sv_SE Svenska

Hur man testar och återvinner guldplätering för smycken

Den här artikeln handlar om testmetoder för guldpläteringens tjocklek, hårdhet, inre spänning och slitstyrka. Den förklarar också guldåtervinning från avfall för smyckestillverkare. Lär dig mikroskop-, kemikalie- och röntgentekniker. Perfekt för smyckesbutiker, studior, varumärken, återförsäljare, designers och online-säljare.

Hur man testar och återvinner guldplätering för smycken

Testning och återvinning av guldplätering: Tjocklek, hårdhet, stress, slitage och miljövänlig återvinning för smycken

Inledning:

Undrar du hur du kan säkerställa kvaliteten på guldpläteringen på dina smycken? Den här artikeln handlar om olika testmetoder för guldpläteringens tjocklek, hårdhet, inre spänning och slitstyrka. Lär dig vad tekniker som mikroskopmätning, kemisk upplösning och fluorescerande röntgen kan göra. Dessutom får du veta varför det är viktigt att återvinna guld från avfall och hur man gör det. Viktig läsning för smyckesbutiker, studior, varumärken och designers som strävar efter förstklassig kvalitet och hållbarhet.

hur man testar och återvinner guldplätering för smycken

hur man testar och återvinner guldplätering för smycken

Innehållsförteckning

Avsnitt I Provning av guldpläteringsskiktets fysikaliska egenskaper

1. Tjocklek

Metoderna för att mäta guldpläteringsskiktets tjocklek omfattar optiska, elektrokemiska, kemiska och mekaniska metoder. Observationsmetoder för prover inkluderar direkta, indirekta och icke-destruktiva metoder. De mest grundläggande och vanligaste mätmetoderna visas i tabell 1-137.
Tabell 1-137 Översikt över metoder för mätning av tjocklek på guldpläteringsskikt
Nej, det gör jag inte. Mätmetod Modell Mätområde/μm Precision Tidsåtgång/min Kunskaper krävs Kommersiellt tillgänglig utrustning Anmärkningar
1 Mikroskopmetod (sektion) P,D Ovan 2

2%(5μm)

10%(2μm)

50%(lμm)

60〜90 Hög Tillgänglig Lämplig för mätning av tjockleken på 2 μm eller mer över ett brett område och för mätning av den inre ytan.
2 Ackordmetod P,D Ovan 2 Samma som 1 5 Medium Tillgänglig Tillämplig på arbetsplatsen
3 Mikroskopi med interferens P,N(D) 0〜20 0. 5% 5 Hög Tillgänglig Tillförlitlighetsmätning av mycket tunna skikt
4 Kemisk upplösningsmetod S,D Över 0 0,5% 〜 1% 20 Hög - Gäller för ren guldplätering och guldfolie som återstår efter upplösning av substratet.
5 Gravimetrisk metod S Över 0 0. 5%〜 1% 3〜5 Hög - Kontroll av genomsnittlig tjocklek på det pläterade skiktet
6 Anodisk upplösning S,D 0. 5〜 0. 7 Samma som 1 3〜5 Medium Tillgänglig Mätning av fina trådar
7 Fluorescens röntgen S,N 0〜5 0. 5% 3〜5 Medium Tillgänglig Lämplig för kvalitetskontroll
8 Bakåtspridning av betastrålning S,N 0. 25〜 2. 5 1% 〜2% 2〜3 Medium Tillgänglig Lämplig för kvalitetskontroll
9 Elektronprobe-metod S,N Över 0 - - Hög Tillgänglig -
10 Profilome-försök P,N(D) 0〜10 Samma som 3 3〜5 Medium Tillgänglig -
Anmärkning: P står för direkt metod, S står för indirekt metod, D står för förstörande metod och N står för icke-förstörande metod.

I det följande presenteras vanliga dagliga metoder.


(1) Mikroskopmetod


① Metod för provberedning: Inbäddning, slipning etc. av provet måste utföras av mycket skickliga tekniker. Låg temperatur krävs för att förhindra termisk diffusion mellan materialet och guldpläteringsskiktet vid inbäddning av provet i harts.

Från grovslipning till den slutliga finslipningen med diamantslipmedel under 1 μm måste överdriven sliptid undvikas för att säkerställa att slipytan blir jämn. Detta är särskilt viktigt när det finns en betydande hårdhetsskillnad mellan pläteringsskiktet, substratmaterialet eller skyddsskiktet. I synnerhet uppstår lätt kollaps mellan flera metallskikt, vilket orsakar mätfel på begränsningslinjen (Figur 1-114).

Figur 1-114 Orsaker till fel vid mikroskopisk mätning av tvärsnitt
Figur 1-114 Orsaker till fel vid mikroskopisk mätning av tvärsnitt
Etsningslösningen är en lösning av 5% salpetersyra tillsatt till etanol. För att avslöja en tydlig gränslinje för pläteringsskiktet krävs stor erfarenhet, och överetsning kommer att göra skiktpositionen oklar, särskilt när tvärsnittet är lutande, vilket lättare orsakar fel.


② Orsaker till fel vid mikroskopisk mätning av tvärsnitt


  • a. Fel som orsakas av felaktig inbäddning, särskilt den höga sannolikheten för fel i lutande tvärsnitt.
  • b. Under slipning måste överetsning utföras om beläggningen spricker eller kollapsar, vilket lätt leder till fel. Fel som orsakas av detta skäl är särskilt sannolika i lutande tvärsnitt. Dessutom blir begränsningslinjen oklar om slipavfallet från grovslipningen inte avlägsnas ordentligt.
  • c. Fel orsakade av otillräcklig mikroskopförstoring (när 1~2 μm, görs mätningen vid 1000x).
  • d. Fel som orsakas av instrumentutrustning på grund av linsskakningar, användning etc.
  • Vid mätning av beläggningstjocklek med ett mikroskop kan fel uppstå på grund av provuppställning och operatörens skicklighet. Beläggningstjockleken på 2 μm mäts dock i allmänhet inom mätgränsen, varvid noggrannheten är cirka ±10%.


③ Fördelar och nackdelar med mikroskopmetoden visas i tabell 1-138.

Tabell 1-138 Jämförelse av fördelar och nackdelar med mikroskopmetoden
Fördelar Nackdelar

① Den är oberoende av tjockleken på det pläterade skiktet och kan mätas direkt.

② Tjockleksfördelningen av pläteringen längs snittytan och hela pläteringen kan mätas.

③ Kombinationen av pläteringsskikt och basskikt kan mätas, och varje skikt kan mätas separat.

④ Mätning är möjlig på alla sidor oavsett provets form.

⑤ Strukturen och kvalitetsegenskaperna hos bundna kristaller kan i allmänhet undersökas från tvärsnittet, och provets hårdhet kan mätas.

