Proces galvanického pokovování tvrdého zlata je široce používán v klíčových částech desek s plošnými spoji, jako jsou zlaté prsty a elektronické konektory, díky své vynikající odolnosti proti opotřebení, dobré vodivosti a odolnosti proti korozi. Tyto díly jsou při používání výrobku často vystaveny častým mechanickým vlivům, jako je vkládání a vytahování, tření atd., proto jsou kladeny extrémně vysoké požadavky na odolnost galvanizované vrstvy tvrdého zlata proti opotřebení. Aby byla zajištěna kvalita a spolehlivost produktu, je zvláště důležité vyvinout vědecké a rozumné testovací standardy pro odolnost galvanicky pokoveného tvrdého zlata proti opotřebení.
1, Klíčové faktory ovlivňující odolnost proti opotřebení galvanicky pokoveného tvrdého zlata
(1) Tloušťka povlaku
Tloušťka povlaku je základním faktorem ovlivňujícím odolnost proti opotřebení. Obecně lze říci, že silnější tvrdé zlaté povlaky snesou větší tření a mají lepší odolnost proti opotřebení. Například u některých leteckých elektronických zařízení, která vyžadují extrémně vysokou odolnost proti opotřebení, je tloušťka galvanicky pokovené vrstvy tvrdého zlata obvykle řízena na relativně vysoké úrovni. Tloušťka povlaku však není neomezená. Příliš silné povlaky nejen významně zvyšují výrobní náklady, ale mohou také vést ke snížení adheze mezi povlakem a substrátem, což má za následek problémy, jako je odlupování a odlupování. Proto je nutné rozumně kontrolovat tloušťku povlaku při splnění požadavků na odolnost proti opotřebení.
(2) Tvrdost povlaku
Tvrdost tvrdého zlatého povlaku závisí především na složení slitiny a parametrech procesu galvanického pokovování. Přidáním legujících prvků, jako je kobalt a nikl do čistého zlata, lze vytvořit tvrdší slitinový povlak. Například povlaky z tvrdého zlata obsahující kobalt mohou dosáhnout tvrdosti 150-200HV, což výrazně zlepšuje jejich odolnost proti opotřebení ve srovnání s povlaky z čistého zlata s tvrdostí 50-90HV. Kromě toho parametry jako proudová hustota, teplota pokovovacího roztoku a hodnota pH během procesu galvanického pokovování mohou také ovlivnit krystalickou strukturu a tvrdost povlaku. Vhodné parametry procesu mohou způsobit, že povlak jemně a těsně krystalizuje, čímž se zlepší tvrdost a odolnost proti opotřebení.
(3) Stav povrchu substrátu
Rovinnost, drsnost a čistota povrchu substrátu má významný vliv na odolnost galvanizované vrstvy tvrdého zlata proti opotřebení. Jsou-li na povrchu substrátu zjevné rýhy, důlky a jiné vady nebo je-li drsnost vysoká, je obtížné, aby se tvrdý zlatý povlak během galvanického pokovování rovnoměrně pokryl. Tyto slabé oblasti jsou náchylné k poškození nejprve během tření, což má za následek snížení celkové odolnosti povlaku proti opotřebení. Mezitím, pokud jsou na povrchu substrátu zbytkové olejové skvrny, nečistoty atd., ovlivní to adhezi mezi nátěrem a substrátem, čímž se sníží odolnost nátěru proti opotřebení. Proto je přísná povrchová předúprava podkladu před galvanickým pokovováním, jako je broušení, leštění, čištění atd., klíčovým krokem k zajištění kvality a odolnosti povlaku proti opotřebení.
(4) Prostředí použití
Mnoho faktorů ve skutečném prostředí použití, jako je teplota, vlhkost, korozivní plyny, prachové částice atd., může ovlivnit odolnost proti opotřebení galvanicky pokovených tvrdých zlatých vrstev. V prostředí s vysokou teplotou se může tvrdost povlaku snížit, což vede ke snížení odolnosti proti opotřebení; Prostředí s vysokou vlhkostí může snadno způsobit korozi povlaků a oslabit jejich odolnost proti opotřebení; Korozivní plyny, jako je oxid siřičitý a sirovodík, mohou chemicky reagovat s tvrdými zlatými povlaky a poškodit tak strukturu povlaku; Prachové částice mohou během tření působit jako abraziva a zhoršovat opotřebení povlaku. Při hodnocení odolnosti galvanicky pokoveného tvrdého zlata proti opotřebení je proto nutné plně zvážit vlastnosti skutečného prostředí použití produktu.
