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盲孔接触件电镀工艺解析

2019-06-15

探索科学(学术版) 2019年12期
关键词:孔内机加工镀层

苏州华旃航天电器有限公司 江苏 苏州 215129

1 引言

盲孔接触件即只有一个孔洞的机加工零件,作为特殊使用场景,比如气密时,应用较为广泛,但该结构却给机加工过程的排屑,以及清洗、电镀造成很大困扰,以致于应用到连接器产品上造成信号通断质量,进而对整机系统的稳定使用埋下隐患。

2 镀层标准解析

盲孔接触件一般采用Cu/Ni/Au的电镀结构。在电镀过程中,由于表面张力作用,导致盲孔内溶液交换困难,同时又受溶液深度能力的制约。因此,QJ450B-2005标准对于盲孔零件孔内电镀层的质量有相应的规定。

2.1 表面张力 当盲孔零件置入溶液中,由于溶液表面张力的作用,出现毛细管现象。溶液进入到孔内以后,孔内部的压力往往大于孔外部的压力。对于微小的盲孔零件,由于虹吸作用,液体一旦进入盲孔后,难以流通交换出来,机加工残留铜屑(粉)、油污等无法清洗出来。在酸洗、活化过程中,孔内氧化物难以去除,并且会有前道的溶液滞留于细孔内,最终造成后道的溶液被污染。

2.2 溶液深镀能力 电镀溶液通常会有一定的深镀能力,一方面受制于孔内溶液交换的原因,另外一方面是由于孔内电极电势通常会较孔外低,由于达不到金属沉积所需要的电极电势,最终会导致导致孔内无镀层。

正如以上两个特征存在,在QJ450B-2005《金属镀覆层厚度系列与选择原则》中规定:

Ni镀层:a)直径(或宽度)d≦5mm的盲孔(或槽、逢)其深度h大于等于直径(或宽度)1.5倍处,b) 直径(或宽度)d≦5mm的通孔(或槽、逢)其深度h大于等于直径(或宽度)2倍处,镀镍时允许无镀层;Au镀层:直径(或宽度)d≦3mm的通孔(或槽、逢)其深度h大于等于直径(或宽度)3倍处允许无镀层[1]。

标准中没有如Ni镀层一样的Au镀层盲孔孔内镀层质量的规定,但通过类比,作为接触镀层,无论工艺局限如何应能够保证盲孔孔内工作部位有满足接触性能的镀金层。

3 电镀工艺管控要点评述

由于盲孔结构对电镀过程影响这一无法避免的特征,实际生产中务必对盲孔零件的机加工后续清洗,周转防护,电镀等环节进行关键点、难点分析与管控,同时将各环节的要点固化至文件中,实际生产严格执行。以下就此展开分析。

3.1 素材质量要求 机加过程中使用的冷却剂通常会残留在孔内,如果不立即去除,待冷却剂干涸以后,一方面会造成孔内局部锈蚀,另外一方面干涸的残留物质会于孔壁有较强的结合力,即使将盲孔剖开,常规方法也就无法再清洗干净。因此,机加完毕后可以选择立即清洗,同时确保各工步之间孔内液体彻底去除,热风吹干,禁止高温烘干,防止铜表面氧化严重。或者油封处理,零件保持润湿状态,防止干涸。

而对于需要机械研磨抛光的零件,研磨液必须充分彻底清洗干净,否则干涸在盲孔内,活性剂成分、蜡状成分粘附在孔内后,我们俗称“油锅巴”,极难再次溶解去除。

3.2 电镀工艺分析 盲孔电镀工艺流程主要包括脱脂、清洗、活化、镀铜、活化、镀镍、预镀金、镀金、热水煮、烘干等工序。

为避免溶液的表面张力导致的溶液交换性差的问题,脱脂工序,活化工序、所有电镀工序可以考虑采用超声波辅助,利用超声波的空化效果,提高溶液的交换效率。以下为各工序的功能型介绍。

表1 盲孔接触件电镀主要工序评述

4 实际作业效果

根据对电镀工艺难点与关键点的分析,作业员按照形成的盲孔电镀工艺作业指导书严格执行操作,做出的实物,孔内质量见图1a。

实际生产中,作业员应能结合个人经验与技艺,灵活运用作业指导书,关键工序采用网兜电镀,最终多套工艺效果对比后。选定专人、专厂定点生产,采用该工艺电镀后的黑孔率稳定控制在1%以内。

图1 多种电镀效果对比

5 总结

通过对盲孔接触件电镀工艺难点的分析,形成盲孔接触件电镀工艺指导书,作业员结合个人经验与技艺,实际操作时严格落实文件关键控制点。盲孔实物质量能够很好的满足当前盲孔接触件黑孔率1%的水平。后续通过组装环节的过程管控,可以满足产品使用要求。

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