Beryllium kobberlegeringer, med sin utmerkede ledningsevne, elastisitet og utmattelsesmotstand, er kjernesubstratet for forskjellige elektriske nagler og kontaktkomponenter. Ved romtemperatur dannes det naturlig et tynt misfargingslag på overflaten av berylliumkobber. Etter varmebehandling med høy-temperatur dannes det et tett oksidlag. Denne oksidfilmen forstyrrer direkte påfølgende galvanisering, sveising og andre etterbehandlingsprosesser, og påvirker støpingsnøyaktigheten og driftsstabiliteten til forskjellige kobberberyllium-naglende sølvkontakter. Derfor er oksidfjerning og rengjøring av beryllium-kobberoverflaten et kritisk trinn i komponentbehandlingen. Denne artikkelen vil analysere i detalj dannelsesprinsippet for beryllium-kobberoksidlaget og profesjonelle rengjøringsprosesser som er egnet for forskjellige arbeidsforhold.
Beryllium-kobberoksidfilmen er hovedsakelig sammensatt av en blanding av berylliumoksid og forskjellige kobberoksider. Tykkelsen og sammensetningen av filmen bestemmes hovedsakelig av varmebehandlingstemperaturen, holdetiden og varmebehandlingsatmosfæren. Fordi beryllium har en meget sterk affinitet for oksygen, og berylliumoksid ikke kan reduseres av hydrogen, kan ikke oksiddannelse elimineres fullstendig uavhengig av varmebehandlingsatmosfæren; bare graden av oksidasjon kan reduseres gjennom prosessoptimalisering. Ulike kvaliteter av berylliumkobberlegeringer har betydelig forskjellige oksidasjonsegenskaper. Ved å ta den ofte brukte C17200 beryllium kobberlegeringen som et eksempel, under en nitrogenvarmebehandlingsatmosfære, vil et høytemperaturmiljø på 700 grader F og over resultere i et overflatelag dominert av berylliumoksid, mens et lavtemperaturmiljø på 600 grader F og lavere vil danne en blandet film av berylliumoksid og kobberoksid. Oksydlaget som dannes ved lav temperatur er tynnere og lettere å fjerne ved syrevask. Vitenskapelig varmebehandlingsprosess kan i stor grad forenkle vanskeligheten med påfølgende rengjøringsoperasjoner av elektriske fjærkontakter.
Varmebehandlingsforholdene bestemmer direkte tykkelsen og rengjøringsvanskeligheten til beryllium-kobberoksidfilmer. Oksydasjonseffektene av konvensjonell aldringsvarmebehandling og løsningsgløding varierer betydelig. Under konvensjonelle forhold for å holde ved 600 grader F i en inert atmosfære i 2 timer, er oksidfilmtykkelsen til C17200-legeringen bare 300 -800 Å, mens etter løsningsgløding ved 1450 grader F kan filmtykkelsen nå 1000-2000 Å. Tykke berylliumoksidfilmer er de vanskeligste å rengjøre og kan ikke fjernes ved konvensjonell syrebeising; de krever forbehandling med en-konsentrert alkalisk løsning med høy temperatur. Disse oksidlagene med høy-styrke vises vanligvis under råvarebehandlingsstadiet. Anerkjente råvareleverandører kan utføre forbehandling, og sikre et oksidfritt substrat for påfølgende behandling av In-Die Rivet Electrical Contacts.
For armaturberylliumkobbernittemonteringer etter stempling og aldersherding, har industrien utviklet flere modne syrebeisings- og rengjøringssystemer egnet for forskjellige oksidasjonsforhold og legeringsmaterialer. Vanlige rengjøringsformuleringer inkluderer svovelsyre-hydrogenperoksidsystemer, fosforsyre-salpetersyresystemer (PNA) og salpetersyresystemer. Ulike formuleringer har betydelig forskjellige egnede scenarier, driftsparametere og fordeler og ulemper. Det er viktig å merke seg at bly-inneholdende beryllium-kobberlegeringer må unngå svovelsyresystemer for å forhindre dannelse av uløselige blysulfatrester, noe som kan påvirke overflateglattheten og ledningsevnen til elektriske kontakter i sølv. For disse legeringene foretrekkes salpetersyre eller PNA beisingsprosesser.
