Galvaniseringsprocessen for hårdt guld er meget udbredt i nøgledele af trykte kredsløb, såsom guldfingre og elektroniske stik på grund af dens fremragende slidstyrke, gode ledningsevne og korrosionsbestandighed. Disse dele udsættes ofte for hyppige mekaniske påvirkninger som isætning og udtrækning, friktion osv. under brugen af produktet, hvorfor der stilles ekstremt høje krav til slidstyrken af det elektropletterede hårde guldlag. For at sikre produktkvalitet og pålidelighed er det særligt vigtigt at udvikle videnskabelige og rimelige teststandarder for slidstyrken af elektropletteret hårdt guld.
1, nøglefaktorer, der påvirker slidstyrken af elektropletteret hårdt guld
(1) Belægningstykkelse
Tykkelsen af belægningen er den grundlæggende faktor, der påvirker slidstyrken. Generelt kan tykkere hårdguldbelægninger modstå mere friktion og have bedre slidstyrke. For eksempel, i noget elektronisk rumfartsudstyr, der kræver ekstrem høj slidstyrke, styres tykkelsen af det elektropletterede hårde guldlag normalt på et relativt højt niveau. Tykkelsen af belægningen er dog ikke ubegrænset. For tykke belægninger øger ikke kun produktionsomkostningerne markant, men kan også føre til et fald i vedhæftningen mellem belægningen og underlaget, hvilket resulterer i problemer såsom afskalning og afskalning. Derfor er det nødvendigt med rimelighed at kontrollere belægningens tykkelse, samtidig med at kravene til slidstyrke overholdes.
(2) Belægningshårdhed
Hårdheden af hård guldbelægning afhænger hovedsageligt af dens legeringssammensætning og galvaniseringsprocesparametre. Ved at tilføje legeringselementer som kobolt og nikkel til rent guld, kan der dannes en hårdere legeringsbelægning. For eksempel kan hårde guldbelægninger indeholdende kobolt opnå en hårdhed på 150-200HV, hvilket væsentligt forbedrer deres slidstyrke sammenlignet med rene guldbelægninger med en hårdhed på 50-90HV. Derudover kan parametre som strømtæthed, pletteringsopløsningstemperatur og pH-værdi under galvaniseringsprocessen også påvirke belægningens krystallinske struktur og hårdhed. Passende procesparametre kan få belægningen til at krystallisere fint og tæt og derved forbedre hårdheden og slidstyrken.
(3) Overfladetilstand af substrat
Fladheden, ruheden og renheden af substratoverfladen har en væsentlig indflydelse på slidstyrken af det elektropletterede hårde guldlag. Hvis der er tydelige ridser, huller og andre defekter på overfladen af underlaget, eller hvis ruheden er høj, er det svært for den hårde guldbelægning at dække jævnt under galvanisering. Disse svage områder er tilbøjelige til at blive beskadiget først under friktion, hvilket resulterer i et fald i belægningens samlede slidstyrke. I mellemtiden, hvis der er resterende oliepletter, urenheder osv. på overfladen af underlaget, vil det påvirke vedhæftningen mellem coatingen og underlaget og derved reducere coatingens slidstyrke. Derfor er streng overfladeforbehandling af underlaget før galvanisering, såsom slibning, polering, rengøring osv., et nøgletrin for at sikre belægningens kvalitet og slidstyrke.
(4) Brugsmiljø
Mange faktorer i faktiske brugsmiljøer, såsom temperatur, fugtighed, ætsende gasser, støvpartikler osv., kan påvirke slidstyrken af elektropletterede hårde guldlag. I miljøer med høje temperaturer kan belægningens hårdhed falde, hvilket fører til et fald i slidstyrke; Miljøer med høj luftfugtighed kan let forårsage korrosion af belægninger, hvilket svækker deres slidstyrke; Ætsende gasser såsom svovldioxid og svovlbrinte kan reagere kemisk med hårde guldbelægninger og beskadige belægningsstrukturen; Støvpartikler kan virke som slibende midler under friktion, hvilket forværrer sliddet på belægningen. Når man vurderer slidstyrken af galvaniseret hårdt guld, er det derfor nødvendigt fuldt ud at overveje egenskaberne ved det faktiske brugsmiljø for produktet.
