การกัดกร่อนแบบ Fretting ในหน้าสัมผัสทางไฟฟ้า: มาตรฐานความหนาของการชุบด้วยไฟฟ้าเงินกับดีบุก

การกัดกร่อนแบบเฟรตติ้งเกิดขึ้นเมื่อพื้นผิวนำไฟฟ้าสองพื้นผิวเกิดการเคลื่อนไหวสัมพัทธ์แอมพลิจูดขนาดเล็ก-ภายใต้ภาระ ซึ่งส่งผลต่อส่วนต่อประสานหน้าสัมผัสอย่างต่อเนื่องและเพิ่มความต้านทานไฟฟ้า สำหรับหน้าสัมผัสทองแดงชุบเงิน- การเลือกระหว่างเงินกับดีบุก รวมกับความหนาของการชุบที่ระบุ เช่น 3–10 μm ส่งผลโดยตรงต่ออายุการใช้งาน ความเสถียรของความต้านทานหน้าสัมผัส และการสัมผัสของซับสเตรตทองแดง

 

สำหรับระบบแบตเตอรี่ EV คอนแทคเตอร์ ESS ชุดฟิวส์ รีเลย์ หน่วยจ่ายกำลัง และบัสบาร์กระแสไฟฟ้าสูง- ดังนั้นการชุบจึงควรระบุพร้อมกับแรงสัมผัส แอมพลิจูดของการสั่น การหมุนเวียนของอุณหภูมิ วัสดุซับสเตรต และวิธีการตรวจสอบ แทนที่จะเป็นความหนาของการเคลือบแบบแยกส่วน

 

 

 

การเกิดรอยร้าวเริ่มต้นขึ้นเมื่อพื้นผิวสัมผัสที่ปรากฏยังคงถูกจำกัดทางกลไก ขณะประสบกับการกระจัดระดับไมโคร-ซ้ำๆ การกระจัดอาจเล็กกว่าการเคลื่อนตัวของขั้วต่อหรือชุดบัสบาร์ที่มองเห็นได้มาก

 

ที่ส่วนต่อประสานระดับจุลภาค ความไม่สมดุลจะสัมผัสกัน เปลี่ยนรูป แตกหัก และออกซิไดซ์ซ้ำๆ เศษสึกหรอที่เกิดขึ้นสามารถสะสมระหว่างพื้นผิวที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าได้ เมื่อแรงสัมผัสไม่เพียงพอที่จะขจัดหรือเจาะเศษชิ้นส่วนนี้ พื้นที่สัมผัสโลหะที่มีประสิทธิภาพจะลดลง และความต้านทานต่อการสัมผัสอาจเพิ่มขึ้น

 

สำหรับหน้าสัมผัสทางไฟฟ้า ลำดับทางวิศวกรรมโดยทั่วไปคือ:

การเคลื่อนไหวระดับไมโคร- → ความผิดปกติของรูปร่างที่ไม่แน่นอน → การสึกหรอของสารเคลือบ → การสร้างเศษซาก → การสัมผัสกับสารตั้งต้น → ออกซิเดชัน → ความต้านทานเพิ่มขึ้น

IEC 60068-2-64 กำหนดการทดสอบการสั่นสะเทือนแบบสุ่มแบบบรอดแบนด์สำหรับชิ้นงานทดสอบที่สัมผัสกับการสั่นสะเทือนแบบสุ่ม และช่วยให้สามารถประเมินการย่อยสลายเชิงกลที่สะสมภายใต้เงื่อนไขการทดสอบที่ระบุ

 

แรงสัมผัสและการควบคุมการเคลื่อนไหวระดับไมโคร-ขนาด 10–100 μm

ความรุนแรงของความกังวลใจได้รับอิทธิพลจาก:

การกระจัด 10–100 μm: การเคลื่อนไหวสัมพัทธ์เล็กน้อยสามารถสร้างความเสียหายซ้ำๆ ให้กับส่วนต่อประสานหน้าสัมผัส โดยไม่ทำให้เกิดการเคลื่อนไหวขนาดมหภาคที่ชัดเจน
แรงสัมผัส 0.5–5 นิวตัน: ค่าการออกแบบจริงต้องพิจารณาจากรูปทรงหน้าสัมผัส กระแส แรงสั่นสะเทือน และข้อกำหนดในการคงสภาพทางกล
การหมุนเวียนด้วยความร้อน −40 องศาถึง +125 องศา: การขยายตัวทางความร้อนที่แตกต่างกันสามารถสร้างการเคลื่อนที่ของส่วนต่อประสานซ้ำได้แม้ว่าการสั่นสะเทือนภายนอกจะต่ำก็ตาม
การสั่นสะเทือน IEC 60068-2-64: การสั่นสะเทือนแบบสุ่มสามารถใช้เพื่อจำลองการเสื่อมสภาพทางกลที่สะสมในชิ้นส่วนไฟฟ้าของยานพาหนะและอุตสาหกรรม
การควบคุมกระบวนการ IATF 16949: แรงสัมผัส ความหนาของการชุบ การเตรียมพื้นผิว และความคลาดเคลื่อนของขนาด ควรเชื่อมโยงกับคุณลักษณะการผลิตที่ได้รับการควบคุม

 

พารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องไม่ได้เป็นเพียงว่าตัวเชื่อมต่อ "เคลื่อนที่" หรือไม่ คำถามทางวิศวกรรมคือ การกระจัดเฉพาะที่เกินความสามารถในการรองรับแบบยืดหยุ่นของส่วนต่อประสานแบบชุบซ้ำแล้วซ้ำอีกหรือไม่