⑥ En av de mest exakta mätmetoderna för tjocklekar på 2,5um eller mer.

① Förstörande provning

② Tidskrävande (60~90 minuter beroende på hartsets härdningstid)

③ Mätarens erfarenhet är mycket viktig, men det är inte lätt att vara noggrann vid tunnplätering.

   

(2) Kemisk upplösningsmetod

Skär en del av provet och lös upp det i folieform med hjälp av salpetersyra. Efter noggrann tvättning med vatten, rengör du igen med alkohol eller aceton, torkar och väger (denna metod kan dock orsaka fel för andra beläggningar än rent guld). Beräkningen av beläggningens tjocklek görs enligt följande:

Beräkning av beläggningens tjocklek

I formeln, 

W- beläggningens kvalitet, g;

a- beläggningens yta, cm2;

d- beläggningens densitet, g/cm2.

Om beläggningsytan är tillräcklig har denna detektionsmetod hög noggrannhet. Eftersom massan av 1cm2, 1μm guld är 0,00193 g, och balansens mätnoggrannhet är 0,00002 g, mätnoggrannheten är 1%. Därför kan en ökning av mätområdet också säkerställa noggrannhet när guldpläteringsskiktet är mycket tunt. Fördelarna och nackdelarna med denna mätmetod visas i tabell 1-139.

Tabell 1-139 Fördelar och nackdelar med kemisk upplösningsmetod för tjockleksmätning
Fördelar Nackdelar

Hög noggrannhet över ett brett spektrum av beläggningstjocklekar

Mätningen är oberoende av urvalets storlek och form

Det är svårt att mäta arean på krökta ytor och komplexa former.

Indirekt metod för destruktiva mätningar

Dagliga mätningar utförs oregelbundet

Kräver en hög nivå av skicklighet

Ej tillämpligt för guldplätering på substrat som inte löses upp i salpetersyra, t.ex. Zn-Pb-legeringar och rostfritt stål.

   

(3) Skalningsmetod för guldpläteringsskikt

När materialet är olösligt i salpetersyra kan guldet lösas selektivt och sedan mätas. Guldet löses elektrolytiskt i en natriumcyanid-natriumhydroxidlösning och pläteringstjockleken beräknas utifrån guldets vikt.

   

(4) Gravimetrisk metod före och efter guldplätering

Beräkna pläteringsskiktets tjocklek med hjälp av viktökningen från galvaniseringen.

I de ovanstående (2) ~ (4), vid plätering av ett guldlegeringsskikt, kan tjockleken på pläteringsskiktet beräknas med hög precision genom att använda atomabsorptionsspektroskopi för att mäta de co-deponerade metallerna andra än guld.

   

(5) Anodisk elektrolytisk metod

Först trycks små fördjupningar på provet och den beläggning som ska mätas löses upp vid fördjupningarna med en viss anodisk ström. Den anodiska effektiviteten i fördjupningarna fungerar som 100%, och slutpunkten nås när spänningen ändras när basmetallen exponeras. Beläggningens tjocklek är proportionell mot upplösningstiden.

Olika sammansättningar kan väljas beroende på vilken metall som ska mätas. Vid mätning av guld på silver, koppar och nickel används t.ex. magnesiumklorid (200 g/l) och natriumklorid (100 g/l).

   

(6) Mätning av tjockleken på fluorescerande strålar

När röntgenstrålning eller annan strålning kolliderar med materia, exciteras den karakteristiska röntgenstrålningen från de grundämnen som ingår i materian. Denna röntgenstrålning kallas karakteristisk röntgenstrålning eller fluorescerande röntgenstrålning. För att generera fluorescerande röntgenstrålning måste de element som utgör materien exciteras, och den strålning som exciterar den fluorescerande röntgenstrålningen vid kollision med materien kallas exciterande strålning. Figur 1-115 visar att när ett prov som består av ett substratmaterial och ett pläteringsskikt bestrålas med exciterande röntgenstrålning, exciteras olika fluorescerande röntgenstrålar från substratet och pläteringsskiktet. Förhållandet mellan pläteringstjocklek och fluorescerande röntgenintensitet visas i figur 1-116. När pläteringstjockleken ökar, ökar den fluorescerande röntgenintensiteten i pläteringsskiktet. Däremot minskar den fluorescerande röntgenintensiteten i substratmaterialet på grund av absorptionen i pläteringsskiktet.

Figur 1-115 Princip för tjockleksmätning med fluorescerande röntgenstrålar
Figur 1-115 Princip för tjockleksmätning med fluorescerande röntgenstrålar
Genom att först mäta kurvan i figur 1-116 med prover med känd tjocklek och sedan mäta den fluorescerande röntgenintensiteten hos prover med okänd tjocklek, kan pläteringstjockleken bestämmas på ett icke-destruktivt och beröringsfritt sätt. Tjockleksmätaren för fluorescerande röntgenstrålar visas i figur 1-117.
Figur 1-116 Förhållandet mellan fluorescerande röntgenintensitet och pläteringstjocklek
Figur 1-116 Förhållandet mellan fluorescerande röntgenintensitet och pläteringstjocklek
Figur 1-117 Tjockleksmätare med fluorescensröntgenstrålning
Figur 1-117 Tjockleksmätare med fluorescensröntgenstrålning

Mätområdet för guldpläteringens tjocklek är cirka 0,05 ~ 8,0 μm (inom en noggrannhet på 0,5%). De material som kan mätas med guldpläteringsskiktet inkluderar koppar eller kopparlegeringar, järn, kobolt, nickel, aluminium, rostfritt stål, 42-legering, keramik etc. Mätningen är relativt svår när materialet är silver, molybden, vismut etc., med ett nickelpläterande basskikt och ett guldpläterande ytskikt. Anledningen är att röntgenstrålarna från guld påverkas av röntgenstrålarna från silver- och molybdenmaterial, vilket orsakar förändringar i intensitet, och det är svårt att skilja mellan röntgenstrålarna från volfram och guld.

När materialet innehåller elektropläterade lagerkomponenter och atomnumren för det elektropläterade lagret och materialet skiljer sig inom 3, är mätningen svår och mätnoggrannheten är också låg.

För dubbelsidigt elektropläterade skikt, när substratmaterialet är , tränger fluorescensröntgenstrålarna från det elektropläterade skiktet på baksidan in i materialet, vilket gör att det uppmätta värdet är större än den faktiska tjockleken på det elektropläterade skiktet. Förhållandet mellan substratmaterialets tjocklek och det elektropläterade skiktets tjocklek visas i tabell 1-140.

