Proces galvanizácie tvrdého zlata je široko používaný v kľúčových častiach dosiek s plošnými spojmi, ako sú zlaté prsty a elektronické konektory, vďaka svojej vynikajúcej odolnosti proti opotrebovaniu, dobrej vodivosti a odolnosti proti korózii. Tieto časti sú počas používania výrobku často vystavené častým mechanickým vplyvom, ako je vkladanie a vyťahovanie, trenie atď., takže na odolnosť galvanicky pokovovanej vrstvy tvrdého zlata sú kladené mimoriadne vysoké požiadavky. Aby sa zabezpečila kvalita a spoľahlivosť produktu, je obzvlášť dôležité vyvinúť vedecké a primerané testovacie normy pre odolnosť galvanicky pokovovaného tvrdého zlata proti opotrebovaniu.
1, Kľúčové faktory ovplyvňujúce odolnosť galvanizovaného tvrdého zlata proti opotrebovaniu
(1) Hrúbka povlaku
Hrúbka povlaku je základným faktorom ovplyvňujúcim odolnosť proti opotrebovaniu. Všeobecne povedané, hrubšie tvrdé zlaté povlaky vydržia väčšie trenie a majú lepšiu odolnosť proti opotrebovaniu. Napríklad v niektorých leteckých elektronických zariadeniach, ktoré vyžadujú extrémne vysokú odolnosť proti opotrebovaniu, je hrúbka galvanicky pokovenej vrstvy tvrdého zlata zvyčajne kontrolovaná na relatívne vysokej úrovni. Hrúbka povlaku však nie je neobmedzená. Príliš hrubé nátery nielenže výrazne zvyšujú výrobné náklady, ale môžu tiež viesť k zníženiu adhézie medzi náterom a substrátom, čo vedie k problémom, ako je odlupovanie a odlupovanie. Preto je potrebné rozumne kontrolovať hrúbku povlaku pri splnení požiadaviek na odolnosť proti opotrebovaniu.
(2) Tvrdosť povlaku
Tvrdosť tvrdého zlatého povlaku závisí hlavne od zloženia zliatiny a parametrov procesu galvanického pokovovania. Pridaním legujúcich prvkov, ako je kobalt a nikel do čistého zlata, je možné vytvoriť tvrdší zliatinový povlak. Napríklad povlaky z tvrdého zlata obsahujúce kobalt môžu dosiahnuť tvrdosť 150-200HV, čo výrazne zlepšuje ich odolnosť proti opotrebeniu v porovnaní s povlakmi z čistého zlata s tvrdosťou 50-90HV. Okrem toho parametre ako prúdová hustota, teplota pokovovacieho roztoku a hodnota pH počas procesu elektrolytického pokovovania môžu tiež ovplyvniť kryštalickú štruktúru a tvrdosť povlaku. Vhodné parametre procesu môžu spôsobiť, že povlak jemne a tesne kryštalizuje, čím sa zlepší tvrdosť a odolnosť proti opotrebovaniu.
(3) Stav povrchu substrátu
Rovnosť, drsnosť a čistota povrchu substrátu majú významný vplyv na odolnosť galvanicky pokovovanej vrstvy tvrdého zlata proti opotrebovaniu. Ak sú na povrchu substrátu zjavné ryhy, jamky a iné defekty, alebo ak je drsnosť vysoká, je ťažké, aby sa tvrdý zlatý povlak počas galvanizácie rovnomerne pokryl. Tieto slabé miesta sú náchylné na poškodenie najskôr počas trenia, čo vedie k zníženiu celkovej odolnosti povlaku voči opotrebovaniu. Medzitým, ak sú na povrchu substrátu zvyškové olejové škvrny, nečistoty atď., ovplyvní to priľnavosť medzi náterom a substrátom, čím sa zníži odolnosť náteru proti opotrebeniu. Preto je kľúčovým krokom k zabezpečeniu kvality a odolnosti náteru proti opotrebeniu prísna predúprava povrchu podkladu pred galvanickým pokovovaním, ako je brúsenie, leštenie, čistenie atď.
(4) Prostredie používania
Odolnosť galvanicky pokovovaných tvrdých zlatých vrstiev môže ovplyvniť mnoho faktorov v skutočnom prostredí používania, ako je teplota, vlhkosť, korozívne plyny, prachové častice atď. V prostredí s vysokou teplotou sa môže tvrdosť povlaku znížiť, čo vedie k zníženiu odolnosti proti opotrebovaniu; Prostredie s vysokou vlhkosťou môže ľahko spôsobiť koróziu náterov, čím sa oslabí ich odolnosť proti opotrebovaniu; Korozívne plyny ako oxid siričitý a sírovodík môžu chemicky reagovať s tvrdými zlatými povlakmi a poškodiť tak štruktúru povlaku; Prachové častice môžu počas trenia pôsobiť ako brúsne materiály, čím sa zhoršuje opotrebovanie povlaku. Preto pri hodnotení odolnosti galvanizovaného tvrdého zlata proti opotrebeniu je potrebné plne zvážiť vlastnosti skutočného prostredia použitia produktu.
