POVZETEK

Nanášanje prevlek na žigosane avtomobilske kontakte je ključni korak pri zagotavljanju električne zanesljivosti, preprečevanju korozije in ohranjanju integritete signala v težkih voznih razmerah. Medtem ko Kovina ponuja cenovno učinkovito rešitev za splošno uporabo, Zlato in Srebro so bistvenega pomena za aplikacije v varnostno kritičnih sistemih in visokonapetostnih EV vozilih. Navojno (neprekinjeno) prevlečenje je standard v industriji, ki ponuja natančno krmiljenje in možnost uporabe Izbirnemu nanašanju prevlek —nanášanje dragocenih kovin le tam, kjer se kontakti stikajo—za znatno zmanjšanje stroškov. Inženirji morajo uravnotežiti kompromise med Predprevleko (cenejšo, a pusti robove nepokrite) Po prevlečenju (100 % pokritost) glede na izpostavljenost komponente vlazi in vibracijam.

Ključne funkcije prevleke pri avtomobilskih žičnih delih

V avtomobilskem okolju kontakt ni nikoli le kus kovine; gre za kritično vmesnik, ki mora prenesti toplotni šok, vlažnost in stalni mehanski napetosti. Glavna funkcija prevleke je stabilizirati prehodni upor skozi celotno življenjsko dobo vozila. Brez ustreznega površinskega zaključka bi osnovne kovine, kot sta baker ali mesing, hitro oksidirale, kar bi povzročilo odprte tokokroge ali občasne napake v sistemih – od informacijsko-razvedrilnih sistemov do samodejnih zavor.

Eden najbolj zlonamerenih načinov odpovedi je korozija zaradi drobnih gibanj . Pojavi se, ko mikrogibanja, povzročena s strani vibracij motorja ali toplotnega raztezanja, povzročijo trenje med stiknimi površinami. Če je prevleka premehek ali slabo prilegajoča, to gibanje obrusi zaščitni oksidni sloj in ustvarja ostankov, ki povečujejo upornost. Materiali za prevleke, kot so trdo zlato ali paladij-nikelj pogosto so določeni za območja z visokim tresenjem, ker se temu mehanizmu obrabe upirajo bolje kot mehki kositer.

Poleg električnih lastnosti prevleka opravlja pomembno funkcijo pregrade. Galvanska korozija je veliko tveganje, ko so različni kovini (npr. aluminijasta žična priključna sponka v stiku s bakrenim kontaktom) v prisotnosti elektrolita, kot je morska rosa. Ustrezno izbrana prevleka, kot je nikelj, deluje kot pregrada in preprečuje nastanek galvanskega člena, s čimer zagotavlja strukturno celovitost povezave.

Matrika izbire materiala: Kositer, zlato, srebro in nikelj

Izbira primernega materiala za prevleko je kompromis med zahtevami glede zmogljivosti (napetost, življenjska doba, temperatura) in stroški. Spodaj je primerjava standardnih možnosti, ki se uporabljajo pri avtomobilskem žongliranju.

Zlato ostaja standard za zanesljive signale, ker ne tvori izolacijskih oksidov. Kljub temu njegovi stroški vodijo inženirje proti izbirnemu nanašanju prevlek tehnike. Nasprotno, Srebro doživlja ponovni nastop zaradi elektrifikacije vozil; njegova odlična prevodnost zmanjšuje nastajanje toplote v povezavah EV z visokim tokom, vendar nosi tveganje potemnitve (tvorba sulfidov), ki ga je treba nadzorovati. Za splošne priključke Kositer in zlitine kositer-svinčevega (kjer je dovoljeno) zagotoviti »dovolj dobro« rešitev za statične povezave, ki se redko odklopijo.

Primerjava procesov: Reel-to-Reel proti Boben proti Rack

Proizvodna metoda določa tako strošek kot kakovost končnega dela. Navojno (neprekinjeno) prevlečenje je prevladujoči proces za žigosane avtomobilske kontakte. Pri tej metodi se žigosana trakova vodi skozi niz galvanskih kopeli, preden se prereže na posamezne dele. To omogoča Izbirnemu nanašanju prevlek (ali točkovno galvansko obdelavo), pri kateri se dragocene kovine, kot je zlato, nanesejo samo na stikalno površino, medtem ko preostanek dela prejme cenejši blesk ali sploh nobeno prevleko.