Tabell 1-140 Förhållandet mellan materialtjocklek och guldpläteringstjocklek
Material Tjocklek/mm Hastigheten ökar med tjockleken/%
Material:Cu Material:Fe
0. 03 1.37 4.1
0. 04 0.33 1.4
0. 05 - 0.5

När guldpläteringsskiktet är särskilt ett icke-rent guldpläteringsskikt kan mätfel uppstå på grund av legeringsförhållandet, så det är nödvändigt att först producera standardprover och detektionslinjer.

B.J. Cross och andra har beskrivit noggrannheten i fluorescensröntgenmätning av pläteringstjocklek.

2. Hårdhet

Guldpläteringsskiktets hårdhet är relaterad till pläteringsstrukturen, de samdeponerade föroreningarna eller båda. Hårdheten hos sura guldpläteringsskikt har ett linjärt förhållande till den tillsatta metallkoncentrationen. Genom att ändra koncentrationen av ligander i pläteringslösningen kan pläteringsskiktets hårdhet justeras.

Ljusstyrkan och hårdheten hos blankguldpläteringsskikt med organiska blonderingsmedel ökar proportionellt med koncentrationen av blonderingsmedel i pläteringslösningen. Detta beror på den ökade mängden samdeponerade ämnen i pläteringsskiktet och främjandet av partikelförfining. Den nuvarande situationen, som visas i tabell 1-141, tyder dock på att förhållandet mellan hårdhet och slitstyrka inte är linjärt.

Tabell 1-141 Förhållandet mellan hårdhet och slitstyrka hos guldlegerade pläteringsskikt
Eutektiskt metallinnehåll/% Olika typer av pläteringslösningar Hårdhet (belastning 25gf) /(kgf/mm2) Slitstyrka /[mg/(h - cm2)]
Ingen Surhet (65 ℃) 52 〜 129 0.07
Ingen Kaliumcyanid (65C) 47 〜 86 0.15
Ingen Neutral (65 ℃) 44 〜 82 0.50
Cd 1.4% Alkali-cyanid (50 ℃) 176 〜 236 0.15
Co 0. 1 % Surhet (35 ℃) 137 〜 196 0.68
Co 0. 9% Surhet (35 ℃) 194 〜 238 0.70
Ni 0. 1% Surhet (35 ℃) 135 〜 167 1.01
Ni 1. 0% Surhet (35 ℃) 167 〜 206 0.23
Ni 18% Surhet (35 ℃) 194 〜 238 0.51
① I sand i 96 timmar, rotera och mät reduktionsmängden.

Wilson och Cullent gav detaljerade förklaringar om hårdheten hos guldpläteringsskiktet. Vid mätning av hårdheten hos guldpläteringsskiktet måste följande tre viktiga frågor beaktas.


(1) Tjocklek på guldpläteringsskiktet

Vanligtvis är den faktiska användbara tjockleken på guldpläteringsskiktet endast ett tunt skikt runt 1 μm, och på grund av den kraftiga påverkan från det underliggande pläteringsskiktet kan ythårdheten inte mätas direkt. Tabell 1-142 visar den minsta tjocklek som krävs för att mäta ythårdheten hos guldpläteringsskiktet. Den allmänna hårdheten hos guldpläteringsskiktet är Hv 200 till 300, och den erforderliga tjockleken för mätning är ca 20 μm. HK motsvarar 10~15μm.

Tabell 1-142 Minsta erforderliga tjocklek för mätning av ythårdhet vid guldplätering (belastning 25 gf) Enhet: μm
Hårdhet Vickers hårdhet Nup Hårdhet Hårdhet Vickers hårdhet Nup Hårdhet
50 43 30 200 21 14
100 30 20 300 18 11
150 24 16

  

(2) Typ av intryckning

Två huvudtyper av indragare används: Vickersmetoden och Nup-metoden, som använder en diamantpyramidformad indragare. Egenskaperna hos de två indragarna visas i tabell 1-143.

Det finns en signifikant skillnad mellan Vickers och Nup hårdhetstestmetoder, vilket återspeglas i diagonallängden och indragningsdjupet på ytan av det elektropläterade skiktet.

Tabell 1-143 Egenskaper hos diamantindragningar i Vickers hårdhets- och Nup-hårdhetsprov
Föremål Vickers Nup
Tillstånd för indragning Pyramid Deformerad trunkerad pyramid
Form och storlek på intryckningen under samma belastning Form och storlek på intryckningen under samma belastning Form och storlek på intryckningen under samma belastning
Djupet på indragningen d/7 d1/30
Mindre hårdhet/(kg/cm2) Mindre hårdhet Mindre hårdhet

   

(3) Val av belastning


① Ytmätning: För att undvika påverkan från substratmaterialet måste tjockleken på det elektropläterade skiktet för hårdhetsprovning i allmänhet vara 10 gånger intryckningsdjupet. När det elektropläterade skiktets hårdhet är ungefär densamma som substratmaterialets, kan en tjocklek på 3~5 gånger också accepteras. Tabell 1-144 visar förhållandet mellan belastningsvariationen inom ett visst hårdhetsområde och intryckningsdjupet vid Vickers- och Nup-hårdhetsprovning.

Tabell 1-144 Diagonallängd och intryckningsdjup
Hårdhet Last/gf Vickers Nup
Diagonal längd/μm Indragningsdjup/μm Diagonal längd/μm Indragningsdjup/μm
50