2, Bežné testovacie metódy a normy odolnosti proti opotrebovaniu
(1) Test trenia a opotrebovania
Princíp a vybavenie: Testovanie trenia a opotrebovania je test opotrebenia vykonávaný na vzorkách galvanizovaného tvrdého zlata simuláciou podmienok trenia pri skutočnom použití. K bežnej výbave patrí tester oderu Taber. Toto zariadenie simuluje skutočný proces trenia a opotrebovania pôsobením určitého tlaku na povrch vzorky a otáčaním brúsneho kotúča špecifickou rýchlosťou, aby sa vytvorilo trenie s povrchom vzorky. Počas experimentu je možné presne kontrolovať materiál, rýchlosť, zaťažovací tlak a čas trenia brúsneho kotúča.
Skúšobné normy: Špecifické parametre a hodnotiace ukazovatele pre testovanie trenia a opotrebovania sú jasne definované v príslušných priemyselných normách. Napríklad určité normy vyžadujú použitie špecifických modelov brúsnych kotúčov zaťažených určitým tlakom (napríklad 1000 g) a podrobených testom trenia na vzorkách pri určitej rýchlosti (napríklad 60 ot./min.). Hodnotiace ukazovatele zvyčajne zahŕňajú mieru opotrebenia po stanovenom počte trecích cyklov alebo počet trecích cyklov pri dosiahnutí určitého stupňa opotrebenia. V niektorých testovacích štandardoch pre elektronické konektory sa vyžaduje, aby opotrebenie povlaku na vzorke po 5000-10000 trecích cykloch neprekročilo špecifikovanú hodnotu a aby nedošlo k žiadnemu javu odkrytého substrátu.
(2) Test životnosti zapojenia a odpojenia
Princíp a vybavenie: Test{0}}životnosti zásuviek je zameraný najmä na elektronické konektory a iné produkty, pričom sa simuluje ich{1}}proces zapájania pri skutočnom používaní a testuje sa odolnosť galvanicky pokovovanej vrstvy tvrdého zlata počas opakovaných{2}}procesov zapájania. Testovacie zariadenie je zvyčajne schopné presne kontrolovať parametre, ako je rýchlosť, sila, uhol a počet vložení a vybratí. Napríklad niektoré-vysoko presné zariadenia na testovanie životnosti pripájania a odpájania dokážu ovládať rýchlosť pripájania a odpájania v rozsahu 1-5 krát za sekundu a chybu sily pri pripájaní a odpájaní vo veľmi malom rozsahu.
Testovacie štandardy: Príslušné štandardy obsahujú podrobné ustanovenia o podmienkach prostredia, testovacích metódach a kvalifikačných kritériách pre testovanie-životnosti zásuviek. Napríklad norma MIL-STD-202 špecifikuje teplotu prostredia, vlhkosť a ďalšie podmienky na testovanie životnosti zásuvných modulov, pričom zvyčajne sa vyžaduje, aby sa testovanie vykonávalo v prostredí s normálnou teplotou a vlhkosťou. Pokiaľ ide o experimentálne metódy, špecifikujú sa parametre ako zdvih, rýchlosť a uhol vkladania pre každé vloženie a vybratie. Kvalifikačné kritériá sa vo všeobecnosti určujú na základe konkrétnych aplikačných scenárov produktu. Napríklad pre konektory zariadení, ako sú servery, ktoré vyžadujú časté pripájanie a odpájanie, môže byť potrebné, aby zmena prechodového odporu zostala v povolenom rozsahu aj po desiatkach tisíc zasúvaní a odpájaní a povlak nemal žiadne zjavné opotrebovanie alebo odlupovanie; V prípade konektorov výrobkov spotrebnej elektroniky môže byť požadovaný počet zasunutí a vybratí relatívne nízky, ale musia tiež spĺňať určité požiadavky na spoľahlivosť.
(3) Skúška poškriabaním
Princíp a vybavenie: Testovanie poškriabaním sa vykonáva postupným zvyšovaním zaťaženia na povrch galvanicky pokovovaných vzoriek tvrdého zlata, použitím diamantovej ihly na poškriabanie povrchu vzorky, pozorovaním stavu poškriabania povlaku pri rôznych zaťaženiach a hodnotením odolnosti proti opotrebovaniu a priľnavosti povlaku. Skúšobné zariadenie pozostáva hlavne z nakladacieho systému, zariadenia na označovanie ihiel a systému pozorovania a merania. Plniaci systém môže presne kontrolovať zaťaženie aplikované na ihlu na škrabanie a zariadenie na ihlu na škrabanie zaisťuje, že ihla na škrabanie prechádza cez povrch vzorky stabilnou rýchlosťou a uhlom. Systém pozorovania a merania sa používa na zaznamenávanie morfológie, šírky, hĺbky a ďalších informácií o škrabancoch.
Testovacie štandardy: Štandardy pre testovanie poškriabaním sa v rôznych odvetviach a oblastiach použitia líšia. Všeobecne povedané, normy špecifikujú materiál, tvar a veľkosť značkovacej ihly, ako je bežne používaná diamantová značkovacia ihla, ktorá má prísne požiadavky na polomer a uhol hrotu. Metóda zaťažovania zvyčajne využíva kontinuálne zaťaženie alebo stupňovité zaťaženie a zaznamenáva kritické zaťaženie, keď povlak zažíva javy zlyhania, ako je praskanie a odlupovanie. Napríklad v niektorých testovacích normách pre elektronické komponenty pre letectvo a kozmonautiku sa vyžaduje, aby kritické zaťaženie pre testovanie poškriabaním bolo nad určitou hodnotou, aby sa zabezpečilo, že povlak má dobrú odolnosť proti opotrebovaniu a dobrú priľnavosť v zložitých namáhaných prostrediach.