Процесът на галванопластика с твърдо злато се използва широко в ключови части на печатни платки като златни пръсти и електронни конектори поради отличната си устойчивост на износване, добра проводимост и устойчивост на корозия. Тези части често са подложени на чести механични въздействия като поставяне и изваждане, триене и т.н. по време на употребата на продукта, така че има изключително високи изисквания за устойчивост на износване на галванично покритие от твърд златен слой. За да се гарантира качество и надеждност на продукта, е особено важно да се разработят научни и разумни стандарти за изпитване на устойчивостта на износване на галванично покрито твърдо злато.
1, Ключови фактори, влияещи върху устойчивостта на износване на галванично покрито твърдо злато
(1) Дебелина на покритието
Дебелината на покритието е основният фактор, влияещ върху устойчивостта на износване. Най-общо казано, по-дебелите покрития от твърдо злато могат да издържат на повече триене и имат по-добра устойчивост на износване. Например, в някои аерокосмически електронни съоръжения, които изискват изключително висока устойчивост на износване, дебелината на галванично покритие от твърд златен слой обикновено се контролира на относително високо ниво. Дебелината на покритието обаче не е неограничена. Твърде дебелите покрития не само значително увеличават производствените разходи, но могат също така да доведат до намаляване на адхезията между покритието и субстрата, което води до проблеми като отлепване и лющене. Поради това е необходимо разумно да се контролира дебелината на покритието, като се спазват изискванията за устойчивост на износване.
(2) Твърдост на покритието
Твърдостта на покритието от твърдо злато зависи главно от състава на неговата сплав и параметрите на процеса на галванопластика. Чрез добавяне на легиращи елементи като кобалт и никел към чистото злато може да се образува покритие от по-твърда сплав. Например покритията от твърдо злато, съдържащи кобалт, могат да постигнат твърдост от 150-200HV, което значително подобрява тяхната устойчивост на износване в сравнение с покритията от чисто злато с твърдост 50-90HV. Освен това параметри като плътност на тока, температура на разтвора за покритие и стойност на pH по време на процеса на галванопластика също могат да повлияят на кристалната структура и твърдостта на покритието. Подходящите параметри на процеса могат да накарат покритието да кристализира фино и плътно, като по този начин подобрява твърдостта и устойчивостта на износване.
(3) Състояние на повърхността на субстрата
Плоскостта, грапавостта и чистотата на повърхността на субстрата оказват значително влияние върху устойчивостта на износване на галванично покритие от твърд златен слой. Ако има очевидни драскотини, вдлъбнатини и други дефекти по повърхността на субстрата или ако грапавостта е висока, трудно е покритието от твърдо злато да се покрие равномерно по време на галванично покритие. Тези слаби зони са склонни да се повредят първо по време на триене, което води до намаляване на общата устойчивост на износване на покритието. Междувременно, ако има остатъчни маслени петна, примеси и т.н. по повърхността на субстрата, това ще повлияе на адхезията между покритието и субстрата, като по този начин ще намали устойчивостта на износване на покритието. Следователно стриктната предварителна обработка на повърхността на субстрата преди галванопластика, като шлайфане, полиране, почистване и т.н., е ключова стъпка за гарантиране на качеството и устойчивостта на износване на покритието.
(4) Среда на използване
Много фактори в действителната среда на използване, като температура, влажност, корозивни газове, прахови частици и т.н., могат да повлияят на устойчивостта на износване на галванично покрити слоеве от твърдо злато. В среда с висока температура твърдостта на покритието може да намалее, което води до намаляване на устойчивостта на износване; Средата с висока влажност може лесно да причини корозия на покритията, отслабвайки тяхната устойчивост на износване; Корозивни газове като серен диоксид и сероводород могат да реагират химически с твърди златни покрития, увреждайки структурата на покритието; Праховите частици могат да действат като абразиви по време на триене, засилвайки износването на покритието. Следователно, когато се оценява устойчивостта на износване на галванично покритие от твърдо злато, е необходимо да се вземат предвид напълно характеристиките на действителната среда на използване на продукта.