1

5

10

20

50

100

6. 1

13. 6

19. 3

27. 2

43. 1

60. 9

0. 9

1. 9

2.8

3. 9

6. 2

8. 7

16. 9

37. 7

53. 4

84. 6

119. 3

168. 7

0. 6

1.3

1. 8

2. 8

4. 0

5. 6

100

1

5

10

20

50

100

4. 3

9. 6

13. 6

19. 3

30. 5

43. 1

0. 6

1. 4

1. 9

2. 8

4. 4

6. 2

11. 9

26. 7

37. 7

53. 4

84.4

119. 3

0. 4

0. 9

1. 3

1. 8

2.8

4.0

150

1

5

10

20

50

100

3. 5

7. 9

11. 1

15. 7

24. 3

35. 2

0. 5

1. 5

1. 7

2. 2

3. 5

5.0

9. 8

21. 8

30. 8

43. 6

68. 9

97. 5

0. 3

0. 6

0. 9

1. 3

2. 0

2. 8

200

1

5

10

20

50

100

3. 1

6. 8

9. 6

13. 6

21. 5

30. 5

0. 44

1.0

1. 4

1. 9

3. 1

4. 4

8.4

18.9

26. 7

37. 7

59. 7

84. 4

0. 3

0. 6

0. 9

1. 3

2. 0

2. 8

300

1

5

10

20

50

100

2. 5

5. 6

7. 9

11. 1

17. 6

24. 9

0. 35

0. 5

1. 1

1. 7

2. 5

3. 6

6. 9

15. 4

21.8

30. 8

48. 7

68. 9

0. 2

0. 5

0. 7

1. 0

1. 6

2. 3

När hårdheten ligger inom intervallet 100 ~ 150 kan ett 3 ~ 5 μm tunt guldpläteringsskikt mätas med en liten belastning om tjockleken och indragningsdjupet bara behöver uppfylla villkoret 10:1. Detta tillvägagångssätt ger dock inte mycket exakta mätvärden. Mätvärdena för småformade intryck saknar noggrannhet. Som visas i tabell 1-145 från hårdhetsmätningsresultaten för guldpläteringsskiktet och guldblocket, när belastningen är under 25 gf, kan hårdheten hos något guld inte bestämmas med säkerhet, vilket indikerar att belastningsvalet är mycket viktigt.
Tabell 1-145 Förändringar i hårdhet med varierande belastningar på guldpläteringsskikt och guldblock
Guldpläteringsskikt Last /gf 2 4 5 10 25 50 100
Hv 61.1 70 76 82 106 102 105
Guldblock Last /gf 1 5 10 25 50 100
Hv 29 40 54 65 68 72
Figur 1-118 visar Vickers och Nup-hårdhetens förhållande mellan belastning och intryckningsdjup. Dessa värden är rimliga när förhållandet mellan guldpläteringens tjocklek och indragningsdjupet är 10:1. Om dessa förhållanden ändras kommer ovanstående värden också att ändras.
Figur 1-118 Förhållandet mellan belastning och intryckning för Vickers hårdhetsprovare och Nup hårdhetsprovare
Figur 1-118 Förhållandet mellan belastning och intryckning för Vickers hårdhetsprovare och Nup hårdhetsprovare


② Tvärsnittsmätning 

Tvärsnittsmätning påverkas mindre av materialegenskaper, men mätningen är mycket svår. Den minsta tjocklek som krävs för att mäta tvärsnittshårdheten hos guldpläteringsskiktet visas i tabell 1-146, och fotot för tvärsnittsmätning visas i figur 1-119.

Tabell 1-146 Minsta erforderliga tjocklek för mätning av tvärsnittshårdhet (25 gf)
Hårdhet Minsta tjocklek/μm Hårdhet Minsta tjocklek/μm
Vickers Nup Vickers Nup
50 69 26 200 26 12
100 42 18 300 25 10
150 33 14
Bild 1-119 Foto av mätning av tvärsnittshårdheten hos guldpläteringsskiktet
Bild 1-119 Foto av mätning av tvärsnittshårdheten hos guldpläteringsskiktet

3. Intern stress

3.1 Principen för inre spänning

Nästan alla galvaniserade skikt har inre spänningar. Inre spänningar orsakar sprickor, bubblor och avskalning i det galvaniserade skiktet, och de har också förnekats som direkta orsaker. Därför har orsaken till intern stress ännu inte slutgiltigt fastställts. Följande två teorier kan hänvisa till guldpläteringsskiktet.


(1) Överskottsenergi: Metalljoner måste övervinna en energibarriär för att lösgöra sig från ligander och gå in i metallkristallisation; denna energibarriär är orsaken till polarisering. När energibarriären passeras omvandlas den överskottsenergi som atomerna besitter till värme. Därför är det nyutfällda pläteringsskiktet varmare än andra metaller, vilket genererar dragspänning under kylning.

Denna teori förklarar det höga belastningsvärdet för sur guldplätering och det låga belastningsvärdet för sulfitguldplätering.



(2) Överföringsteori: Föroreningar som kommer in i metallkristallisationen bildar kristalldefekter som orsakar stress i surt guld och sulfitguld. Empiriskt har det fastställts att hög stress förekommer i elektropläterade lager som innehåller mer än 0,3% kobolt eller nickel, ett fenomen som överensstämmer med överföringsteorin. Många faktorer orsakar stress och en enda teori kan inte förklara det helt och hållet.

Den allmänt erkända inre spänningen avser den spänning som kan mätas med hjälp av en spiraltryckmätare och IS-mätinstrument; denna typ av spänning kallas "makroskopisk spänning". Spänningar som endast kan mätas med röntgendiffraktion och elektronstrålediffraktion kallas "mikroskopiska spänningar".

Vid plätering på ena sidan av ett extremt tunt metallmaterial, om det finns inre spänning (makroskopisk spänning) i pläteringsskiktet, kommer böjning att uppstå som visas i figur 1-120. Böjningen i figur (a) beror på dragspänning, medan den i figur (b) beror på tryckspänning.

Figur 1-120 Schematiskt diagram över makroskopisk inre spänning i det galvaniserade skiktet
Figur 1-120 Schematiskt diagram över makroskopisk inre spänning i det galvaniserade skiktet
3.2 Bestämning av inre spänning

Det finns många metoder för att bestämma den makroskopiska spänningen i elektropläterade skikt. Vanliga instrument är spänningsmätare av Brenner-Senderoff-typ (spiraltryckmätare) och IS-mätinstrument.

IS-mätinstrumentets uppbyggnad visas i figur 1-121.

Figur 1-121 Uppbyggnad av IS-mätinstrumentet
Figur 1-121 Uppbyggnad av IS-mätinstrumentet

Enligt Dvoraks metod utförs pläteringen på båda sidor av en plan, tunn platta eller trådliknande provkropp. Under elektrodepositionsprocessen detekteras noggrant töjningen eller sammandragningen av en provkropp med känd längd. Med hjälp av planets kända elasticitetsmodul och de uppmätta töjnings- och sammandragningsvärdena när ett pläteringsskikt av en viss tjocklek deponeras, beräknas den genomsnittliga inre drag- eller tryckspänningen som verkar på hela tvärsnittet av det elektropläterade skiktet med hjälp av formlerna (1-32) och (1-33).

(1) När det gäller en plan platta

Med hjälp av planets kända elasticitetsmodul och de uppmätta töjnings- och sammandragningsvärdena när ett pläteringsskikt med en viss tjocklek läggs på, beräknas den genomsnittliga inre drag- eller tryckspänningen som verkar på hela tvärsnittet av det elektropläterade skiktet med hjälp av formlerna (1-32) och (1-33).
(2) När det gäller en järntråd
Med hjälp av planets kända elasticitetsmodul och de uppmätta töjnings- och sammandragningsvärdena när ett pläteringsskikt med en viss tjocklek läggs på, beräknas den genomsnittliga inre drag- eller tryckspänningen som verkar på hela tvärsnittet av det elektropläterade skiktet med hjälp av formlerna (1-32) och (1-33).

