiwany jest wówczas materiał o charakterze „półtwardym”. Obróbka plastyczna na zimno zwiększa wytrzymałość na rozciąganie, plastyczność i twardość materiału, jednakże prowadzi do zmniejszenia jego wydłużenia.
- Wytrzymałość na rozciąganie
W stanie odlewu, miedź HC charakteryzuje się wytrzymałością na rozciąganie w zakresie 150-170 N/mm². Procesy obróbki na gorąco prowadzą do zmiany struktury, co skutkuje wzrostem wytrzymałości na rozciąganie do około 200-220 N/mm².
Maksymalna osiągalna w praktyce wytrzymałość na rozciąganie zależy od kształtu i pola przekroju poprzecznego przewodnika. Im większe pole przekroju poprzecznego, tym mniejsza wytrzymałość na rozciąganie, ponieważ ilość możliwej obróbki na zimno jest ograniczona przez zmniejszenie dostępnego obszaru. Dla typowych przewodów szyn zbiorczych w stanie twardym, wytrzymałość na rozciąganie może wynosić od 250 N/mm² do 340 N/mm², w zależności od przekroju poprzecznego.
- Umowna granica plastyczności
Kolejną ważną cechą jest „umowna granica plastyczności”. Stanowi ona kluczowy parametr charakteryzujący właściwości mechaniczne metalu, określając naprężenie konieczne do spowodowania trwałego odkształcenia materiału. Jest to istotna wskazówka dla inżynierów i projektantów, umożliwiająca ocenę zachowania się metalu pod obciążeniem. Definiuje się ją jako naprężenie, przy którym pojawia się nieproporcjonalne wydłużenie materiału równoważne ustalonej wartości procentowej (zazwyczaj 0.2) pierwotnej długości pomiarowej. Umowna granica plastyczności miedzi zazwyczaj mieści się w zakresie około 200-250 MPa (megapaskali), choć dokładna wartość może się różnić w zależności od konkretnego stopu miedzi oraz procesów produkcji i obróbki, jakim została poddana.
- Twardość
Normy dotyczące przewodów szyn zbiorczych zazwyczaj nie wymagają pomiaru twardości jako części testów. Jednakże taki pomiar może być szybki i łatwy do przeprowadzenia, co czyni go przydatnym wskaźnikiem wytrzymałości przewodnika. Wyniki pomiarów miedzi rozważa się z uwzględnieniem dwóch istotnych czynników:
– W przeciwieństwie do materiałów żelaznych, związek między twardością a wytrzymałością na rozciąganie nie jest stały.
– Test twardości zazwyczaj obejmuje jedynie pomiar zewnętrznej warstwy badanego materiału. W przypadku przewodników o dużym przekroju poprzecznym i minimalnej obróbce na zimno, powierzchniowa warstwa może być twardsza niż materiał znajdujący się pod nią. W rezultacie, obserwuje się zmienność twardości w zależności od lokalizacji pomiaru względem przekroju przewodnika.
- Gięcie i formowanie
Miedź o wysokiej przewodności charakteryzuje się elastycznością, co pozwala na jej sprężyste zginanie i formowanie, zwłaszcza gdy osiągnie odpowiedni stopień utwardzenia.
Poprzez wykorzystanie miedzi do produkcji szyn zbiorczych wysokiej precyzji, inżynierowie i projektanci mogą nie tylko zapewnić stabilność i niezawodność systemów elektrycznych, ale także dążyć do minimalizacji strat energii, poprawy wydajności oraz zwiększenia trwałości infrastruktury.
W tym kontekście warto przypomnieć, że Metall-Expres produkuje płaskowniki i profile miedziane w gatunku Cu-ETP oraz Cu-OF, zgodnie z normą EN 13601, w oparciu o innowacyjną metodę wyciskania CONFORM, które używane są do produkcji szyn zbiorczych. Więcej na temat wyrobów z miedzi na stronie.