2, Almindelige testmetoder og standarder for slidstyrke
(1) Friktions- og slidtest
Princip og udstyr: Friktions- og slidtest er en slidtest udført på elektropletterede prøver af hårdt guld ved at simulere friktionsforholdene ved faktisk brug. Fælles udstyr inkluderer Taber slidtesteren. Denne enhed simulerer den faktiske friktion og slidproces ved at påføre et vist tryk på overfladen af prøven og rotere slibeskiven ved en bestemt hastighed for at generere friktion med prøveoverfladen. Under forsøget kan slibeskivens materiale, hastighed, belastningstryk og friktionstid styres præcist.
Teststandarder: Specifikke parametre og evalueringsindikatorer for friktions- og slidtest er klart defineret i relevante industristandarder. For eksempel kræver visse standarder brugen af specifikke modeller af slibeskiver, belastet med et bestemt tryk (såsom 1000g) og udsat for friktionstest på prøver ved en bestemt hastighed (såsom 60r/min). Evalueringsindikatorerne inkluderer normalt mængden af slid efter et specificeret antal friktionscyklusser eller antallet af friktionscyklusser, når en vis grad af slid er nået. I nogle teststandarder for elektroniske konnektorer kræves det, at sliddet af belægningen på prøven efter 5000-10000 friktionscyklusser ikke må overstige den specificerede værdi, og der bør ikke være noget eksponeret substratfænomen.
(2) Stik og træk ud af levetidstest
Princip og udstyr: Plug--in life-testen er hovedsageligt rettet mod elektroniske konnektorer og andre produkter, simulerer deres plug-in-proces under faktisk brug og tester slidstyrken af det elektropletterede hårde guldlag under gentagne plug-in-processer. Testudstyr er normalt i stand til præcist at kontrollere parametre såsom hastighed, kraft, vinkel og antal indsættelser og fjernelser. For eksempel kan nogle høj-præcisionstestmaskiner til tilslutning og frakobling af levetiden kontrollere til- og frakoblingshastigheden inden for 1-5 gange pr. sekund, og fejlen i tilslutnings- og frakoblingskraften inden for et meget lille område.
Teststandarder: Relevante standarder har detaljerede bestemmelser om miljøforhold, testmetoder og kvalifikationskriterier for plug-in life-test. For eksempel specificerer MIL-STD-202-standarden miljøtemperaturen, fugtigheden og andre betingelser for plug-in-levetidstest, hvilket typisk kræver, at test udføres i et normalt temperatur- og fugtighedsmiljø. Med hensyn til eksperimentelle metoder er parametre som slag, hastighed og indføringsvinkel specificeret for hver indføring og udtrækning. Kvalifikationskriterierne bestemmes generelt ud fra de specifikke anvendelsesscenarier for produktet. For eksempel, for udstyrskonnektorer såsom servere, der kræver hyppig til- og frakobling, kan det være påkrævet, at kontaktmodstandsændringen forbliver inden for det tilladte område efter titusindvis af til- og frakobling, og belægningen har ikke noget tydeligt slid eller afskalningsfænomen; For stik til forbrugerelektronikprodukter kan det nødvendige antal indsættelser og fjernelser være relativt lavt, men de skal også opfylde visse pålidelighedskrav.
(3) Ridsetest
Princip og udstyr: Ridsetest udføres ved at påføre gradvist stigende belastninger på overfladen af elektropletterede hårde guldprøver, ved at bruge en diamantridsenål til at ridse prøveoverfladen, observere belægningens ridsetilstand under forskellige belastninger og evaluere belægningens slidstyrke og vedhæftning. Testudstyret består hovedsageligt af et læssesystem, en nålemarkeringsanordning og et observations- og målesystem. Indlæsningssystemet kan nøjagtigt kontrollere belastningen påført på ridsenålen, og ridsenålen sikrer, at ridsenålen passerer over prøveoverfladen med en stabil hastighed og vinkel. Observations- og målesystemet bruges til at registrere morfologien, bredden, dybden og andre oplysninger om ridsen.
Teststandarder: Standarderne for ridsetest varierer mellem forskellige industrier og anvendelsesområder. Generelt specificerer standarder materialet, formen og størrelsen af markeringsnålen, såsom den almindeligt anvendte diamantmarkeringsnål, som har strenge krav til dens spidsradius og vinkel. Ladningsmetoden anvender normalt kontinuerlig belastning eller graderet belastning og registrerer den kritiske belastning, når belægningen oplever fejlfænomener såsom revner og afskalning. For eksempel, i nogle teststandarder for elektroniske komponenter til rumfart, kræves det, at den kritiske belastning for ridsetest er over en vis værdi for at sikre, at belægningen har god slidstyrke og bindingsevne i komplekse stressmiljøer.