I formeln, 

σ - inre spänning, N/mm2;

E- Elastisk koefficient för den plana plattan eller järntråden, N/mm2;

d-- Plattans tjocklek, mm;

x-- Förändring av längd, mm;

l-- Plattans längd, mm;

t-- Pläteringsskiktets tjocklek, mm.

Egenskaperna för inre spänning och friktionsslitage hos guldpläteringsskiktet, uppmätta med IS-testaren, visas i tabell 147.

Tabell 1-147 Hårdhet, inre spänning och friktionsslitageegenskaper hos beläggningar av guld och guldlegeringar
Elektropläteringslösning Ytbehandlingens sammansättning/% Hårdhet Hv20 Hårdhet Friktion och slitage Inre spänning (5μm)/(N/mm2)
Au 99. 99 60〜70 1 13. 7〜27. 5
Au-Co 99. 8-0. 2 120〜180 10 137
Au-Ni 99. 6-0. 4 140〜170 10 132
Au 99.9 100〜180 2 13. 7〜27. 5
Au-Cu 99-1 160〜240 4 34. 3〜68. 7
Au-Cu 67-33 380〜400 7 15.7

Anteckningar:

1. Guld, guld-kobolt, guld-nickel: svagt sur kaliumguldkloridpläteringslösning; guld, guld-koppar, guld-koppar: neutral sulfitpläteringslösning.

2. 1-hög slitstyrka; 10-låg slitstyrka.

På grund av lämplig legering eller co-deposition av organiska tillsatser förbättras slitstyrkan hos guldpläteringsskiktet avsevärt, och denna typ av guldpläteringsskikt kännetecknas av hög inre spänning.

Mätningar utfördes på beläggningar av palladium och palladium-nickellegeringar som alternativ till guldplätering, och karakteristiska värden för inre spänning erhölls. Efter att ha kopplat in och ut kontaktdonets kontakt och uttag 200 gånger mättes kontaktmotståndet RC för att jämföra slitstyrkan. Om nickelinnehållet i beläggningen ökas uppstår en blandad kristallisation av palladium och nickel i beläggningen av palladium-nickellegering. Med ökningen av nickelinnehållet i beläggningen ökar kontaktmotståndet efter 200 plug-unplug-cykler signifikant i kontaktmotstånd och minskar dragspänningen.

I pläteringsskikten i figur 1-122, kurvorna 1 till 7, visar borstpläteringen av det slitagereducerande materialet guld-koboltlegeringsskiktet (kurvorna 5 till 7) samma utmärkta egenskaper som det koboltlegerade, härdade guldpläterade skiktet med organiskt material på grund av den höga hårdheten och den betydande minskningen av förlust.

Figur 1-122 Förhållandet mellan kontaktmotståndet hos Pd-Ni- och legeringsbeläggningar och antalet plug-unplug-cykler
Figur 1-122 Förhållandet mellan kontaktmotståndet hos Pd-Ni- och legeringsbeläggningar och antalet plug-unplug-cykler

4. Motståndskraft mot slitage

4.1 Slitstyrka hos dekorativa pläteringsskikt

Eftersom guldpläteringsskikten vanligtvis är tunna på grund av det höga guldpriset, kräver pläteringsskikt på produkter som ofta rörs för hand provproduktion och en provperiod innan de officiellt pläteras efter att ha klarat utvärderingen. Denna metod tar ofta mycket tid och kanske inte ger tillförlitliga resultat. Accelererad testning är en metod som snabbt kan jämföra pläteringsskiktens slitstyrka på kort tid.

Metoden av R. Duva och F. I. Nobl: En viss mängd sand släpps från en viss höjd på pläteringsytan, och sedan beräknas mängden guld som slitits bort. Alternativt roteras den pläterade delen i sanden för att jämföra minskningen av guld efter sandfriktion. Testmetod för slitstyrka för bärbara föremål: gnugga den pläterade delen på duk eller kohud. Denna testmetod för slitstyrka är relativt praktisk. Mängden slitage beräknas genom att mäta tjockleken med en filmtjockleksmätare. Tabell 1-148 visar hårdhet, kontaktmotstånd och inre spänningsvärden för pläteringsskikt av guld och guldlegering.

Tabell 1-148 Hårdhet, kontaktmotstånd och inre spänning hos pläteringsskikt av guld, palladium och palladium-nickellegeringar
Pläteringslösning Data i figur 1-122 Pläteringsskiktets sammansättning /% Hårdhet Kontaktmotstånd efter 200 infogningar och borttagningar/mΩ Inre spänning (4/μm)/(N/mm2)
Au-Co 1 99. 8-0. 2 180 2. 9〜2. 9 120
Pd 2 99. 99 318 3. 4〜3.0 220
Pd-Ni 3 80-20 316 3〜4 115
Pd-Ni 4 65-35 500 5〜14 60
4.2 Slitstyrka hos funktionellt pläteringsskikt

Elektriska kontakter är separerbara anslutningar och är nyckelkomponenter i kretskort, mekaniska glidplattor i utrustning, omkopplare och andra elektroniska komponenter för strömöverföring. Kontaktytornas kontaktmotstånd måste vara lågt, och därför används ofta guld och andra ädelmetaller. Guld reagerar inte med atmosfären och bildar inte heller någon oxidfilm, medan andra ädelmetaller, som palladium, platina och rodium, har en viss oxidfilm. Även om dessa oxidfilmer kan avlägsnas med mekaniska, kemiska, elektrokemiska eller uppvärmningsmetoder, måste konstruktionen ta hänsyn till produktens normala elektriska anslutning under dess livslängd.

Pläteringsskiktet på kontaktpunkten är i allmänhet tunt, och under glidoperationer är det nödvändigt att undvika exponering av basmaterialet och det underliggande pläteringsskiktet så mycket som möjligt, samt att bibehålla pläteringsskiktets integritet, vilket gör omfattande smörjteknik mycket viktig.

Antalet kontaktpunkter i separerbara kontaktdon ökar kontinuerligt, vilket gör att lågt slitage blir allt viktigare. När man utformar ytbehandlingssystem är korrosionsbeständighet, missfärgningsbeständighet och termisk stabilitet för kontaktmotstånd viktiga kvalitetsindikatorer. Att till exempel tillsätta kobolt eller nickel till guldpläteringslösningen, använda palladium-nickellegering för att ersätta guld, borsta guldplätering på palladium-nickellegering och använda ett nickelbaserat pläteringsskikt är alla effektiva metoder för att förbättra de tribologiska egenskaperna hos kontaktpläteringsskikt. Tabell 1-149 klassificerar material som används för elektriska kontakter baserat på prestanda.