2, Общи методи и стандарти за изпитване на устойчивост на износване
(1) Тест за триене и износване
Принцип и оборудване: Тестът за триене и износване е тест за износване, проведен върху галванизирани проби от твърдо злато чрез симулиране на условията на триене при реална употреба. Общото оборудване включва тестер за абразия Taber. Това устройство симулира действителния процес на триене и износване чрез прилагане на определено налягане върху повърхността на пробата и въртене на шлифовъчното колело с определена скорост, за да генерира триене с повърхността на пробата. По време на експеримента материалът, скоростта, налягането на натоварване и времето на триене на шлифовъчното колело могат да бъдат прецизно контролирани.
Стандарти за изпитване: Специфичните параметри и показатели за оценка за изпитване на триене и износване са ясно дефинирани в съответните индустриални стандарти. Например, определени стандарти изискват използването на специфични модели шлифовъчни дискове, натоварени с определено налягане (като 1000g) и подложени на тестове за триене върху проби при определена скорост (като 60r/min). Индикаторите за оценка обикновено включват количеството на износване след определен брой цикли на триене или броя на циклите на триене при достигане на определена степен на износване. В някои стандарти за изпитване на електронни конектори се изисква износването на покритието на пробата след 5000-10000 цикъла на триене да не надвишава определената стойност и да няма феномен на открит субстрат.
(2) Тест за продължителност на живота при включване и изключване
Принцип и оборудване: Тестът-за живот на щепсела е насочен главно към електронни съединители и други продукти, като симулира техния процес на включване-при действителна употреба и тества устойчивостта на износване на галванично покритие от твърд златен слой по време на повтарящи се процеси на включване. Тестващото оборудване обикновено е в състояние да контролира прецизно параметри като скорост, сила, ъгъл и брой вмъквания и премахвания. Например, някои високо-прецизни машини за тестване на живота на включване и изключване могат да контролират скоростта на включване и изключване в рамките на 1-5 пъти в секунда и грешката на силата на включване и изключване в много малък диапазон.
Стандарти за изпитване: Съответните стандарти съдържат подробни разпоредби относно условията на околната среда, методите за изпитване и критериите за квалификация за изпитване на живота на щепсела-. Например стандартът MIL-STD-202 определя температурата на околната среда, влажността и други условия за тестване на живота на щепселите, като обикновено изисква тестването да се провежда в среда с нормална температура и влажност. По отношение на експерименталните методи са определени параметри като ход, скорост и ъгъл на вкарване за всяко вкарване и извличане. Критериите за квалификация обикновено се определят въз основа на специфичните сценарии на приложение на продукта. Например, за съединители на оборудване като сървъри, които изискват често включване и изключване, може да се изисква промяната на съпротивлението на контакта да остане в рамките на допустимия диапазон след десетки хиляди включвания и изваждания и покритието да няма очевидно износване или лющене; За конектори на потребителски електронни продукти необходимият брой вмъквания и премахвания може да е относително малък, но те също трябва да отговарят на определени изисквания за надеждност.
(3) Тест за надраскване
Принцип и оборудване: Тестването за надраскване се провежда чрез прилагане на постепенно увеличаващи се натоварвания върху повърхността на галванизирани проби от твърдо злато, като се използва диамантена игла за надраскване, за да се надраска повърхността на пробата, като се наблюдава състоянието на надраскване на покритието при различни натоварвания и се оценява устойчивостта на износване и адхезията на покритието. Оборудването за изпитване се състои главно от система за зареждане, устройство за маркиране на игла и система за наблюдение и измерване. Системата за зареждане може точно да контролира натоварването, приложено към иглата за надраскване, а устройството с иглата за надраскване гарантира, че иглата за надраскване преминава върху повърхността на пробата при стабилна скорост и ъгъл. Системата за наблюдение и измерване се използва за записване на морфологията, ширината, дълбочината и друга информация за драскотината.
Стандарти за тестване: Стандартите за тестване с надраскване варират в различните индустрии и области на приложение. Най-общо казано, стандартите определят материала, формата и размера на маркиращата игла, като например често използваната диамантена игла за маркиране, която има строги изисквания за радиуса и ъгъла на върха. Методът на натоварване обикновено приема непрекъснато натоварване или степенувано натоварване и записва критичното натоварване, когато покритието изпитва явления на повреда, като напукване и лющене. Например, в някои стандарти за изпитване на аерокосмически електронни компоненти, критичното натоварване за тестване на надраскване се изисква да бъде над определена стойност, за да се гарантира, че покритието има добра устойчивост на износване и свързване в сложни стресови среди.