 

การสัมผัสกับพื้นผิวทองแดงที่ความหนาของการชุบ 3–10 μm

หน้าสัมผัสทองแดงสามารถให้ค่าการนำไฟฟ้าสูง แต่ทองแดงที่สัมผัสไม่เทียบเท่ากับพื้นผิวสัมผัสที่ชุบในสภาพแวดล้อมที่เป็นเฟรต

 

เมื่อเคลือบเงินหรือดีบุกถูกเอาออกเฉพาะที่ ส่วนต่อประสานที่ได้อาจมีคอปเปอร์ออกไซด์ วัสดุเคลือบที่ถูกถ่ายโอน และเศษที่เกิดจากกลไก ผลิตภัณฑ์เหล่านี้มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่แตกต่างจากพื้นผิวสัมผัสโลหะแบบเดิม

 

สำหรับการใช้งานในปัจจุบันสูง- ระบบการชุบจึงต้องรักษา:

บริเวณสัมผัสโลหะที่มั่นคง
ความหนาเคลือบเพียงพอหลังจากการขึ้นรูป
การยึดเกาะหลังจากการปั๊มและดัด
ความต้านทานต่อการสึกหรอทางกล
การควบคุมการสัมผัสของสารตั้งต้น
ความต้านทานการสัมผัสที่มั่นคงหลังจากการสั่นสะเทือนและการหมุนเวียนด้วยความร้อน

 

 

เงินและดีบุกมีพฤติกรรมไม่เหมือนกันภายใต้การสึกหรอทางกล ออกซิเดชัน และวงจรของอุณหภูมิ การเลือกที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับระดับกระแส แรงสัมผัส การสัมผัสสิ่งแวดล้อม ความถี่ในการจับคู่ การสั่นสะเทือน และความเสถียรของความต้านทานไฟฟ้าที่ต้องการ

 

พารามิเตอร์	ชุบเงิน	การชุบดีบุก
การใช้งานทางวิศวกรรมทั่วไป	หน้าสัมผัสทางไฟฟ้ากระแสสูง- บัสบาร์ ชุดหน้าสัมผัส	เทอร์มินัล ตัวเชื่อมต่อ -อินเทอร์เฟซปัจจุบันตอนล่าง
การนำไฟฟ้า	สูงมาก	ต่ำกว่าสีเงิน
ความต้านทานที่น่ารำคาญ	โดยทั่วไปจะดีเมื่อมีการระบุอย่างถูกต้อง	มีความไวต่อการเกิดออกไซด์/เศษมากขึ้น
พฤติกรรมออกไซด์ของพื้นผิว	ซิลเวอร์ออกไซด์มีผลกระทบทางไฟฟ้าค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับออกไซด์ของโลหะพื้นฐาน-หลายชนิด	ดีบุกออกไซด์สามารถเพิ่มความต้านทานของส่วนต่อประสานได้
การปั่นจักรยานด้วยความร้อน	เหมาะสำหรับอินเทอร์เฟซทางไฟฟ้าที่มีอุณหภูมิสูง-เมื่อมีการควบคุมการเคลือบ/พื้นผิวอย่างเหมาะสม	เหมาะสำหรับอุณหภูมิและข้อกำหนดทางกลภายในข้อกำหนดการเคลือบ
ช่วงความหนาทั่วไปที่กล่าวถึงสำหรับการออกแบบทางวิศวกรรม	3–10 μm	3–10 μm
ข้อกังวลการออกแบบหลัก	การสึกหรอ การสัมผัสซัลไฟด์ การยึดเกาะ และความสม่ำเสมอของการเคลือบ	การสึกหรอแบบ Fretting การสร้างออกไซด์ และการควบคุมหนวดเครา
การตรวจสอบ	ความหนา/องค์ประกอบ XRF การยึดเกาะ การตรวจสอบด้วยภาพ	ความหนา/องค์ประกอบ XRF การยึดเกาะ การตรวจสอบด้วยภาพ
ข้อกำหนดการเคลือบที่เกี่ยวข้อง	ISO 4521:2008	ISO 2093:1986

 

ISO 4521:2008 ระบุข้อกำหนดและวิธีการทดสอบสำหรับการเคลือบโลหะผสมเงินและโลหะผสมเงินที่มีอิเล็กโทรดโพซิต-ที่ใช้สำหรับงานไฟฟ้า อิเล็กทรอนิกส์ และวิศวกรรมอื่นๆ มาตรฐานได้รับการตรวจสอบและยืนยันในปี 2023 และยังคงเป็นปัจจุบัน

 

หน้าสัมผัสทองแดงชุบเงินที่ 3–10 μm

สำหรับหน้าสัมผัสทางไฟฟ้าสูง- การชุบเงินจะทำให้พื้นผิวเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าเหนือทองแดง ในขณะเดียวกันก็รักษาข้อดีด้านมิติและสภาพการนำไฟฟ้าของซับสเตรตทองแดงไว้

 

ข้อกำหนดทางวิศวกรรมทั่วไปสามารถกำหนด:

วัสดุซับสเตรตทองแดง C1100: ทองแดงที่มีความนำไฟฟ้าสูง-สำหรับ-ส่วนประกอบที่นำกระแสไฟฟ้า
การชุบเงิน 3–5 μm: เหมาะเป็นข้อกำหนดเริ่มต้นสำหรับการใช้งานที่มีการสึกหรอทางกลปานกลาง
การชุบเงิน 5–10 μm: ใช้เมื่อต้องเผื่อการสึกหรอมากขึ้น หรือเมื่อพื้นผิวสัมผัสประสบกับความเค้นเชิงกลซ้ำๆ
เป้าหมายการควบคุมกระบวนการ ±10–15%: ช่วงการควบคุมกระบวนการภายในที่ใช้งานได้จริง-อาจกำหนดไว้ประมาณความหนาที่กำหนด ขึ้นอยู่กับรูปวาดของลูกค้าและข้อกำหนดการเคลือบที่เกี่ยวข้อง
การวัด XRF: การวัดความหนาแบบไม่สัมผัส-โดยไม่ต้องแบ่งชิ้นส่วนที่เสร็จแล้ว
ISO 4521:2008: ข้อกำหนดอ้างอิงสำหรับอิเล็กโทรโพสิตโลหะผสมเงินและเงิน-ทางวิศวกรรม

 

ช่วง 3–10 μm ไม่ควรถือเป็นข้อกำหนดสากล ความหนาสุดท้ายต้องกำหนดจากแรงสัมผัส การเคลื่อนตัวที่คาดหวัง ค่าเผื่อการสึกหรอ สภาพแวดล้อมการกัดกร่อน และผลการตรวจสอบผลิตภัณฑ์

 

การชุบดีบุกที่ 3–10 μm และความเสี่ยงต่อการเกิด Fretting

ดีบุกยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับขั้วไฟฟ้าเนื่องจากความสามารถในการแปรรูปและโครงสร้างต้นทุน อย่างไรก็ตาม พื้นผิวดีบุกจำเป็นต้องให้ความสนใจกับสภาพการเชื่อมต่อทางกลมากขึ้น

 

ภายใต้การเคลื่อนไหวระดับไมโคร-ซ้ำๆ ชั้นดีบุกจะพบกับ:

การเสียรูปของพื้นผิว
การสึกหรอของเศษซาก
การสะสมของออกไซด์
การทำให้ผอมบางเคลือบท้องถิ่น
เพิ่มความต้านทานการหดตัว
การสัมผัสทองแดงที่อยู่ด้านล่างอย่างต่อเนื่อง

 

สำหรับการเชื่อมต่อแบบคงที่ที่มีแรงดันหน้าสัมผัสที่ควบคุมได้ ดีบุกสามารถให้ประสิทธิภาพที่มั่นคงได้ สำหรับอินเทอร์เฟซกระแสสูง-ที่ต้องสัมผัสกับการสั่นสะเทือนและการขยายตัวทางความร้อนซ้ำๆ ข้อมูลจำเพาะของการเคลือบผิวควรได้รับการตรวจสอบภายใต้รอบการทำงานทางกลจริง แทนที่จะเลือกตามความหนาที่ระบุเพียงอย่างเดียว

 

เงินกับดีบุก: การเลือกทางวิศวกรรมที่เงื่อนไขการทดสอบ IEC 60068-2-64

 

สภาพการออกแบบ	ทองแดงชุบเงิน-	ทองแดงชุบดีบุก-
อินเทอร์เฟซบัสบาร์ปัจจุบันสูง-	ผู้สมัครที่แข็งแกร่ง	ต้องมีการตรวจสอบเฉพาะแอปพลิเคชัน-
การสั่นสะเทือนซ้ำแล้วซ้ำอีก	เหมาะกับการควบคุมแรงสัมผัสและความหนา	ต้องมีการตรวจสอบความถูกต้องแบบ fretting
แรงกดสัมผัสสูง	เหมาะสม	เหมาะสมภายในขอบเขตการเคลือบ
รอบการผสมพันธุ์บ่อยครั้ง	เหมาะกับการออกแบบที่ทนทานต่อการสึกหรอ-มากกว่า	ขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชัน
การปั่นจักรยาน −40 องศาถึง +125 องศา	ต้องมีการวิเคราะห์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน	ต้องมีการประเมินการขยายตัวทางความร้อนและออกไซด์
การเคลือบ 3 ไมโครเมตร	อาจเพียงพอสำหรับอินเทอร์เฟซที่มีการสึกหรอต่ำ-	ต้องมีการตรวจสอบ
การเคลือบ 5 ไมครอน	จุดเริ่มต้นทางวิศวกรรมทั่วไป	จุดเริ่มต้นทางวิศวกรรมทั่วไป
การเคลือบ 10 ไมโครเมตร	ค่าเผื่อการสึกหรอเพิ่มขึ้น	เพิ่มค่าเผื่อการสึกหรอแต่ไม่ได้ขจัดกลไกการเกิดเฟรต
คอนแทคเตอร์กระแสสูง-	ระบุบ่อย	ขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชัน
การตรวจสอบ XRF	ใช้งานได้	ใช้งานได้

 

การเคลือบควรพิจารณาหนึ่งชั้นของระบบเชื่อมต่อทางไฟฟ้า รูปทรงหน้าสัมผัส แรงสปริง ความแข็งของพื้นผิว ความหยาบของพื้นผิว และการคงสภาพเชิงกล ยังคงมีความสำคัญไม่แพ้กัน

 

ขอประเมินและเสนอราคาการออกแบบติดต่อฟรี

 

 

 

การเพิ่มความหนาของการชุบไม่สามารถทดแทนกลไกการสัมผัสที่ถูกต้องได้ การเคลือบขนาด 10 μm ยังคงล้มเหลวก่อนเวลาอันควรหากส่วนต่อประสานมีการเคลื่อนตัวมากเกินไป แรงสัมผัสไม่เพียงพอ หรือการยึดเกาะไม่ดี

 

ความหนาควรถือเป็นค่าเผื่อการสึกหรอที่ควบคุมแทน

 