Tabell 1-149 Klassificering av material som används för elektriska kontakter
Klassificering Egenskaper hos kontaktdon Kontakt metall
Klass A (bäst) Metaller som i princip inte genererar någon ytfilm, med låga kontaktspänningar metall mot metall direktkontakt Guld och högprocentiga guldlegeringar
Betyg B Metaller med liten eller ingen ytfilmsbildning, vilket kräver högre kontaktspänningar än guld (särskilt på lång sikt) Metaller i platinagruppen, platina, palladium, iridium, rhenium etc.
Betyg C Metaller som genererar ytfilm under vissa förhållanden, vilket kräver glidning och högre kontaktspänningar Nickel-, silver- och högprocentiga guldlegeringar
Betyg D Icke-ädelmetallseriemetaller, genererar tjock och stark film av metallen, behovet av hög kontaktspänning, genom filmens ledningsförmåga Koppar, nickel, volfram, kopparlegeringar, aluminium, tenn
4.3 Kontakt Wear
Mekaniskt slitage är förlust av material från ytan i form av fria partiklar, så kallat adhesivt slitage. Det senare är slitage som orsakas av metallrörelser på ytan, där ömsesidiga kontaktpunkter bildar adhesiva bindningar på grund av metallens sammanhållning. Denna bindning dras bort, vilket resulterar i slitage som orsakas av borttagning från den rörliga ytan.
4.4 Kontakt Guldplätering
Vid guldplätering av kontaktytan, för att förhindra exponering av basmetallen, måste pläteringsskiktet nå en viss tjocklek, så kontinuiteten i pläteringen är mycket viktig. I den tidiga elektrodepositionsprocessen fälls metallpläteringsskiktet ut från isolerade punkter och växer i sidled och längsgående. Förhållandet mellan porositet (basmetallexponering) och pläteringstjocklek visas i figur 1-123. I början av pläteringen minskar porositeten snabbt med ökad pläteringstjocklek och tenderar sedan att stabiliseras. Pläteringstjockleken vid denna punkt beror på materialet och pläteringsförhållandena. När pläteringstjockleken är under 0,4 μm är porositeten hög. När den är över 1,3 μm förblir porositeten konstant och att öka pläteringstjockleken ytterligare ger ingen signifikant effekt.
Figur 1-123 Förhållandet mellan guldpläteringens tjocklek och porositet
Figur 1-123 Förhållandet mellan guldpläteringens tjocklek och porositet

Porositeten i ytan på guldpläteringsskiktet är mycket skadlig. Korrosionsreaktionsprodukter ansamlas i porerna i pläteringsskiktet och diffunderar uppåt längs porväggarna. När de når kontaktytan isolerar de kontakten och ökar pläteringsskiktets kontaktmotstånd. När substratmetallen är inaktiv minskar de skadliga effekterna av porositet avsevärt för korrosionsbeständiga metaller (t.ex. palladium) eller metaller som bildar icke-diffusiva filmer (nickel).

En funktion hos nickelbasskiktet i ädelmetallplätering är att bilda en tunn oxidfilm vid porerna i ädelmetallpläteringsskiktet, och nickel i sig kan också blockera diffusionen av korrosionsprodukter. Exponerade basmetallkanter blir korrosionskällor, men om det finns ett nickelbaserat pläteringsskikt kan det hämma spridningen av korrosion. Korrosionsdiffusionshastigheten i nickelpläteringsskiktet är mycket långsam, men när korrosionsprodukterna väl når ädelmetallpläteringsskiktet diffunderar de snabbt. Nickel har också en annan diffusionsförebyggande funktion, vilket förhindrar att zink eller koppar från mässings- eller kopparsubstrat diffunderar och förorenar guldpläteringsskiktet. Diffusionshastigheten för koppar i nickel är två storleksordningar lägre än den i guld, palladium eller silver. Dessutom fungerar nickel som ett hårt stödskikt som ett baspläteringsskikt, vilket förbättrar livslängden för guldpläteringsskiktet. Följaktligen förbättras slitstyrkan hos guldpläteringsskiktet avsevärt. Figur 1-124 är ett schematiskt diagram över ovanstående korrosionsprocess.

Figur 1-124 Baspläteringsskiktets inverkan på korrosionsgropar
Figur 1-124 Baspläteringsskiktets inverkan på korrosionsgropar
4.5 Adhesivt slitage

Slitmekanismen för guldpläteringsskiktet är adhesivt slitage. M. Antler studerade de egenskaper som påverkar slitaget. Tabell 1-139 visar de mekaniska egenskaperna hos guldpläteringsskikt som erhållits med DC-metoden och listar hållbarheten hos olika guld- och guldlegeringar från låg till hög. Det kobolthärdade guldpläteringsskiktet har den bästa slitstyrkan, följt av guld-silver- och guld-kadmiumlegeringar.

Det finns olika spekulationer om orsakerna till dåligt slitagebeteende. Jämfört med mjukt rent guld har hårdguldpläteringsskikt av kobolt och nickel bättre motståndskraft mot adhesivt slitage, vilket anses bero på hårdheten. Jämfört med smidda guldlegeringar med samma hårdhet presterar dock hårdguldpläteringsskikt sämre, vilket tyder på att hårdhetsförklaringen inte är helt korrekt.

Därför kan den dåliga slitstyrkan hos hårda, relativt rena guldpläteringsskikt (24K hårdguld i tabell 1-150) inte förklaras av hårdhet. Senare har det föreslagits att organiska polymerer i hårdguldpläteringsskikt av kobolt och nickel kan fungera som smörjmedel.

Tabell 1-150 Egenskaper hos olika guldbeläggningsskikt vid DC-elektroplätering
Serienummer Olika typer av guld Olika typer av lösningar för galvanisering Legerad metall C/% Hårdhet /(kgf/mm2) Förlängning /%
1 Mjuk, hög renhet, sur, ingen ljushet Cyanid, Citratbuffrad Ingen 0.01 50 >10
2 24K, hårt guld Cyanid Ingen 0.01 200 >10
3 AFHG Cyanid Ingen 0.06 180 2.5
4 Legering Elektroplåt, alkalisk, cyanidfri, ljus Sulfit 0. 7% Cd Ingen 135 5 ~10
5 Legering Elektroplåt, alkalisk, cyanidfri, ljus Cyanid 1% Ag 0.07 140 0.75
6 Syra, hård, ljus Cyanid 0. 15% Co 0.15 180 <0. 4
① Tillsatsfritt hårt guld.