Svovelsyre-hydrogenperoksid er et ofte brukt mildt rengjøringssystem i industrien. Standardforholdet er 20 % svovelsyre + 3 % hydrogenperoksid, med en driftstemperatur på 125 grader F. Det gir fordeler som enkel kontroll, ingen skadelige gasser og enkel behandling av avfallsvæske. Den kan også oppnå nedsenkingspoleringseffekter, forbedre overflateglattheten til berylliumkobber, og er egnet for rengjøring av forskjellige presisjons elektriske bevegelige kontaktnagler. Reaksjonshastigheten til dette systemet påvirkes kun av konsentrasjonen av hydrogenperoksid og temperatur; svingninger i svovelsyrekonsentrasjon har minimal innvirkning på renseeffekten. Videre kan kobberioner i løsningen fjernes gjennom lav-temperaturkrystallisering, noe som muliggjør resirkulering av løsningen. Bare periodisk overvåking av hydrogenperoksidkonsentrasjonen er nødvendig for å opprettholde stabil oksidativ rengjøringsevne.
Rensesystemer med salpetersyre er rimeligere og produserer lyse, rene berylliumkobberoverflater, noe som gjør dem egnet for prosessering av deler med store-volum. Imidlertid har de betydelige ulemper: kontroll av reaksjonshastigheten er vanskelig, skadelige gasser genereres lett under prosessen, og avfallsvæske krever spesialisert behandling. Mens urea kan tilsettes for å hjelpe til med å kontrollere røyk, forverrer dette den eksoterme reaksjonen, øker vanskelighetene med temperaturkontroll og genererer lett bobledefekter. For tiden bruker de fleste produksjonsscenarier urea-frie salpetersyreprosesser, og er avhengig av gode ventilasjonssystemer for å sikre driftssikkerhet. Dette systemet har sterk kobberlast-bæreevne og er egnet for for-rengjøring av ulike Embedded Silver Contacts In Die-materialer.
PNA Bright nedsenkingsrengjøringssystemet har en formulering av 38 % fosforsyre + 2 % salpetersyre + 60 % eddiksyre, med en driftstemperatur på 160 grader F. Kjernefordelen er at den kombinerer rengjørings- og poleringseffekter, reduserer overflateruheten til underlaget og gjør den påfølgende elektropletteringen av underlaget mer egnet for beryllium. Sammenlignet med kaldtvannsskylling kan varmtvannsskylling optimalisere overflatedannende effekt ytterligere. En liten mengde salpetersyre gjør rengjøringsreaksjonen mer kontrollerbar. Den eneste ulempen er at gjenværende fosfat- og kobberioner vil øke kostnadene for behandling av avløpsvann noe ved Moving Spring Assembly for Automotive Relay.
En komplett renseprosess for berylliumkobber kan ikke skilles fra et forbehandlingstrinn. Grundig fjerning av overflateolje og urenheter før beising sikrer en jevnere beisingseffekt og unngår problemet med ufullstendig rengjøring i enkelte områder. Hvis den rengjorte armaturberylliumkobbernagleenheten ikke umiddelbart kan utsettes for galvanisering eller sveising, er overflatebeskyttelse nødvendig. Industrien bruker vanligvis BTA bunnstoff, som kan danne en stabil beskyttende film på underlagets overflate, effektivt isolere oksygen og fuktighet, beskytte presisjonskomponenter som Relay Moving Spring fra oksidasjon og forurensning over en lang periode, og sikre stabil kvalitet i etterfølgende prosessering.
Oppsummert ligger kjernen i beryllium-kobberrengjøring i å matche en spesifikk rengjøringsprosess til egenskapene til oksidlaget og legeringsmaterialet, nøyaktig å overvinne problemer som vanskeligheten med å fjerne berylliumoksid, overflatedefekter og dårlig vedheft ved plating. Standardiserte rengjøringsprosedyrer kan fjerne berylliumkobberoksidlaget grundig, sikre galvaniserings- og sveisekvaliteten til ulike berylliumkobbernagle- og kontaktkomponenter, og forbedre produktets ledningsevne og levetid.
For tilpassede renseprosessløsninger og prosessteknologistøtte tilpasset ulikeberyllium kobber stemplingsfjærer, ta gjerne kontakt med oss. Vi vil gi profesjonell implementeringsveiledning basert på produktets driftsforhold.
Kontakt oss