3 μm เทียบกับ. 5 μm เทียบกับ. 10 μm ข้อกำหนดทางวิศวกรรม

 

การเคลือบที่กำหนด	วัตถุประสงค์ทางวิศวกรรม	การพิจารณาโดยทั่วไป
3 μm	พื้นผิวนำไฟฟ้าขั้นพื้นฐานและค่าเผื่อการสึกหรอที่จำกัด	เหมาะสมหลังจากการตรวจสอบความถูกต้องของแอปพลิเคชันแล้วเท่านั้น
5 μm	ค่าการนำไฟฟ้าที่สมดุลและค่าเผื่อการสึกหรอทางกล	จุดเริ่มต้นที่เป็นประโยชน์สำหรับการออกแบบหน้าสัมผัสหลายๆ แบบ
8 μm	ค่าเผื่อการสึกหรอเพิ่มขึ้น	มีประโยชน์สำหรับหน้าที่ทางกลที่สูงขึ้น
10 μm	สำรองการเคลือบสูง	ต้องใช้ความสามารถของกระบวนการและการทบทวนมิติ

 

ควรระบุช่วงที่ยอมรับได้จริงเป็นข้อกำหนดการวาดภาพ เช่น:

เงิน: ระบุ 5.0 μm ความหนาเฉพาะขั้นต่ำมากกว่าหรือเท่ากับ 4.0 μm

หรือ

เงิน: ระบุ 10 μm ความหนาเฉพาะขั้นต่ำมากกว่าหรือเท่ากับ 8.0 μm

เกณฑ์การยอมรับต้องแยกแยะระหว่างความหนาเฉลี่ย ความหนาขั้นต่ำในพื้นที่ และการกระจายความหนา

 

ความหนาของการชุบหลังจากการปั๊มและการดัดงอที่พิกัดความเผื่อ ±0.01 มม

ข้อผิดพลาดในการผลิตทั่วไปคือการระบุความหนาของการชุบโดยไม่คำนึงถึงการเสียรูป

 

สำหรับหน้าสัมผัสทองแดงที่มีการประทับตรา ลำดับการผลิตอาจเป็นดังนี้:

แถบทองแดง → การตอก → การขัด → การทำความสะอาด → การเปิดใช้งาน → การชุบด้วยไฟฟ้า → การล้าง → การอบแห้ง → การตรวจสอบ

หรืออีกทางหนึ่ง อาจมีการประทับตราวัสดุที่เคลือบไว้ล่วงหน้า- ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับรูปทรงของส่วนประกอบและการครอบคลุมพื้นผิวที่ต้องการ

การขึ้นรูปอาจส่งผลต่อ:

การแตกร้าวของการเคลือบ
ครอบคลุมขอบ;
ความหนาท้องถิ่น
การสัมผัสเสี้ยน;
ความหยาบผิว
ติดต่อความเรียบ

สำหรับหน้าสัมผัสที่มีการประทับตราอย่างแม่นยำซึ่งมีข้อกำหนดด้านมิติ เช่น ±0.01 มม. ควรรวมกลยุทธ์การชุบเข้ากับเครื่องมือและพิกัดความเผื่อ-ขึ้นไป

 

ความครอบคลุมของขอบที่ความหนาการชุบ 3–10 μm

ขอบปั๊มที่แหลมคมนั้นยากต่อการเพลทให้สม่ำเสมอกว่าพื้นผิวระนาบกว้าง

 

สำหรับผู้ติดต่อในปัจจุบันสูง- แบบวิศวกรรมควรระบุ:

ความหนาเคลือบ 3–10 μm: ช่วงความหนาที่ต้องการ
โซนหน้าสัมผัส: พื้นที่ชุบอเนกประสงค์
โซนที่ไม่ทำงาน-: พื้นที่ที่ความหนาของชั้นเคลือบอาจถูกควบคุมแตกต่างออกไป
ความสูงของเสี้ยน: ควบคุมตามอินเทอร์เฟซทางไฟฟ้าและเครื่องกล
ความหยาบของพื้นผิว Ra: ระบุเมื่อต้องใช้ความต้านทานการสัมผัสหรือการสึกหรอระหว่างการผสมพันธุ์
การตรวจสอบ CMM: ใช้เพื่อตรวจสอบรูปทรงมิติหลังจากการปั๊มและชุบ

 

วิธีการนี้จะช่วยป้องกันปัญหาทั่วไปในการตอบสนองความหนาของการชุบโดยเฉลี่ย ในขณะที่ไม่สามารถรักษาการเคลือบที่เพียงพอบนโซนหน้าสัมผัสทางไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจริง

 

 

รังสีเอกซ์-เป็นวิธีการแบบไม่สัมผัส-ในการกำหนดความหนาของการเคลือบ และองค์ประกอบของการเคลือบ ขึ้นอยู่กับระบบการเคลือบและการกำหนดค่าเครื่องมือ

 

ASTM B568 อธิบายเอ็กซ์-เรย์สเปกโตรเมตรีสำหรับการวัดความหนาของสารเคลือบโลหะและอโลหะบางส่วน- วิธีการนี้สามารถครอบคลุมประมาณ 0.01 μm ถึง 75 μm ขึ้นอยู่กับการเคลือบและการผสมของซับสเตรต

 

ทำให้ XRF มีประโยชน์อย่างยิ่งในการควบคุมการเคลือบเงินหรือดีบุก 3–10 μm บนหน้าสัมผัสทองแดง

 

การตรวจสอบ XRF ที่ความหนาเคลือบ 3–10 μm

ลำดับการตรวจสอบการผลิตอาจรวมถึง:

