O processo de galvanoplastia de ouro duro é amplamente utilizado em peças-chave de placas de circuito impresso, como dedos de ouro e conectores eletrônicos, devido à sua excelente resistência ao desgaste, boa condutividade e resistência à corrosão. Essas peças são frequentemente submetidas a efeitos mecânicos frequentes, como inserção e extração, fricção, etc. durante o uso do produto, portanto, há requisitos extremamente elevados para a resistência ao desgaste da camada de ouro duro galvanizada. A fim de garantir a qualidade e confiabilidade do produto, é particularmente importante desenvolver padrões de teste científicos e razoáveis para a resistência ao desgaste do ouro duro galvanizado.
1, Fatores-chave que afetam a resistência ao desgaste do ouro duro galvanizado
(1) Espessura do revestimento
A espessura do revestimento é o fator fundamental que afeta a resistência ao desgaste. De modo geral, revestimentos de ouro duros mais espessos podem suportar mais atrito e ter melhor resistência ao desgaste. Por exemplo, em alguns equipamentos eletrônicos aeroespaciais que exigem resistência ao desgaste extremamente alta, a espessura da camada de ouro duro galvanizada é geralmente controlada em um nível relativamente alto. Contudo, a espessura do revestimento não é ilimitada. Revestimentos excessivamente espessos não só aumentam significativamente os custos de produção, mas também podem levar a uma diminuição na adesão entre o revestimento e o substrato, resultando em problemas como descamação e descamação. Portanto, é necessário controlar razoavelmente a espessura do revestimento e, ao mesmo tempo, atender aos requisitos de resistência ao desgaste.
(2) Dureza do revestimento
A dureza do revestimento de ouro duro depende principalmente da composição da liga e dos parâmetros do processo de galvanoplastia. Ao adicionar elementos de liga como cobalto e níquel ao ouro puro, um revestimento de liga mais duro pode ser formado. Por exemplo, os revestimentos de ouro duro contendo cobalto podem atingir uma dureza de 150-200HV, o que melhora significativamente a sua resistência ao desgaste em comparação com os revestimentos de ouro puro com uma dureza de 50-90HV. Além disso, parâmetros como densidade de corrente, temperatura da solução de galvanização e valor de pH durante o processo de galvanoplastia também podem afetar a estrutura cristalina e a dureza do revestimento. Parâmetros de processo apropriados podem fazer com que o revestimento cristalize fina e firmemente, melhorando assim a dureza e a resistência ao desgaste.
(3) Condição da superfície do substrato
A planicidade, rugosidade e limpeza da superfície do substrato têm um impacto significativo na resistência ao desgaste da camada de ouro duro galvanizada. Se houver arranhões, buracos e outros defeitos óbvios na superfície do substrato, ou se a rugosidade for alta, será difícil para o revestimento de ouro duro cobrir uniformemente durante a galvanoplastia. Estas áreas fracas são propensas a serem danificadas primeiro durante o atrito, resultando numa diminuição na resistência geral ao desgaste do revestimento. Entretanto, se houver manchas residuais de óleo, impurezas, etc. na superfície do substrato, isso afetará a adesão entre o revestimento e o substrato, reduzindo assim a resistência ao desgaste do revestimento. Portanto, o pré-tratamento rigoroso da superfície do substrato antes da galvanoplastia, como retificação, polimento, limpeza, etc., é uma etapa fundamental para garantir a qualidade e a resistência ao desgaste do revestimento.
(4) Ambiente de uso
Muitos fatores em ambientes de uso reais, como temperatura, umidade, gases corrosivos, partículas de poeira, etc., podem afetar a resistência ao desgaste das camadas de ouro duro galvanizadas. Em ambientes de alta temperatura, a dureza do revestimento pode diminuir, levando à diminuição da resistência ao desgaste; Ambientes com alta umidade podem facilmente causar corrosão dos revestimentos, enfraquecendo sua resistência ao desgaste; Gases corrosivos como dióxido de enxofre e sulfeto de hidrogênio podem reagir quimicamente com revestimentos de ouro duro, danificando a estrutura do revestimento; Partículas de poeira podem atuar como abrasivos durante o atrito, agravando o desgaste do revestimento. Portanto, ao avaliar a resistência ao desgaste do ouro duro galvanizado, é necessário considerar totalmente as características do ambiente real de uso do produto.