Tabell 1-150:s analysresultat för medium carbon indikerar polymerinnehållet i det elektropläterade skiktet. Elektropläterade skikt av hårt guld som innehåller vissa organiska polymerer upplever emellertid adhesivt slitage allvarligare än kobolt- eller nickelpläteringsskikt av hårt guld, vilket också visar att förklaringen baserad på hårdhet är olämplig. Alkalisk silvercyanidpläteringslösning och AFHG (additivfritt hårdguld, en hårdpläteringslösning av rent guld som förespråkas av Dr Okinaka) är liknande exempel. Dessutom kan även kobolthärdade guldpläteringsskikt som innehåller en stor mängd polymer orsaka slitage på grund av att utsprång bildas vid låg belastning när ytan inte är ren.


(1) En långvarig brist på korrekt förståelse av slitage på guldpläteringsskikt.

① Otillräcklig kunskap om strukturen hos eutektiska polymerer.

② Otillräcklig förståelse för de fysiska egenskaperna hos guldpläteringsskikt utöver hårdhet. Tabell 1-139 inkluderar även duktiliteten hos guldpläteringsskikt.

Strukturen i det kobolthärdade guldpläteringsskiktet indikerar att vissa polymerer bildas av koboltligander, med 2 ~ 7 nm partiklar jämnt fördelade i pläteringsskiktet, inklusive några större partiklar. Från den metallurgiska teoretiska analysen av effekten av dispergerade partiklar på de fasta mekaniska egenskaperna är den eutektiska fasen orsaken till hårdhet och låg duktilitet. De mest hållbara pläteringsskikten har relativt låg duktilitet (t.ex. en töjning 0,4%). Med undantag för det borrhärdade guldpläteringsskiktet i tabell 1-139 (pläteringslösning nr 6), har de hårda guldpläteringsskikten som innehåller polymerer, 0,28% nickel-guldpläteringsskikt, 1,3% kobolt och 0,55% indium samma slitstyrka och mekaniska egenskaper.


   
(2) Påverkar kontaktadhesionsslitage, nyckeln till att uppnå bästa prestanda

① Minska den initiala kontaktytan och öka hårdheten.

② Minska den låga duktilitet som orsakas av bentillväxt.

③ Smörjning för att motverka vidhäftning vid kontaktpunkter.

Oavsett förekomst eller frånvaro av eutektiska polymerer ger därför inte enbart hårdhet god slitstyrka. Tillsammans med hårdhet med låg duktilitet kan bättre prestanda demonstreras. Samtidigt, om guldpläteringsskiktet är för sprött, kommer det också att skadas under normala belastningar.

Kontaktsmörjmedel kan kompensera för den dåliga slitstyrkan hos duktila guldpläteringsskikt. Genom att ändra pläteringsströmmens vågform kan guldpläteringsskiktets sammansättning, struktur och egenskaper ändras. Till exempel, jämfört med DC-pläteringsskiktet med samma pläteringslösning, innehåller det cyanidhärdade guldpläteringsskiktet nästan inga polymerer. Både puls- och DC-plätering har samma kobolthalt och hårdhet i guldpläteringsskiktet. Enligt böjtestresultat visar emellertid det DC-kobalthärdade guldpläteringsskiktet mycket låg duktilitet, och glidande testresultat indikerar att det är svårt att producera självhäftande slitage. Dessa fakta överensstämmer med analysen att duktilitet är ogynnsamt för slitstyrka.

4.6 Förslitning vid höghastighetsförgyllning

I höghastighetsguldpläteringslösningar ändrades pläteringslösningens sammansättning och förhållanden för plätering, och en friktionstestanordning konstruerad med glidare / platta plattor användes för att testa prestanda för kontaktdonskontakter. Kontaktytorna var alla pläterade med 5 μm guld och ett glidtest genomfördes under 500 cykler med en belastning på 150 gf.

Figur 1-125 visar delresultat från slitagetestet. Den motsvarande kobolthalten i pläteringsskiktet, koboltkoncentrationen i pläteringslösningen och pläteringsströmtätheten anger pläteringsskiktets friktionskoefficient. De markerade områdena på kurvan representerar regioner med "bra" slitstyrka. God slitstyrka motsvarar friktionskoefficientvärden under 0,26, medan regioner med dålig slitstyrka motsvarar högre värden.

Figur 1-125 Effekt av koboltkoncentration och strömtäthet i pläteringslösningen på pläteringsskiktets K-värde (+ anger "utmärkta" eller "mycket goda" slitageegenskaper; värdena på kurvan är friktionskoefficienter)

Figur 1-125 Effekt av koboltkoncentration och strömtäthet i pläteringslösningen på pläteringsskiktets K-värde

(+ anger "utmärkta" eller "mycket goda" slitageegenskaper; värdena på kurvan är friktionskoefficienter)

De fysiska egenskaperna hos dessa elektropläterade skikt har inte mätts, men de beror på processen. Dessa kurvor representerar det optimala driftsområdet för elektroplätering, som kan användas för att styra elektropläteringsprocessen, och elektropläteringsskiktets prestanda beror på elektropläteringsprocessen.
4.7 Slitage vid skärande bearbetning

Skärande slitage uppstår när det material som bearbetas är grovt och relativt hårt, vilket leder till att ytan blir skrovlig. Det material som skärs lossar i form av spånor och rör sig längs spårets sidor utan att bilda fria partiklar. Jämfört med tryckhållfasthet är material med låg draghållfasthet benägna att bli spröda, vilket ger sprickor längs slitspåret under glidning. Många kontaktmaterial, t.ex. rodium och guld-kobolt, är relativt spröda och skadas lätt vid skärning.

Till exempel, jämfört med smidda ädelmetallkontaktmaterial med plätering och samma material efter galvanisering, har det förra duktilitet och utmärkt motståndskraft mot skärslitage. Slitkoefficienten för tvåkroppsslitage av ren guldplätering och galvaniserade lager av guld-koboltlegering med samma tjocklek mättes med hjälp av en diamantpenna för att skrapa ytan på det pläterade lagret.

Bestämningen av slitage utförs med hjälp av den elektrokemiska metoden. Det kemiskt behandlade våta papperet placeras på det slitna provexemplaret och en likströmsspänning appliceras. Slitagemärken uppträder på papperet, där de färgade delarna indikerar det exponerade materialet. Slitagevärdet är 100 gånger förhållandet mellan längden på de färgade märkena och den totala längden på märkena.

Som visas i figur 1-126 är slitstyrkan hos den överliggande metallen bättre, även om pläteringsskiktet av guld-koboltlegering stöds av pläteringsskiktet och substratet av hård bas. På samma sätt är det adhesiva slitaget hos rent guld sämre än hos pläteringsskiktet av guld-koboltlegering. Vid den omfattande användningen av ädelmetallkontakter är det adhesiva slitaget viktigare än det spröda frakturslitage som orsakas av skärning. De initiala egenskaperna för adhesivt slitage bör beaktas vid val av elektriska kontaktmaterial. Vid användning av smörjmedel som kan minska adhesivt slitage bör metaller med god skärslitageprestanda användas så mycket som möjligt.