ASTM B568: การวัดความหนาด้วยการเคลือบเอ็กซ์-รังสีสเปกโตรเมตริก-
ความหนาปกติ 3–10 μm: ช่วงการวัดสำหรับการเคลือบหน้าสัมผัสที่ระบุ
จุดการวัดหลายจุด: ศูนย์การติดต่อ การเปลี่ยนขอบ และพื้นที่สัมผัสที่ไม่ใช่-
การสอบเทียบ XRF: มาตรฐานอ้างอิงที่จับคู่กับการเคลือบ/สารตั้งต้นผสมกัน
การตรวจสอบ CMM: การตรวจสอบมิติหลังจากการปั๊มและการขึ้นรูป
การตรวจสอบด้วยสายตาที่กำลังขยาย 10×–50×: ข้อบกพร่องที่พื้นผิว การเปลี่ยนสี พุพอง และวัสดุพิมพ์ที่สัมผัส
การทดสอบการยึดติด: การตรวจสอบความสมบูรณ์ของการเคลือบหลังจากการขึ้นรูปและการสัมผัสความร้อน

 

ASTM B568 ยังตั้งข้อสังเกตอีกว่ามวลการเคลือบที่วัดได้สามารถแสดงเป็นความหนาเชิงเส้นเมื่อทราบความหนาแน่นของการเคลือบ

 

เหตุใดจึงเลือกใช้ XRF สำหรับการตรวจสอบแบบไม่-ทำลายล้าง 3–10 μm

 

วิธีการตรวจสอบ	ไม่-ทำลายล้าง	เหมาะสำหรับการผลิต	ข้อมูลความหนา	แอปพลิเคชันทั่วไป
เอ็กซ์อาร์เอฟ	ใช่	ใช่	ความหนาของการเคลือบในท้องถิ่น	การชุบผิวสัมผัสเงิน/ดีบุก
ภาพตัดขวาง-ทางโลหะวิทยา	เลขที่	จำกัด	โปรไฟล์เลเยอร์	การตรวจสอบกระบวนการ
ไมโครมิเตอร์	ใช่	ใช่	ขนาดชิ้นส่วนทั้งหมด	ไม่เจาะจงการเคลือบ-
การตรวจสายตา	ใช่	ใช่	สภาพพื้นผิวเท่านั้น	การคัดกรองข้อบกพร่อง
การลอกสารเคมี	เลขที่	จำกัด	ปริมาณการเคลือบเฉลี่ย	การตรวจสอบทางห้องปฏิบัติการ

 

สำหรับการควบคุมการผลิต XRF จะให้ข้อมูลความหนาโดยตรงโดยไม่ต้องตัดหน้าสัมผัส

 

อย่างไรก็ตาม สำหรับการตรวจสอบความถูกต้องของกระบวนการ ส่วนตัดขวาง-ทางโลหะวิทยายังคงมีประโยชน์ เนื่องจากแสดงให้เห็นลักษณะทางสัณฐานวิทยาของการเคลือบ สภาพผิวสัมผัส และข้อบกพร่องเฉพาะที่ซึ่งการตรวจวัด XRF เพียงครั้งเดียวไม่สามารถระบุลักษณะเฉพาะได้อย่างสมบูรณ์

 

 

 

ซัพพลายเออร์บัสบาร์ชุบโลหะด้วยไฟฟ้าที่เชื่อถือได้ควรควบคุมห่วงโซ่กระบวนการทั้งหมด แทนที่จะถือว่าการชุบด้วยไฟฟ้าเป็นการดำเนินการรับเหมาช่วงแบบแยกส่วน

 

C1100 การตอกด้วยทองแดงที่ ±0.01 มม. การควบคุมมิติ

สำหรับส่วนประกอบหน้าสัมผัสกระแสสูง- ทองแดง C1100 มีค่าการนำไฟฟ้าสูงและมีลักษณะการขึ้นรูปที่ดี

 

ลำดับการผลิตอาจรวมถึง:

แถบทองแดง C1100: สารตั้งต้น-การนำไฟฟ้าสูง-
การปั๊มแม่พิมพ์แบบก้าวหน้า: การผลิตรูปทรงหน้าสัมผัสที่มีปริมาณสูง-
การตอกย้ำหมุดใน-: การประกอบชิ้นส่วนหน้าสัมผัสเมื่อจำเป็น
การลบคม: การกำจัดครีบที่เกิดจากกลไก
การทำความสะอาดด้วยอัลตราโซนิกหรืออัลคาไลน์: กำจัดน้ำมันและสิ่งสกปรกบนพื้นผิว
การชุบด้วยไฟฟ้า: การสะสมเงินหรือดีบุกที่ควบคุม
การตรวจสอบ XRF: การตรวจสอบการเคลือบที่ 3–10 μm
การตรวจสอบ CMM: การตรวจสอบเรขาคณิตและพิกัดความเผื่อตำแหน่ง

แผนควบคุม IATF 16949: บันทึกกระบวนการและการตรวจสอบเชื่อมโยงกับคุณลักษณะที่กำหนดไว้

ตัวแปรกระบวนการชุบด้วยไฟฟ้าที่ 3–10 μm

ความหนาของการเคลือบขึ้นอยู่กับความหนาแน่นกระแส เวลาในการชุบ เคมีในอ่าง อุณหภูมิ การกวน การเตรียมพื้นผิว และรูปทรงของส่วนประกอบ

 

ความสัมพันธ์แบบง่ายคือ:

 

มวลการเคลือบ ∝ ปัจจุบัน × เวลา × ประสิทธิภาพปัจจุบัน

 

