TRUMPAI

Metalizuoti žymėtus automobilių kontaktus yra būtina priemonė užtikrinant elektrinį patikimumą, prevenciją nuo korozijos ir signalo vientisumą sunkiomis transporto priemonės sąlygomis. Nors Slinka siūlo kainos efektyvų sprendimą bendram naudojimui, Auksinis ir Sidabras yra būtini saugai kritiškoms ir aukštos įtampos EV programoms atitinkamai. Didelės apimties gamybai, Ritinio į ritinį (tolygusis) metalizavimas yra pramonės standartas, suteikiantis tikslų kontrolę ir galimybę naudoti Pasirinktinio metalizavimo —brangiuosius metalus nusodinant tik ten, kur kontaktai jungiasi—kad žymiai sumažintų išlaidas. Inžinieriai turi sverti kompromisus tarp Pirmojo metalizavimo (pigiau, bet palieka atviras kraštines) ir Po galvanizavimo (100 % dengimas) atsižvelgiant į komponento veikimą drėgmei ir vibracijai.

Pagrindinės galvanizavimo funkcijos automobilių išspaudžiamuose detalių elementuose

Automobilių aplinkoje išspaudžiamas kontaktas niekada nėra tik metalo gabalėlis; tai yra svarbus sąsajos taškas, kuris turi išgyventi šiluminį smūgį, drėgmę ir nuolatinį mechaninį poveikį. Pagrindinė galvanizavimo funkcija – stabilizuoti kontaktinę varžą visą automobilio eksploatacijos trukmę. Be tinkamo paviršiaus apdorojimo, tokie pagrindiniai metalai kaip varis ar varžinis lydinys greitai oksiduotųsi, dėl ko atsirastų pertraukos arba nestabilios grandinės gedimai sistemose – nuo informbūrimo iki autonominių stabdžių.

Viena iš pavojingiausių gedimo formų yra trinties korozija . Ji atsiranda tada, kai dėl variklio vibracijos ar šiluminio plėtimosi sukeliami mikrojudesiai verčia kontaktinius paviršius trintis vieną į kitą. Jei danga per minkšta arba blogai laikosi, toks judėjimas nurenka apsauginį oksido sluoksnį, sukurdamas šiukšles, kurios padidina varžą. Galvanizavimo medžiagos, tokios kaip kietas auksas arba paladis-nikelis dažnai nurodomi aukštos vibracijos zonoms, nes jie geriau atsparūs šiam dėvėjimosi mechanizmui nei minkštas alavas.

Be elektros charakteristikų, dangalas atlieka svarbią barjerinę funkciją. Elektrocheminis korozija yra didelė rizika, kai skirtingų metalų (pvz., aliumininis laidelis, sujungtas su variniu kontaktu) pora yra elektrolito, tokio kaip druskos tirpalas, aplinkoje. Gerai parinktas dangalo sluoksnis, toks kaip nikelis, veikia kaip tarpinis barjeras, neleidžiantis susidaryti galvaninei celiulei ir užtikrinant jungties struktūrinį vientisumą.

Medžiagų atrankos matrica: alavas, auksas, sidabras ir nikelis

Teisingos dangalo medžiagos pasirinkimas yra kompromisas tarp našumo reikalavimų (įtampa, ciklų trukmė, temperatūra) ir kainos. Žemiau pateikta standartinių automobilių presavimo detalių gamybai naudojamų variantų palyginimo lentelė.

Auksinis vis dar yra standartas aukšto patikimumo signalams, nes nesudaro izoliuojančių oksidų. Tačiau jo kaina verčia inžinierius naudoti pasirinktinio metalizavimo metodus. Priešingai, Sidabras jo populiarumas vėl auga dėl transporto priemonių elektrifikacijos; jo puiki laidumas sumažina šilumos generavimą aukštos srovės EV jungtyse, nors egzistuoja juodėjimo (sulfidų susidarymo) rizika, kurią būtina kontroliuoti. Bendrosioms kontaktinėms plokštėms Alavas ir alavo-švinų lydiniai (ten, kur leidžiama) suteikia „pakankamai geros“ kokybės sprendimą statinėms jungtims, kurios nebūna dažnai atjungiamos.