2, métodos e padrões comuns de teste de resistência ao desgaste
(1) Teste de Fricção e Desgaste
Princípio e Equipamento: O Teste de Fricção e Desgaste é um teste de desgaste realizado em amostras de ouro duro galvanizadas, simulando as condições de fricção no uso real. O equipamento comum inclui o testador de abrasão Taber. Este dispositivo simula o processo real de atrito e desgaste aplicando uma certa pressão na superfície da amostra e girando o rebolo a uma velocidade específica para gerar atrito com a superfície da amostra. Durante o experimento, o material, a velocidade, a pressão de carga e o tempo de atrito do rebolo podem ser controlados com precisão.
Padrões de teste: Parâmetros específicos e indicadores de avaliação para testes de atrito e desgaste estão claramente definidos nos padrões relevantes da indústria. Por exemplo, certas normas exigem o uso de modelos específicos de rebolos, carregados com uma determinada pressão (como 1000g) e submetidos a testes de fricção em amostras a uma determinada velocidade (como 60 r/min). Os indicadores de avaliação geralmente incluem a quantidade de desgaste após um determinado número de ciclos de fricção ou o número de ciclos de fricção quando um certo grau de desgaste é atingido. Em alguns padrões de teste para conectores eletrônicos, é exigido que o desgaste do revestimento na amostra após 5.000-10.000 ciclos de fricção não exceda o valor especificado e não deve haver nenhum fenômeno de substrato exposto.
(2) Teste de vida útil de conectar e desconectar
Princípio e equipamento: O teste de vida-de plug-in destina-se principalmente a conectores eletrônicos e outros produtos, simulando seu processo de plug-em uso real e testando a resistência ao desgaste da camada de ouro galvanizado durante repetidos processos de plug-in. O equipamento de teste geralmente é capaz de controlar com precisão parâmetros como velocidade, força, ângulo e número de inserções e remoções. Por exemplo, algumas máquinas de teste de vida útil de conexão e desconexão de alta-precisão podem controlar a velocidade de conexão e desconexão dentro de 1 a 5 vezes por segundo, e o erro de força de conexão e desconexão dentro de uma faixa muito pequena.
Padrões de teste: os padrões relevantes têm disposições detalhadas sobre as condições ambientais, métodos de teste e critérios de qualificação para testes de vida útil do plug-. Por exemplo, o padrão MIL-STD-202 especifica a temperatura ambiente, a umidade e outras condições para testes de vida útil do plug-in, normalmente exigindo que os testes sejam realizados em um ambiente normal de temperatura e umidade. Em termos de métodos experimentais, são especificados parâmetros como curso, velocidade e ângulo de inserção para cada inserção e extração. Os critérios de qualificação são geralmente determinados com base nos cenários de aplicação específicos do produto. Por exemplo, para conectores de equipamentos como servidores que exigem conexão e desconexão frequentes, pode ser necessário que a mudança na resistência de contato permaneça dentro da faixa permitida após dezenas de milhares de conexões e desconexão, e o revestimento não apresente desgaste óbvio ou fenômeno de descascamento; Para conectores de produtos eletrônicos de consumo, o número necessário de inserções e remoções pode ser relativamente baixo, mas eles também precisam atender a certos requisitos de confiabilidade.
(3) Teste de arranhão
Princípio e equipamento: O teste de risco é conduzido aplicando cargas gradualmente crescentes na superfície de amostras de ouro duro galvanizadas, usando uma agulha de diamante para arranhar a superfície da amostra, observando a condição de risco do revestimento sob diferentes cargas e avaliando a resistência ao desgaste e adesão do revestimento. O equipamento de teste consiste principalmente em um sistema de carregamento, um dispositivo de marcação de agulha e um sistema de observação e medição. O sistema de carregamento pode controlar com precisão a carga aplicada à agulha de raspagem, e o dispositivo de agulha de raspagem garante que a agulha de raspagem passe sobre a superfície da amostra a uma velocidade e ângulo estáveis. O sistema de observação e medição é usado para registrar a morfologia, largura, profundidade e outras informações do arranhão.
Padrões de teste: Os padrões para testes de arranhões variam entre os diferentes setores e áreas de aplicação. De modo geral, os padrões especificam o material, a forma e o tamanho da agulha de marcação, como a agulha de marcação de diamante comumente usada, que possui requisitos rígidos para o raio e ângulo da ponta. O método de carregamento geralmente adota carregamento contínuo ou carregamento graduado e registra a carga crítica quando o revestimento sofre fenômenos de falha, como rachaduras e descascamento. Por exemplo, em alguns padrões de teste para componentes eletrônicos aeroespaciais, a carga crítica para testes de arranhões deve estar acima de um determinado valor para garantir que o revestimento tenha boa resistência ao desgaste e desempenho de ligação em ambientes de tensão complexos.