การกระจายความหนาจริงยังขึ้นอยู่กับความหนาแน่นกระแสในพื้นที่ด้วย

 

ขอบที่มีความหนาแน่นสูง-กระแส-สามารถเพลตแตกต่างจากพื้นที่แบบฝังได้ การวางแนวของชั้นวางและระยะห่างของชิ้นส่วนจึงส่งผลต่อความสม่ำเสมอของความหนา

 

ด้วยเหตุนี้ ข้อกำหนดเฉพาะด้านการผลิตจึงควรกำหนดตำแหน่งการวัด แทนที่จะอาศัยค่าความหนาที่ระบุเพียงค่าเดียว

 

แผนการสุ่มตัวอย่าง ASTM B568 XRF สำหรับล็อตการผลิต

แผนควบคุมการผลิตสามารถกำหนด:

 

รายการควบคุม	ตัวอย่างข้อกำหนดทางวิศวกรรม	วิธีการตรวจสอบ
วัสดุฐาน	ทองแดง C1100	ใบรับรองวัสดุ
การชุบ	Ag หรือ Sn	องค์ประกอบ XRF
ความหนาที่กำหนด	3–10 μm	เอ็กซ์อาร์เอฟ
ความหนาท้องถิ่นขั้นต่ำ	การวาด-ค่าที่กำหนด	เอ็กซ์อาร์เอฟ
ขนาด	±0.01 มม. ในกรณีที่จำเป็น	ซีเอ็มเอ็ม
พื้นผิว	ไม่มีพื้นผิวสัมผัสในบริเวณสัมผัส	ภาพ + กล้องจุลทรรศน์
การยึดเกาะ	ไม่มีการลอกหลังจากการทดสอบที่กำหนด	การทดสอบการยึดเกาะ
การสั่นสะเทือน	โปรไฟล์เฉพาะแอปพลิเคชัน-	IEC 60068-2-64
ระบบกระบวนการ	ไอเอทีเอฟ 16949	การตรวจสอบระบบคุณภาพ

 

ความถี่ในการสุ่มตัวอย่างที่แน่นอนควรกำหนดโดยแผนการควบคุมของลูกค้า ความสามารถของกระบวนการ และการวิเคราะห์ความเสี่ยงของผลิตภัณฑ์

 

ขอการประเมินและใบเสนอราคา DFM ฟรี

 

 

ความหนาของการชุบควรได้รับการตรวจสอบโดยเทียบกับรอบการทำงานทางกลและสิ่งแวดล้อมที่เกิดขึ้นจริง

 

โปรแกรมตรวจสอบความถูกต้องที่เหมาะสมสามารถรวมการสั่นสะเทือน การหมุนเวียนของความร้อน และการตรวจสอบความต้านทานไฟฟ้าเข้าด้วยกัน

 

IEC 60068-2-64 การตรวจสอบการสั่นสะเทือนแบบสุ่มและความต้านทานหน้าสัมผัส

 

IEC 60068-2-64 กล่าวถึงการสั่นสะเทือนแบบสุ่มแบบบรอดแบนด์ และใช้กับชิ้นงานทดสอบที่สัมผัสกับสภาพแวดล้อมการสั่นสะเทือนแบบสุ่ม รวมถึงการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับยานพาหนะ

 

สำหรับหน้าสัมผัสทางไฟฟ้า โปรแกรมทดสอบสามารถตรวจสอบ:

ความต้านทานต่อการสัมผัสเริ่มต้น: ค่าพื้นฐานก่อนการสัมผัสสิ่งแวดล้อม
การเปิดรับการสั่นสะเทือน: กำหนดสเปกตรัมความถี่และโปรไฟล์การเร่งความเร็ว
การหมุนเวียนด้วยความร้อน: ช่วงตัวอย่าง −40 องศาถึง +125 องศา หากมี
ความต้านทานการทดสอบหลัง-: การเปรียบเทียบกับค่าพื้นฐาน
การสึกหรอของการมองเห็น: การตรวจสอบรอยสัมผัส
ความหนาของ XRF: การยืนยันการเคลือบที่เหลืออยู่
การวิเคราะห์ภาพตัดขวาง-: การตรวจสอบส่วนต่อประสานของสารเคลือบ/สารตั้งต้นเมื่อจำเป็น

การเคลือบที่ยังคงความหนาตามที่กำหนดแต่ทำให้เกิดความต้านทานไฟฟ้าที่ไม่เสถียรภายใต้การสั่นสะเทือนนั้นไม่จำเป็นต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้านการใช้งาน

 

ความต้านทานการสัมผัสและการเพิ่มขึ้นของความร้อนที่กระแสสูง

 

สำหรับอินเทอร์เฟซแบบต้านทานแบบง่าย:

P = I²R

ที่ไหน:

P=การกระจายพลังงานของหน้าสัมผัส;
ฉัน=ปัจจุบัน;
R=ความต้านทานหน้าสัมผัสทางไฟฟ้า

ที่ 200 A การเพิ่มความต้านทานการสัมผัสจาก 50 μΩเป็น 100 μΩ จะเปลี่ยนการกระจายอินเทอร์เฟซจาก:

P = 200² × 50 × 10⁻⁶ = 2 W

ถึง:

P = 200² × 100 × 10⁻⁶ = 4 W

ดังนั้นการสูญเสียทางไฟฟ้าจึงเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าแม้ว่าการเปลี่ยนแปลงความต้านทานสัมบูรณ์จะอยู่ที่ 50 μΩก็ตาม

 

