KRATKO

Prevlačenje žigosanih automobilskih kontakata ključan je korak za osiguravanje električne pouzdanosti, sprečavanje korozije i održavanje integriteta signala u teškim uslovima vožnje. Dok Činija nudi ekonomično rešenje za opštu upotrebu, Злато и Сребро su neophodni za aplikacije koje su kritične za bezbednost i visokonaponske EV aplikacije, redom. Za proizvodnju velikih količina, Kontinuirano prevlačenje sa trake (Reel-to-Reel) je industrijski standard, pružajući preciznu kontrolu i mogućnost korišćenja Селеективно плакирање —nanoseći dragocene metale samo tamo gde se kontakti spajaju—kako bi se znatno smanjili troškovi. Inženjeri moraju da iznađu ravnotežu između Prethodnog prevlačenja (jeftinije, ali ostavlja otvorene ivice) i Post-plating (100% покривеност) на основу изложености компонента влажности и вибрацијама.

Кључне функције премазивања код аутомобилских жичаних делова

У аутомобилској средини, жичани контакт никада није само комад метала; то је кључно спојно место које мора издржати термални шок, влажност и стални механички напон. Основна функција премазивања је стабилизација отпора контакта током целокупног века трајања возила. Без одговарајуће површинске обраде, основни метали као што су бакар или месинг би брзо оксидирали, што би довело до прекида кола или треперећих кварова у системима који се простиру од информтайнмента до система аутономног кочења.

Један од најопакијих начина квара је фретинг корозија . Ово се дешава када микропомерања изазвана вибрацијама мотора или термалним ширењем узрокују трење површина контаката једну о другу. Ако је премаз превише мек или лоше припојен, ово кретање проузрокује истрошак заштитног оксидног слоја, генеришући отпадни материјал који повећава отпор. Материјали за премаз попут тврди злато или паладијум-никел често се наводе за подручја са високим вибрацијама јер су отпорнији на овај механизам хабања у односу на меки калај.

Поред електричних карактеристика, пресвлачење има важну барьерну функцију. Galvanistička korozija велики је ризик када су разнородни метали (нпр. алуминијумска жичана терминал спарена са бакарним контакт) у присуству електролита као што је слана магла. Добро одабран слој пресвлачења, као што је никел, делује као међубаријер да спречи формирање галванског челија, обезбеђујући структурни интегритет везе.

Матрица избора материјала: Калај, Злато, Сребро и Никел

Избор одговарајућег материјала за пресвлачење је компромис између захтева за перформансама (напон, трајање циклуса, температура) и цене. У наставку је поређење стандардних опција које се користе у аутомобској штампи.

Злато и даље остаје стандард за сигнале високе поузданости јер не ствара изолационе оксиде. Међутим, његова цена наводи инжењере да се окрену селеективно плакирање техникама. Супротно томе, Сребро доживљава поновни успон због електрификације возила; његова изузетна проводљивост минимизира грејање у конекторима за електромобиле са великим струјама, иако постоји ризик црнења (стварање сулфида) који мора бити под контролом. За терминале опште намене, Калај и легуре калаја са оловом (где је дозвољено) пружају „довољно добар“ решење за статичке везе које се не ископчавају често.

Poređenje procesa: Reel-to-Reel naspram Bačve naspram Nosivog sistema

Metod proizvodnje određuje i cenu i kvalitet gotovog dela. Kontinuirano prevlačenje sa trake (Reel-to-Reel) je dominantni proces za automobilske kontakte izrađene štancovanjem. U ovom metodu, traka se nakon štancovanja provlači kroz niz kupki za prevlačenje pre nego što se iseče na pojedinačne delove. To omogućava Селеективно плакирање (ili tačkasto prevlačenje), gde se dragi metali poput zlata nanose само na kontakt površinu, dok ostatak dela dobija jeftiniju preliminarnu prevlaku ili uopšte nema prevlaku.

Studiju slučaja je objavila CEP Technologies koja ističe vrednost ovog pristupa: preuređivanjem zavarenog kontakta u štancovani deo sa selektivnim nanošenjem zlata, eliminisala je skupu sekundarnu operaciju zavarivanja i smanjila upotrebu dragih metala, čime je poboljšana izvodljivost proizvodnje i smanjena cena. Ova preciznost nije moguća kod Bačvastog prevlačenja , где се лабаве делови обрађују у барабану. Иако је цилиндрично наношење економично за прекривање целих делова (као што су вијци или једноставни клипови) цинком или калајем, постоји ризик запетљавања деликатних исеčених кракова, а не може се применити на селективним зонама.

Наношење на носач резервисано је за сложене, крхке или тешке геометрије које се не могу намотати. Делови се монтирају на прихвате како би се спречило оштећење. Иако омогућава изврсну контролу квалитета, углавном је преспоро и захтевно по радну снагу за високе количине које су карактеристичне за већину аутомобилских терминала.

Претходно наношење насупрот наношењу након стампаже: дилема о ивицама без премаза

Основна одлука у радном току стампаже је да ли наносити премаз на сирову траку пре стампажа (претходно наношење) или наносити премаз на готове делове након стампажа (наношење након стампаже). Prethodnog prevlačenja је углавном исплативије и брже, јер сировина стиже до пресе спремна за обраду. Међутим, сам процес стампаже — резање и пробијање метала — открива основни метал без премаза (обично бакар или челик) на ивицама добијеним резањем.

