Procesul de galvanizare cu aur dur este utilizat pe scară largă în părțile cheie ale plăcilor de circuite imprimate, cum ar fi degetele de aur și conectorii electronici, datorită rezistenței sale excelente la uzură, conductibilității bune și rezistenței la coroziune. Aceste piese sunt adesea supuse efectelor mecanice frecvente precum inserarea și extracția, frecarea etc. în timpul utilizării produsului, astfel încât există cerințe extrem de ridicate pentru rezistența la uzură a stratului de aur dur galvanizat. Pentru a asigura calitatea și fiabilitatea produsului, este deosebit de important să se dezvolte standarde de testare științifice și rezonabile pentru rezistența la uzură a aurului dur galvanizat.
1, Factori cheie care afectează rezistența la uzură a aurului dur galvanizat
(1) Grosimea acoperirii
Grosimea stratului de acoperire este factorul fundamental care afectează rezistența la uzură. În general, acoperirile cu aur dur mai groase pot rezista la mai multă frecare și au o rezistență mai bună la uzură. De exemplu, în unele echipamente electronice aerospațiale care necesită rezistență la uzură extrem de mare, grosimea stratului de aur dur galvanizat este de obicei controlată la un nivel relativ ridicat. Cu toate acestea, grosimea stratului de acoperire nu este nelimitată. Acoperirile prea groase nu numai că măresc semnificativ costurile de producție, dar pot duce, de asemenea, la o scădere a aderenței dintre acoperire și substrat, ducând la probleme precum decojirea și descuamarea. Prin urmare, este necesar să se controleze în mod rezonabil grosimea stratului de acoperire, îndeplinind în același timp cerințele de rezistență la uzură.
(2) Duritatea acoperirii
Duritatea acoperirii cu aur dur depinde în principal de compoziția aliajului și de parametrii procesului de galvanizare. Adăugând elemente de aliere, cum ar fi cobaltul și nichelul, la aurul pur, se poate forma o acoperire de aliaj mai dură. De exemplu, acoperirile din aur dur care conțin cobalt pot atinge o duritate de 150-200HV, ceea ce le îmbunătățește semnificativ rezistența la uzură în comparație cu acoperirile din aur pur cu o duritate de 50-90HV. În plus, parametri precum densitatea curentului, temperatura soluției de placare și valoarea pH-ului în timpul procesului de galvanizare pot afecta, de asemenea, structura cristalină și duritatea acoperirii. Parametrii adecvați de proces pot face ca stratul să se cristalizeze fin și strâns, îmbunătățind astfel duritatea și rezistența la uzură.
(3) Starea suprafeței substratului
Planeitatea, rugozitatea și curățenia suprafeței substratului au un impact semnificativ asupra rezistenței la uzură a stratului de aur dur galvanizat. Dacă există zgârieturi evidente, gropi și alte defecte pe suprafața substratului sau dacă rugozitatea este mare, este dificil ca stratul de aur dur să se acopere uniform în timpul galvanizării. Aceste zone slabe sunt predispuse să fie deteriorate mai întâi în timpul frecării, ceea ce duce la o scădere a rezistenței totale la uzură a stratului de acoperire. Între timp, dacă există pete reziduale de ulei, impurități etc. pe suprafața substratului, aceasta va afecta aderența dintre acoperire și substrat, reducând astfel rezistența la uzură a acoperirii. Prin urmare, pretratarea strictă a suprafeței substratului înainte de galvanizare, cum ar fi șlefuirea, lustruirea, curățarea etc., este un pas cheie pentru a asigura calitatea și rezistența la uzură a acoperirii.
(4) Mediu de utilizare
Mulți factori din mediile reale de utilizare, cum ar fi temperatura, umiditatea, gazele corozive, particulele de praf etc., pot afecta rezistența la uzură a straturilor de aur dur galvanizate. În medii cu temperatură ridicată, duritatea stratului de acoperire poate scădea, ducând la o scădere a rezistenței la uzură; Mediile cu umiditate ridicată pot provoca cu ușurință coroziunea acoperirilor, slăbindu-le rezistența la uzură; Gazele corozive precum dioxidul de sulf și hidrogenul sulfurat pot reacționa chimic cu acoperiri cu aur dur, dăunând structurii acoperirii; Particulele de praf pot acționa ca abrazive în timpul frecării, exacerbând uzura stratului de acoperire. Prin urmare, atunci când se evaluează rezistența la uzură a aurului dur galvanizat, este necesar să se ia în considerare pe deplin caracteristicile mediului real de utilizare a produsului.