นี่คือสาเหตุที่การกัดกร่อนแบบเฟรตต้องถือเป็นปัญหาความน่าเชื่อถือทางไฟฟ้า ไม่ใช่เพียงปัญหาพื้นผิว-เท่านั้น

 

 

สำหรับวิศวกรที่ระบุหน้าสัมผัสทองแดงชุบเงิน- การตัดสินใจควรพิจารณาจากขอบเขตการใช้งานทั้งหมด

 

ปัจจัยทางวิศวกรรม	ทองแดงชุบเงิน-	ทองแดงชุบดีบุก-
100–200 เส้นทางปัจจุบัน	ผู้สมัครที่แข็งแกร่ง	ต้องมีการตรวจสอบความร้อนและความต้านทาน
แรงสั่นสะเทือนสูง	เหมาะกับกลไกอินเทอร์เฟซที่ผ่านการตรวจสอบแล้ว	ต้องมีการตรวจสอบความถูกต้องแบบ fretting
การเคลือบ 3 ไมโครเมตร	สำรองการสึกหรอจำนวนจำกัด	สำรองการสึกหรอจำนวนจำกัด
การเคลือบ 5 ไมครอน	สำรองการสึกหรอปานกลาง	สำรองการสึกหรอปานกลาง
การเคลือบ 10 ไมโครเมตร	สำรองการสึกหรอที่สูงขึ้น	สำรองการสึกหรอที่สูงขึ้น
−40 องศาถึง +125 องศา	การตรวจสอบเฉพาะแอปพลิเคชัน-	การตรวจสอบเฉพาะแอปพลิเคชัน-
ความเสถียรของความต้านทานต่อการสัมผัส	โดยทั่วไปแล้วเหมาะสำหรับการออกแบบ-ระดับสูงในปัจจุบัน	ขึ้นอยู่กับแรงสัมผัสและการควบคุมออกไซด์เป็นอย่างมาก
การตรวจสอบการผลิต	XRF + การตรวจสอบมิติ	XRF + การตรวจสอบมิติ
การอ้างอิงการเคลือบทางวิศวกรรม	ISO 4521:2008	ISO 2093:1986

 

ไม่มีความหนาของชั้นเคลือบแม้แต่ชั้นเดียวช่วยขจัดรอยขูดขีด การเคลือบ 10 μm สามารถให้การสำรองวัสดุได้มากกว่าการเคลือบ 3 μm แต่การเคลื่อนตัวของส่วนต่อประสาน แรงสัมผัส สเปกตรัมการสั่นสะเทือน และสภาพแวดล้อมยังคงเป็นตัวกำหนดปัจจัย

 

 

สำหรับห่วงโซ่อุปทานของยานยนต์และการจัดเก็บพลังงาน- คุณภาพการชุบควรเชื่อมโยงกับการควบคุมวัสดุที่เข้ามา พารามิเตอร์กระบวนการ บันทึกการตรวจสอบ และเอกสาร PPAP

 

เอกสาร PPAP ระดับ 3 สำหรับหน้าสัมผัสเงินและชุบดีบุก

แพ็คเกจการส่งโดยทั่วไปอาจรวมถึง:

 

IATF 16949: หลักฐานระบบการจัดการคุณภาพ หากมี
PPAP ระดับ 3: ผลลัพธ์เชิงมิติ การรับรองวัสดุ และเอกสารประกอบกระบวนการ
DFMEA/PFMEA: การวิเคราะห์ความเสี่ยงสำหรับกระบวนการปั๊มและชุบ
แผนการควบคุม: การกำหนดการเคลือบ มิติ และลักษณะการทำงาน
MSA: การวิเคราะห์ระบบการวัด-สำหรับ XRF และเกจวัดขนาด
การศึกษาความสามารถ: การประเมิน Cpk/Ppk สำหรับขนาดหลักและความหนาของชั้นเคลือบ
ใบรับรองวัสดุ: เกรดทองแดงและการตรวจสอบอุณหภูมิ
รายงานการชุบ: ความหนาและองค์ประกอบของเงินหรือดีบุก
รายงาน CMM: การตรวจสอบมิติ
การทดสอบการทำงาน: ความต้านทานต่อการสัมผัส การเพิ่มขึ้นของความร้อน หรือ-การตรวจสอบความถูกต้องทางไฟฟ้าเฉพาะการใช้งาน

ความสามารถในการตรวจสอบย้อนกลับ ISO 4521 และ ASTM B568 ที่ 3–10 μm

ข้อกำหนดการเคลือบควรระบุ:

 

วัสดุเคลือบ + ความหนาระบุ + ความหนาขั้นต่ำ + วิธีการวัด + ตำแหน่งการวัด + เกณฑ์การยอมรับ

ตัวอย่างเช่น:

การชุบเงิน, ระบุ 5.0 μm, ความหนาเฉพาะขั้นต่ำ มากกว่าหรือเท่ากับ 4.0 μm, การวัด XRF ตามมาตรฐาน ASTM B568, จุดการวัดที่กำหนดตามแบบวิศวกรรม

สิ่งนี้มีประโยชน์สำหรับการควบคุมการผลิตมากกว่าการระบุเพียง "ชุบเงิน" หรือ "เงิน 5 ไมโครเมตร"

ISO 4521 ครอบคลุมเฉพาะการเคลือบโลหะผสมเงินและเงิน-ทางวิศวกรรมด้วยไฟฟ้า และวิธีการทดสอบที่เกี่ยวข้อง ASTM B568 นำเสนอวิธี-วิธีการเรย์สเปกโตรเมทรี-รังสีเอกซ์แบบไม่ทำลายสำหรับการวัดความหนา-ของการเคลือบ