Procesų palyginimas: ritinio į ritinį, barjerinis ir rakinis

Gamybos metodas nulemia tiek galutinės detalės kainą, tiek jos kokybę. Ritinio į ritinį (tolygusis) metalizavimas yra dominuojantis procesas presuotiems automobilių kontaktams. Šiame procese presuota juosta yra paduodama per keletą metalizavimo vonelių, prieš tai būnant supjaustoma į atskiras dalis. Tai leidžia Pasirinktinio metalizavimo (arba taškiniam metalizavimui), kai brangieji metalai, tokie kaip auksas, nusodinami tik ant kontaktinės srities, o likusi detalės dalis gauna pigesnį šešėlinį dengimą arba visai be dengimo.

Atvejo analizę atliko CEP Technologies kuri parodo šio metodo pranašumus: pertvarkius suvirintą kontaktą į presuotą detalę su selektyviu aukso metalizavimu, buvo pašalinta brangi antrinė suvirinimo operacija ir sumažintas brangiųjų metalų naudojimas, pagerinant tiek gamybą, tiek kainą. Toks tikslumas neįmanomas naudojant Barjerinį metalizavimą , kur laisvi daliniai apdorojami būgnelyje. Nors barokinio tipo dengimas yra ekonomiškas visoms detalėms (pvz., sriegiams ar paprastiems lankstams) dengti cinku ar aliuminiu, tačiau egzistuoja rizika, kad delikatus išspaudžiamus rankovas supintų, be to, šiuo būdu neįmanoma taikyti selektyvių dengimo zonų.

Lankstų dengimas skiriamas sudėtingos, trapios ar sunkios geometrijos detalėms, kurių negalima suvynioti į ritinėlius. Detalės tvirtinamos prie tvirtinimo įtaisų, kad būtų išvengta pažeidimų. Nors tai užtikrina puikų kokybės kontrolę, šis metodas dažniausiai pernelyg lėtas ir darbo jėgos reikalaujantis didelės apimties automobilių kontaktų gamybai.

Dengimas prieš ar po išspaudimo: atviro krašto dilema

Pagrindinis spaudimo technologijos procese sprendimas – ar dengti žalią juostą ankstesnis prieš spaudimą (dengimas prieš spaudimą) arba dengti baigtas dalis po po spaudimo (dengimas po spaudimo). Pirmojo metalizavimo paprastai yra ekonomiškesnis ir greitesnis, nes pradinė medžiaga patenka į presą jau paruošta apdorojimui. Tačiau spaudimo veiksmas – metalo pjovimas ir išpjovimas – atskleidžia nedengtą pagrindinį metalą (dažniausiai varį ar plieną) nupjautuose kraštuose.

Šis „atviras kraštas“ gali būti pažeidžiamas korozijos aplinkose, potencialiai sukeliant rūdijimą ar oksidaciją po dangos sluoksniu. Kabinos taikymo atveju tai retai kada yra problema. Tačiau variklio skyriuje ar išorėje esantiems jutikliams, Po galvanizavimo dažnai reikia užsandarinti visą komponentą. Kenmode pastebi kad plokščių juostų žymėjimas po galvanizavimo ritinio būdu siūlo tarpinį sprendimą: tai užtikrina visišką išpjautų kraštų dengimą, išlaikant tolygaus apdorojimo efektyvumą, nors reikia atsargiai suprojektuoti, kad nešančioji juosta neuždengtų svarbių sričių.

Konstrukcijos projektavimas galvanizavimui (DFM) išpjautiems kontaktams

Sėkmingas galvanizavimas prasideda braižymo lentelėje. Inžinieriai turi suprojektuoti nešančiąją juostą – metalinį skeletą, kuris laiko detalias pjovimo metu – pakankamai tvirtą, kad atlaikytų galvanizavimo linijos tempimą, bet pakankamai lankstų, kad būtų galima ją nukreipti per vonias. Vadovaujančiosios Skylios turi būti tiksliai išdėstyti, kad juosta atitiktų selektyvaus galvanizavimo kaukes. Jei detalė suprojektuota barjeriniam dengimui, ji turi turėti savybes, prevencijančias „sujungimą“ (detalių užsikabinimą), kuris sukelia nedengtas vietas.

Pereinant nuo prototipo dizaino prie didelės apimties štampavimo realybės dažnai reikia partnerio, kuris supranta šiuos niuansus. Pavyzdžiui, Shaoyi Metal Technology teikia visapusiškus štampavimo sprendimus, kurie užpildo šią spragą, siūlydama tikslų gamybos procesą nuo greito prototipavimo iki masinės gamybos, laikantis IATF 16949 standartų. Ankstyvas bendradarbiavimas su kompetentingu gamintoju projektavimo etape užtikrina, kad tokios savybės kaip drenажo angos (kad būtų išvengta cheminės užteršimo) ir kontaktinių geometrijų būtų optimizuotos pasirinktam galvanizavimo būdui.