2, Metode și standarde comune de testare a rezistenței la uzură
(1) Test de frecare și uzură
Principiu și echipament: Testarea de frecare și uzură este un test de uzură efectuat pe mostre de aur dur galvanizat prin simularea condițiilor de frecare în utilizare reală. Echipamentul comun include testerul de abraziune Taber. Acest dispozitiv simulează procesul real de frecare și uzură prin aplicarea unei anumite presiuni pe suprafața probei și rotirea discului de șlefuit la o anumită viteză pentru a genera frecare cu suprafața probei. În timpul experimentului, materialul, viteza, presiunea de încărcare și timpul de frecare a roții de șlefuit pot fi controlate cu precizie.
Standarde de testare: Parametrii specifici și indicatorii de evaluare pentru testele de frecare și uzură sunt definiți clar în standardele industriale relevante. De exemplu, anumite standarde impun utilizarea unor modele specifice de roți de șlefuit, încărcate cu o anumită presiune (cum ar fi 1000g) și supuse unor teste de frecare pe probe la o anumită viteză (cum ar fi 60r/min). Indicatorii de evaluare includ de obicei cantitatea de uzură după un anumit număr de cicluri de frecare sau numărul de cicluri de frecare când se atinge un anumit grad de uzură. În unele standarde de testare pentru conectorii electronici, este necesar ca uzura acoperirii pe eșantion după 5000-10000 de cicluri de frecare să nu depășească valoarea specificată și să nu existe un fenomen de substrat expus.
(2) Testarea duratei de viață a prizei și a deconectarii
Principiu și echipament: testul de funcționare a prizei de conectare se adresează în principal conectorilor electronici și altor produse, simulând procesul de conectare-în timpul utilizării efective și testând rezistența la uzură a stratului de aur dur galvanizat în timpul proceselor repetate de conectare-. Echipamentul de testare este de obicei capabil să controleze cu precizie parametri precum viteza, forța, unghiul și numărul de inserări și îndepărtari. De exemplu, unele aparate de testare a vieții de conectare și deconectare de înaltă precizie pot controla viteza de conectare și deconectare de 1-5 ori pe secundă, iar eroarea forței de conectare și deconectare într-un interval foarte mic.
Standarde de testare: standardele relevante conțin prevederi detaliate privind condițiile de mediu, metodele de testare și criteriile de calificare pentru testarea-în timpul funcționării. De exemplu, standardul MIL-STD-202 specifică temperatura mediului, umiditatea și alte condiții pentru testarea duratei de viață a plug-in-ului, necesitând de obicei efectuarea testării într-un mediu normal de temperatură și umiditate. În ceea ce privește metodele experimentale, sunt specificați parametri precum cursa, viteza și unghiul de inserare pentru fiecare inserție și extracție. Criteriile de calificare sunt în general determinate pe baza scenariilor specifice de aplicare a produsului. De exemplu, pentru conectorii de echipamente, cum ar fi serverele care necesită conectarea și deconectarea frecventă, poate fi necesar ca schimbarea rezistenței de contact să rămână în intervalul permis după zeci de mii de conectare și deconectare, iar stratul de acoperire nu are un fenomen evident de uzură sau decojire; Pentru conectorii produselor electronice de larg consum, numărul necesar de inserări și demontări poate fi relativ scăzut, dar trebuie să îndeplinească și anumite cerințe de fiabilitate.
(3) Test de zgârietură
Principiu și echipament: Testarea la zgârieturi se efectuează prin aplicarea unor sarcini crescânde treptate pe suprafața probelor de aur dur galvanizat, folosind un ac de zgârieturi cu diamant pentru a zgâria suprafața probei, observând starea de zgâriere a acoperirii sub diferite sarcini și evaluând rezistența la uzură și aderența stratului de acoperire. Echipamentul de testare constă în principal dintr-un sistem de încărcare, un dispozitiv de marcare cu ac și un sistem de observare și măsurare. Sistemul de încărcare poate controla cu exactitate sarcina aplicată pe acul de zgârietură, iar dispozitivul de ac de zgâriere asigură că acul de zgâriere trece peste suprafața probei la o viteză și un unghi stabil. Sistemul de observare și măsurare este utilizat pentru a înregistra morfologia, lățimea, adâncimea și alte informații ale zgârieturii.
Standarde de testare: Standardele pentru testarea la zgârieturi variază între diferite industrii și domenii de aplicare. În general, standardele specifică materialul, forma și dimensiunea acului de marcare, cum ar fi acul de marcat cu diamant, folosit în mod obișnuit, care are cerințe stricte pentru raza și unghiul vârfului. Metoda de încărcare adoptă de obicei încărcare continuă sau încărcare gradată și înregistrează sarcina critică atunci când stratul de acoperire suferă fenomene de defecțiune, cum ar fi fisurarea și decojirea. De exemplu, în unele standarde de testare pentru componentele electronice aerospațiale, sarcina critică pentru testarea la zgârieturi trebuie să fie peste o anumită valoare pentru a se asigura că stratul are o bună rezistență la uzură și performanță de lipire în medii complexe de stres.