 

 

การเขียนแบบการผลิตสำหรับผู้ติดต่อในปัจจุบัน-สูงควรกำหนดข้อกำหนดอินเทอร์เฟซโดยมีรายละเอียดเพียงพอ เพื่อป้องกันความแตกต่างในการตีความระหว่างผู้ซื้อและซัพพลายเออร์

 

ฟิลด์การวาดภาพที่แนะนำ ได้แก่ :

 

ลักษณะการวาดภาพ	ตัวอย่าง
โลหะฐาน	ทองแดง C1100
การชุบ	เงิน
ความหนา	ขนาดเกลียว 5.0 μm
ความหนาท้องถิ่นขั้นต่ำ	มากกว่าหรือเท่ากับ 4.0 ไมโครเมตร
การวัด	เอ็กซ์อาร์เอฟ
อ้างอิง	มาตรฐาน ASTM B568
พื้นที่ติดต่อ	กำหนดไว้ในรูปวาด
ความอดทนมิติ	±0.01 มม. หากมี
สภาพพื้นผิว	ไม่มีพื้นผิวสัมผัสในโซนการทำงาน
ความต้านทานต่อการสัมผัส	ขีดจำกัดเฉพาะแอปพลิเคชัน-
การสั่นสะเทือน	โปรไฟล์ IEC 60068-2-64
เอกสารคุณภาพ	พรรคพลังประชารัฐ ระดับ 3

 

ซัพพลายเออร์ควรแยกแยะระหว่างการชุบก่อนขึ้นรูปและการชุบหลังการขึ้นรูป เนื่องจากลำดับการผลิตส่งผลต่อการครอบคลุมของขอบ การเสียรูป และความสมบูรณ์ของการเคลือบขั้นสุดท้าย

 

 

การกัดกร่อนแบบ Fretting ถูกควบคุมผ่านอันตรกิริยาของวัสดุเคลือบ ความหนา แรงสัมผัส การเคลื่อนตัว วัสดุพิมพ์ การสั่นสะเทือน และอุณหภูมิ-ไม่ใช่ผ่านความหนาของสารเคลือบเพียงอย่างเดียว

 

สำหรับอินเทอร์เฟซไฟฟ้า EV และ ESS กระแสสูง- สามารถระบุหน้าสัมผัสทองแดงชุบเงิน-ด้วยช่วงความหนาทางวิศวกรรม 3–10 μm เมื่อได้รับการสนับสนุนจากการตรวจสอบความถูกต้องของแอปพลิเคชัน ดีบุกยังสามารถนำมาใช้ในกรณีที่ยอมรับข้อจำกัดทางกล ไฟฟ้า และสิ่งแวดล้อมได้

สำหรับการจัดซื้อจัดจ้าง ข้อมูลจำเพาะของซัพพลายเออร์ที่มีประโยชน์ที่สุดจึงไม่ใช่แค่ "เงินหรือชุบดีบุก" เป็นชุดควบคุมของ:

 

สารตั้งต้น C1100/Cu + เคมีในการชุบ + 3 ความหนา –10 μm + ความหนาเฉพาะจุดขั้นต่ำที่กำหนด + การตรวจสอบ XRF + การตรวจสอบความต้านทานต่อการสัมผัส + การทดสอบการสั่นสะเทือน + วงจรความร้อน + เอกสาร PPAP

 

ซัพพลายเออร์บัสบาร์ชุบโลหะด้วยไฟฟ้าที่สามารถควบคุมการปั๊ม การชุบ การตรวจสอบ XRF และการตรวจสอบการทำงานภายใต้ระบบคุณภาพเดียวสามารถลดความแปรปรวนระหว่างข้อกำหนดการออกแบบทางไฟฟ้าและอินเทอร์เฟซหน้าสัมผัสที่จัดส่งได้

 

 

ควรระบุความหนาของการชุบเงินเท่าใดสำหรับหน้าสัมผัสทางไฟฟ้าของทองแดงกระแสสูง-

ช่วงเริ่มต้นทางวิศวกรรมทั่วไปคือ 3–10 μm โดยที่ 5 μm มักใช้เป็นจุดออกแบบในทางปฏิบัติ ความหนาที่กำหนดและความหนาต่ำสุดขั้นสุดท้ายควรสร้างขึ้นจากการเคลื่อนที่ของเฟรต แรงสัมผัส กระแส สภาพแวดล้อม และผลการตรวจสอบ

 

ความหนาของการชุบเงินหรือดีบุก 3–10 μm วัดได้อย่างไรโดยไม่ทำให้หน้าสัมผัสเสียหาย

X-ray fluorescence (XRF) ให้การวัดความหนา-การเคลือบแบบไม่ทำลาย- ASTM B568 ครอบคลุม X-ray spectrometry สำหรับความหนาของชั้นเคลือบโลหะ และสามารถครอบคลุมได้ประมาณ 0.01–75 μm ขึ้นอยู่กับส่วนผสมของการเคลือบ/สารตั้งต้น

 

หน้าสัมผัสทองแดงชุบเงิน-สามารถมาพร้อมกับเอกสาร PPAP ระดับ 3 ได้หรือไม่

ใช่. แพ็คเกจ PPAP ระดับ 3 สามารถรวมผลลัพธ์ด้านมิติ ใบรับรองวัสดุ รายงานการชุบ XRF เอกสารประกอบกระบวนการ แผนการควบคุม -การวิเคราะห์ระบบการวัด และบันทึกการทดสอบการทำงานตามข้อกำหนดการส่งของลูกค้า