Be to, medžiagos pasirinkimas veikia dengimo sukibimą. Baziniai metalai, tokie kaip fosforinė bronza ar berilinis varis, puikiai tinka kaip spyruoklinės savybės, tačiau gali reikalauti vario pagrindo sluoksnio, kad užtikrintų galutinio nikeliuoto ar aukso sluoksnio teisingą sukibimą be burbuliavimo.

Automobilių pramonės standartai ir bandymai

Patvirtinimas automobilių sektoriuje yra griežtas. Dangų specifikacijas reglamentuoja tokie standartai kaip USCAR-2 (Našumo specifikacija automobilių elektros jungiamosioms sistemoms) ir ASTM B488 (Standartinė specifikacija elektroapgarintiems aukso dangoms). Šie standartai nustato ne tik dangos storį, bet taip pat jos poringumą, sukibimą ir kietumą.

Dažni patvirtinimo bandymai apima:

• Druskos miglos bandymą (ASTM B117): Detalės yra veikiamos druskingos miglos siekiant ištirti korozijos atsparumą. Būtina norint patikrinti, ar atviros briaunos ar poros nekelia gedimui.
• Mišraus srauto dujos (MFG): Modeliuojami sudėtingi atmosferos teršalai (chloras, siera, azoto dioksidas), kad būtų išbandytas veikimas pramoninėse ar užterštose aplinkose.
• Trintinės korozijos bandymas: Mechaniškai ciklinamas kontaktas stebint varžos šuolius, užtikrinant, kad dengimas atlaikys variklio vibraciją.
• Pajungiamumo bandymas: Patikrinama, ar alavuoti galai tinkamai „sušlapija“ montuojant prie PCB, net po „garų senėjimo“, kuris imituojamas sandėliavimui.

Gamintojai kaip TE Connectivity kruopščiai testuoja savo DEUTSCH kontaktus pagal šiuos standartus, užtikrindami patikimą veikimą temperatūrų diapazone nuo -55 °C iki 150 °C. Inžineriniame brėžinyje nurodyti atitiktį šiems standartams – vienintelis būdas garantuoti, kad galutinis komponentas atitiks šiuolaikinių automobilių aukštus patikimumo reikalavimus.

DUK: Automobilių kontaktų dengimas

1. Kokia skirtumas tarp „blykstelėjimo“ aukso ir „kieto“ aukso?

"Flash" auksas yra labai plonas sluoksnis (paprastai 3–5 mikrocoliai), naudojamas daugiausia tam, kad būtų užkirstas kelias oksidacijai dalių, kurios bus suvirinamos arba turės labai mažai sujungimo ciklų. "Kietasis" aukso sluoksnis yra storesnis (30–50 mikrocolių) ir legiruotas nedideliais kobalto ar nikelio kiekiais, siekiant padidinti ilgaamžiškumą. Kietasis aukso sluoksnis reikalingas slydimo kontaktams ar jungtims, kurios dažnai įkišamos ir ištraukiamos, nes „flash“ aukso sluoksnis bematant nusidėvėtų.

2. Kodėl paprastai reikalingas apatinis sluoksnis?

Apatinis sluoksnis, dažniausiai nikelio, atlieka dvi esmines funkcijas. Pirma, jis veikia kaip „difuzijos barjeras“, neleidžia bazinio metalo atomams (pvz., vario ar cinko) peraukti pro aukso sluoksnį ir oksiduotis paviršiuje, kas sugadintų laidumą. Antra, jis suteikia kietą, išlygintą pagrindą, kuris pagerina galinio viršutinio sluoksnio atsparumą dilimui ir blizgesį.

3. Ar galiu naudoti sidabro dengimą visiems automobilių jungtuvams?

Nors sidabras yra geriausias laidininkas, jis nėra visuotinis sprendimas. Jis linkęs „tamsėti“ (susidaryti sidabro sulfidą) veikiamas atmosferos sieros arba guminės tarpinės. Nors šis patamsėjimas pakankamai laidus aukštos įtampos (didelės apkrovos) taikymui, pvz., EV krūvininkams, jis gali sukelti pasipriešinimo problemas žemos įtampos, mažos apkrovos signalo grandinėse. Sidabras taip pat yra jautrus elektromigracijai drėgnose aplinkose, kas gali sukelti trumpąjį jungimą.