2, Běžné zkušební metody a normy odolnosti proti opotřebení
(1) Zkouška tření a opotřebení
Princip a vybavení: Testování tření a opotřebení je test opotřebení prováděný na galvanicky pokovených vzorcích tvrdého zlata simulací podmínek tření při skutečném použití. K běžné výbavě patří tester otěru Taber. Toto zařízení simuluje skutečný proces tření a opotřebení aplikací určitého tlaku na povrch vzorku a otáčením brusného kotouče specifickou rychlostí, aby se vytvořilo tření s povrchem vzorku. Během experimentu lze přesně řídit materiál, rychlost, zatěžovací tlak a dobu tření brusného kotouče.
Zkušební normy: Specifické parametry a hodnotící indikátory pro testování tření a opotřebení jsou jasně definovány v příslušných průmyslových normách. Některé normy například vyžadují použití specifických modelů brusných kotoučů, zatížených určitým tlakem (například 1000 g) a podrobených třecím testům na vzorcích při určité rychlosti (například 60 ot./min.). Hodnotící ukazatele obvykle zahrnují míru opotřebení po stanoveném počtu třecích cyklů nebo počet třecích cyklů při dosažení určitého stupně opotřebení. V některých testovacích standardech pro elektronické konektory se požaduje, aby opotřebení povlaku na vzorku po 5000-10000 cyklech tření nepřesáhlo specifikovanou hodnotu a nemělo by docházet k žádnému jevu vystaveného substrátu.
(2) Test životnosti připojení a odpojení
Princip a vybavení: Test{0}}životnosti plug-in je zaměřen hlavně na elektronické konektory a další produkty, simuluje jejich-proces zapojování při skutečném používání a testuje odolnost galvanicky pokovené tvrdé zlaté vrstvy během opakovaných-procesů zapojování. Zkušební zařízení je obvykle schopno přesně řídit parametry, jako je rychlost, síla, úhel a počet vložení a vyjmutí. Například některé-vysoce přesné stroje na testování životnosti připojení a odpojení dokážou řídit rychlost připojení a odpojení během 1–5krát za sekundu a chybu síly připojení a odpojení ve velmi malém rozsahu.
Testovací standardy: Příslušné standardy obsahují podrobná ustanovení o podmínkách prostředí, testovacích metodách a kvalifikačních kritériích pro testování životnosti zásuvek-. Například norma MIL-STD-202 specifikuje okolní teplotu, vlhkost a další podmínky pro testování životnosti zásuvných modulů, které obvykle vyžadují provádění testování v prostředí s normální teplotou a vlhkostí. Z hlediska experimentálních metod jsou specifikovány parametry jako zdvih, rychlost a úhel zasunutí pro každé zasunutí a vytažení. Kvalifikační kritéria jsou obecně stanovena na základě konkrétních aplikačních scénářů produktu. Například u konektorů zařízení, jako jsou servery, které vyžadují časté zapojování a odpojování, může být požadováno, aby změna přechodového odporu zůstala v povoleném rozsahu po desítkách tisíc připojení a odpojení a povlak neměl žádné zjevné opotřebení nebo odlupování; U konektorů výrobků spotřební elektroniky může být požadovaný počet vložení a vyjmutí relativně nízký, ale musí také splňovat určité požadavky na spolehlivost.
(3) Zkouška poškrábání
Princip a vybavení: Testování vrypu se provádí aplikací postupně se zvyšujícího zatížení na povrch galvanicky pokovených vzorků tvrdého zlata, použitím diamantové vrypovací jehly k poškrábání povrchu vzorku, pozorováním stavu vrypu povlaku při různém zatížení a vyhodnocením odolnosti proti opotřebení a adheze povlaku. Zkušební zařízení sestává především z nakládacího systému, zařízení pro značení jehel a systému pozorování a měření. Zaváděcí systém může přesně řídit zatížení aplikované na škrabací jehlu a zařízení škrábací jehly zajišťuje, že škrábací jehla prochází přes povrch vzorku stabilní rychlostí a úhlem. Systém pozorování a měření se používá k zaznamenání morfologie, šířky, hloubky a dalších informací o vrypu.
Testovací standardy: Standardy pro testování poškrábáním se v různých průmyslových odvětvích a aplikačních oblastech liší. Obecně řečeno, normy specifikují materiál, tvar a velikost značkovací jehly, jako je běžně používaná diamantová značkovací jehla, která má přísné požadavky na poloměr a úhel hrotu. Metoda zatěžování obvykle využívá kontinuální zatěžování nebo stupňované zatížení a zaznamenává kritické zatížení, když povlak prodělává jev porušení, jako je praskání a odlupování. Například v některých testovacích standardech pro letecké elektronické součástky je požadováno, aby kritické zatížení pro testování poškrábání bylo nad určitou hodnotou, aby se zajistilo, že povlak má dobrou odolnost proti opotřebení a lepicí výkon ve složitých namáhaných prostředích.