Primer študije podjetja CEP Technologies poudarja vrednost tega pristopa: s preoblikovanjem zvarjenega kontakta v žigosani del z izbirno zlatno prevleko so odpravili dragocene sekundarne operacije varjenja in zmanjšali porabo dragocenih kovin, s čimer so izboljšali izdelovanje in znižali stroške. Te natančnosti ni mogoče doseči z Boben Galvansko Obdelavo , kjer se surovi deli obračajo v bobnu. Čeprav je bobnenje gospodarno za prevlekanje celotnih delov (kot so vijaki ali preprosti sponki) s cinkom ali kositerjem, obstaja tveganje, da se drobni žični kraki zamatijo, poleg tega pa ne omogoča nanašanja izbirnih con.

Prevleka na nosilcu je namenjena kompleksnim, krhkim ali težkim geometrijam, ki jih ni mogoče navijati. Deli so pritrjeni na pritrdilne naprave, da se prepreči poškodba. Čeprav ponuja odlično kontrolno kakovost, je praviloma prepočasna in pretrudna za visoke količine večinske narave večine avtomobilskih priključkov.

Predprevleka proti popolni prevleki: Dilema golih robov

Osnovna odločitev v postopku žigosanja je, ali prevleči surovi trak pred žigosanja (predprevleka) ali prevleči končane dele po žigosanja (popolna prevleka). Predprevleko je praviloma cenovno ugodnejša in hitrejša, saj surovina pride na stiskalnico že pripravljena za obdelavo. Vendar pa dejanje žigosanja – rezanje in probijanje kovine – razkrije nepokrito osnovno kovino (praviloma baker ali jeklo) na strižnih robovih.

Ta "surovi rob" lahko predstavlja ranljivost v korozivnih okoljih, kar lahko povzroči rjo ali oksidacijo, ki se širi pod prevleko. Pri aplikacijah v kabini to redko predstavlja težavo. Vendar pa pri senzorjih pod haubo ali zunanjih senzorjih Po prevlečenju je pogosto potrebno, da se celoten komponent zaščiti s tesnjenjem. Kenmode opaža da ponudba žičnic po galvanski obdelavi v sistemu navijanja ponuja zlato sredino: zagotavlja popolno prekrivanje izrezanih robov in hkrati ohranja učinkovitost neprekinjenega procesa, čeprav zahteva skrbno konstrukcijo, da nosilni trak ne zakrije kritičnih področij.

Načrtovanje za galvansko obdelavo (DFM) za izrezane kontakte

Uspešna galvanska obdelava se začne že na risalni mizi. Inženirji morajo zasnovati nosilni trak —kovinski okvir, ki drži dele med izrezovanjem—tako, da je dovolj trdno zgrajen za napetost na liniji za galvansko obdelavo, hkrati pa dovolj fleksibilen, da omogoča vodilo skozi kopeli. Vodilne luknje morajo biti točno razporejeni, da se trak poravnava s selektivnimi ploščami za prevlečenje. Če je del zasnovan za bobnenje, mora imeti lastnosti, ki preprečujejo »zatikanje« (spajanje delov), kar povzroči nepokrite mesta.

Prehod iz prototipne konstrukcije na visokoobsežno proizvodnjo ploskih delov pogosto zahteva partnerja, ki razume te odtenke. Na primer, Shaoyi Metal Technology ponuja celovite rešitve za kovanje, ki premostijo to vrzel, in nudi natančno izdelavo od hitrega prototipiranja do serijske proizvodnje, hkrati pa sledi standardom IATF 16949. Sodelovanje z usposobljenim proizvajalcem že v fazi načrtovanja zagotavlja, da so lastnosti, kot so odtočne luknje (za preprečevanje zagozdenja kemikalij) in geometrije stikov, optimizirane za izbrano metodo prevlečenja.