Ова „сирова ивица“ може бити угрожена у корозивним срединама, што потенцијално доводи до рђављења или оксидације испод премаза. За примену у кабини, ово је ретко проблем. Међутим, за сензоре испод капоа или спољашње сензоре, Post-plating често је потребно запечатити цели компонент. Кенмоде напомиње да релно-релни поступак штампаних трака након премазивања представља компромис: обезбеђује потпуно покривање ивица дубљених делова, а истовремено одржава ефикасност континуиране обраде, иако захтева пажљив дизајн како би се осигурало да носачка трака не прекрива критичне области.

Дизајн за премазивање (DFM) за дубљене контактe

Успешно премазивање започиње на цртежу. Инжењери морају да конструишу носачку траку —метални скелет који задржава делове током дубљења—довољно чврсто да издржи напон на линији за премазивање, али довољно флексибилно да се води кроз купке. Пилот отвори морају бити прецизно распоређени да би се трака поравнала са маскама за селективно наношење премаза. Ако је део пројектован за резбарско наношење премаза, мора имати карактеристике које спречавају "гнездовање" (блокирање делова један у другом), што изазива подручја без нанетог премаза.

Прелазак са пројекта прототипа на стампани производ у великим серијама често захтева партнера који разуме ове нјансе. На пример, Shaoyi Metal Technology обавља комплексна решења за клупску производњу која премошћавају овај јаз, нудећи прецизну израду од брзог израде прототипова до масовне производње, у складу са стандардима IATF 16949. Сарадња са квалификованим произвођачем у раној фази пројектовања осигурава да се карактеристике попут отвора за одводњавање (како би се спречило задржавање хемикалија) и геометрија контаката оптимизују за одабрани метод наношења премаза.

Штавише, избор материјала утиче на прилијење премаза. Основни метали као што су фосфорна бронза или берилијумска бакар су одлични по питању својстава опруге, али можда захтевају бакарну подлогу како би се осигурало исправно прилијење коначног слоја никла или злата без стварања мехура.

Стандарди и тестирање у аутомобилској индустрији

Валидација у аутомобилској области је строга. Спецификације премаза регулишу стандарди као што су USCAR-2 (Спецификација перформанси за аутомобилске електричне конекторе) и ASTM B488 (Стандардна спецификација за електролитске премазе златом). Ови стандарди одређују не само дебљину премаза, већ и његову порозност, прилијење и тврдоћу.

Уобичајени тестови валидације укључују:

• Тест прскања сланом млазницом (ASTM B117): Излаже делове сланој магли ради тестирања отпорности на корозију. Неопходно за потврђивање да сурови ивице или поре не доводе до отказа.
• Mešovita gasna smesa (MFG): Simulira složene atmosferske zagađivače (hlor, sumpor, dioksid azota) kako bi se testirala performansa u industrijskim ili zagađenim sredinama.
• Test habanja i korozije: Cikliranje kontakta na mehanički način uz praćenje skokova otpornosti, osiguravajući da prevlaka može izdržati vibracije motora.
• Test kaljenja: Proverava da li će olovne trake sa kalajnom prevlakom pravilno navlažiti tokom montaže na PCB ploču, čak i nakon „starenja parom“ koje simulira skladištenje.

Proizvođači poput TE Connectivity strogo testiraju svoje DEUTSCH kontakte prema ovim standardima, osiguravajući pouzdan rad u temperaturnom opsegu od -55°C do 150°C. Navođenje usklađenosti sa ovim standardima na tehničkom crtežu je jedini način da se garantuje da konačni deo ispunjava zahtevne ciljeve pouzdanosti savremenih vozila.

ČPP: Prevlačenje automobilskih kontakata

1. U čemu je razlika između „tankog“ zlata i „tvrdog“ zlata?

"Blesak" zlata je veoma tanki sloj (obično 3–5 mikro-inča) koji se koristi prvenstveno za sprečavanje oksidacije delova koji će biti lemovani ili imaju vrlo nizak broj spajanja. "Tvrdо" zlato je deblji sloj (30–50 mikro-inča) legiran sa malim količinama kobalta ili nikla radi povećanja izdržljivosti. Tvrdо zlato je neophodno za klizne kontakte ili konektore koji će često biti utaknuti i izvučeni, jer bi „blesak“ zlata gotovo odmah pretrpeo habanje.

2. Zašto je podložni sloj obično neophodan?

Podložni sloj, najčešće Nikal, ima dve ključne uloge. Prvo, deluje kao „barijera difuzije“, koja sprečava atome osnovnog metala (poput bakra ili cinka) da se kreću kroz sloj zlata i oksidišu na površini, što bi uništilo provodljivost. Drugo, obezbeđuje tvrdu, poravnavajuću bazu koja poboljšava otpornost na habanje i sjaj završnog zaštitnog sloja.

3. Da li mogu koristiti prevlake od Srebra za sve automobilske konektore?

Иако је сребро најбољи проводник, оно није универзално решење. Подложно је „тамњењу“ (стварању сумпора сребра) када је изложено сумпору у атмосфери или гуменим заптивкама. Иако ово тамњење довољно добро проводи за примену у колима са високим напоном (висока сила), као што је пуњење електромобила, може проузроковати проблем отпорности у нисконапонским и слабострујним сигнализационим колима. Сребро је такође подложно електромиграцији у влажном окружењу, што може довести до кратких спојева.