Poleg tega izbira materiala vpliva na oprijem prevleke. Osnovni kovini, kot sta fosforna bronasta ali berilijeva baker, imata odlične lastnosti poženja, vendar morda zahtevata bakreni podplat, da se zagotovi pravilen oprijem končnega nivoja niklja ali zlata brez nastanka mehurčkov.

Standardi in preskušanje v avtomobilski industriji

Overitev v avtomobilski panogi je stroga. Specifikacije prevlek urejajo standardi, kot so USCAR-2 (Specifikacija zmogljivosti za avtomobilske električne povezovalne sisteme) in ASTM B488 (Standardna specifikacija za elektrolitične prevleke iz zlata). Ti standardi določajo ne le debelino prevleke, temveč tudi njeno poroznost, oprijem in trdoto.

Pogosti testi overitve vključujejo:

• Test z razprševanjem soli (ASTM B117): Izpostavi dele slani meglici za preizkus odpornosti proti koroziji. Nujen za preverjanje, da gole robove ali pore ne povzročijo okvare.
• Mešani tok plina (MFG): Simulira kompleksne atmosferske onesnaževalce (hlor, žveplo, dušikov dioksid), da preizkusi učinkovitost v industrijskih ali onesnaženih okoljih.
• Preizkus fretting korozije: Stiki se mehansko ciklirajo, hkrati pa se spremljajo skoki upornosti, kar zagotavlja, da prevleka zdrži vibracije motorja.
• Preizkus spajkanja: Preveri, ali bodo kaljevani konci iz litine pravilno navlaženi med sestavo tiskane vezja, tudi po »staranju s paro«, ki simulira shranjevanje.

Izdelovalci, kot so TE Connectivity strogo testirajo svoje DEUTSCH stike po teh standardih, da zagotovijo zanesljivo delovanje pri temperaturah od -55 °C do 150 °C. Navajanje skladnosti s temi standardi na tehničnem risbu je edini način, da se zagotovi, da bo končni del dosegel zahtevne cilje zanesljivosti sodobnih vozil.

Pogosta vprašanja: Prevleka avtomobilskih kontaktov

1. Katera je razlika med »svetlim« zlatom in »trdim« zlatom?

"Flash" zlato je zelo tanek sloj (običajno 3–5 mikropalčev), ki se uporablja predvsem za preprečevanje oksidacije na delih, ki bodo loteni, ali pri katerih bo število vstavljanj zelo nizko. "Trdo" zlato je debelejši nanos (30–50 mikropalčev), zlit s primesmi kobalta ali niklja za povečanje vzdržljivosti. Trdo zlato je potrebno za drsne kontakte ali priključke, ki se pogosto vstavljajo in izvlečejo, saj bi se flash zlato skoraj takoj obrabilo.

2. Zakaj je običajno potreben podpokrov?

Podpokrov, najpogosteje niklja, opravlja dve ključni vlogi. Prvič, deluje kot »zaklon pred difuzijo«, ki preprečuje atomom osnovnega kovinskega materiala (kot sta baker ali cink), da bi se premikali skozi zlati sloj in se oksidirali na površini, kar bi pokvarilo prevodnost. Drugič, zagotavlja trdno in izravnano osnovo, ki izboljša odpornost proti obrabi in svetilnost končnega zgornjega sloja.

3. Ali lahko za vse avtomobilske priključke uporabim prevleko s srebrnim pokrovom?

Čeprav je srebro najboljši prevodnik, ni univerzalna rešitev. Pri izpostavljenosti žveplu v atmosferi ali iz gumijastih tesnil se mu lahko »temni« (oblikuje se srebrni sulfid). Čeprav je ta temnitev dovolj prevodna za visokonapetostne (visoko-silne) aplikacije, kot je polnjenje električnih vozil, lahko povzroča težave z uporom v nizkonapetostnih signalnih vezjih z majhno silo. Srebro je občutljivo tudi na elektromigracijo v vlažnih okoljih, kar lahko povzroči kratek stik.