Figur 1-126 Detektering av skärslitage på 2 μm guld-koboltlegeringsbeläggning på ett beryllium-kopparsubstrat (baslager nickel 2 μm) och rent guldöverdrag på koppar-nickel-tennlegering (baslager är nickelplätering) (resultat av den första repan med konisk diamant under olika belastningar)
Figur 1-126 Detektering av skärslitage på 2 μm guld-koboltlegeringsbeläggning på ett beryllium-kopparsubstrat (baslager nickel 2 μm) och rent guldöverdrag på koppar-nickel-tennlegering (baslager är nickelplätering) (resultat av den första repan med konisk diamant under olika belastningar)
4.8 Frätande slitage

Frätande slitage uppstår i allmänhet vid vibrationer med mycket små amplituder under 130 μm.


(1) Orsaker till vibrationer

① Skakning av kretskortet på kantkontakten;

② Vibrationer som överförs till kontaktpunkten via ledningarna;

③ Elektromagnetiskt inducerade vibrationer eller termisk deformation mellan material med olika värmeutvidgningskoefficienter.

Friktion har länge förbisetts i guldpläterade kontakter och upptäcktes först efter att man använt billiga ersättare som lätt skadas av friktion. Lågpresterande kontakter som tenn- eller tenn-blylegeringar har haft friktion och har länge ansetts vara ett problem.

Tenn är alltid täckt av en oxidfilm. Därför måste tennpläterade kontakter ta bort oxidfilmen för att bibehålla metall-mot-metall-kontakten. Lyckligtvis är oxidfilmen på tennet tunn, hård och spröd och kan lätt brytas av vertikal stress på ytan, vilket gör den mycket lätt att ta bort.

Tennet under oxidskiktet är mjukt och lätt att deformera. När tennet flyter utvidgas sprickorna i oxidfilmen. Tennet som exponeras genom sprickorna blir kontaktytan. Under låg belastning är därför kontaktmotståndsvärdet för tennkontaktpunkten detsamma som för guld under samma belastning. Men när en intermetallisk kontakt har bildats hindrar gränssnittet inte kontaktområdet och det är mycket stabilt. Om gränssnittet hindras kommer tennet som utsätts för atmosfären att oxidera igen. Detta är ett fenomen av gränssnittsstörning. Små periodiska vibrationer (friktion) orsakar främst nedbrytning av tennkontakt.

Mycket korta periodiska mikrovibrationer förstör kontaktpunkterna i tenngränssnittet och utsätter delar av tennet för oxidation, vilket leder till att det bildas Sn/Sn-oxidfilmrester som ökar kontaktmotståndet. Denna friktionsrörelse och oxidation kallas tillsammans för slitage. Laboratoriestudier av kontaktmaterialens friktions- och slitagefenomen är också mycket vanliga. M. Antler utförde experiment med hjälp av den apparat som visas i figur 1-127.

Figur 1-127 Provningsutrustning för friktionsslitage (typ Antler)
Figur 1-127 Provningsutrustning för friktionsslitage (typ Antler)
Som visas i figur 1-128 appliceras en stationär belastning på en stationär glidare som är placerad på det pläterade skiktet på ett platt prov. En dator styr stegmotorn så att den driver glidaren med en liten amplitud och registrerar automatiskt kontaktmotståndet.
Figur 1-128 Friktionstestanordning för kontaktmaterial
Figur 1-128 Friktionstestanordning för kontaktmaterial
J.W. Souter et al. använde de anordningar som visas i figurerna 1-127 och 1-128, som kombinerar glidare och plana plattor av olika material (enligt tabell 1-151) för att utföra experiment som studerade friktionens effekt på kontaktmotståndet. Figur 1-128 visar en apparat för friktionstest av kontaktmaterial.
Tabell 1-151 Experimentella material
Serienummer Skjutreglaget Platt platta

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Kopparpläterad 5μm

Guld-koboltpläterad 3μm

Palladium-material

Palladium-material

Zink-40 bly

Guld-koboltpläterad 3μm

Palladiumpläterad 4μm

Palladiumplätering 5μm

Palladium-20 nickellegering 5μm pläterad

Guld-koboltpläterade 3μm-206D-kontakter

Palladiumpläterad nickellegering följt av borstplätering Au-206D-kontakt

Palladiumpläterat skikt följt av borstguldplätering

Galvaniserad 12μm

Förzinkad 12 μm smord

Galvaniserad 12μm smord

Material för strippning av koppar

Material för strippning av koppar

Palladiumpläterad 6μm

Silverstrippande material

Silver-bly lösning

Silver-bly lösning

Palladiumplätering 2μm

Palladiumplätering 5μm

Plätering med palladium-20 nickellegering 5pm

Palladium-nickel-legering efter borstning med guldplätering-206A

Palladium-nickellegering med baksida - borstguldplätering-206A

Guldplätering med palladium efter borstning

Galvaniserad 7µm

Förzinkad 7um Smord

Förzinkad 7μm Smord

① Efter applicering av smörjmedlet, värmebehandla skjutreglaget och plattan under 250 ℃ i 500 timmar före slitagetestet.

Anmärkning: Försöksförhållanden: 105 cykler, 50 gf belastning, 20 μm amplitud, 1,4 Hz.

   

(2) Slutsats


① Palladiumpläteringsskiktets prestanda varierar avsevärt beroende på typen av pläteringslösning. Figur 1-129 visar att kombinationen av palladiummaterial och palladiumpläteringsskikt (tillverkat av företag A) uppvisar prestanda över 105 cykler. Kontaktmotståndsvärdet ökar kraftigt efter mer än 2000 cykler. Slitaget av palladium innebär initialt en adhesiv förslitningsrörelse, följt av spjälkning. Att kombinera samma palladiumpläteringsskikt (tillverkat av företag B) visar något bättre prestanda. Efter 2000 cykler blir dock kontaktmotståndsvärdet instabilt. Slitaget på den palladiumpläterade slidern är mindre än på slidern av palladiummaterial.

Figur 1-129 Friktionens och slitagets inverkan på kontaktmotståndet
Figur 1-129 Friktionens och slitagets inverkan på kontaktmotståndet
För samma palladiumpläteringskombination (tillverkad av företag C) är kontaktmotståndet vid 8000 cykler lågt och slidern slits inte (bild 1-130).
Figur 1-130 Friktionsförslitningens effekt på kontaktmotståndet
Figur 1-130 Friktionsförslitningens effekt på kontaktmotståndet

② Borstplätering av guld kan avsevärt förbättra prestandan hos palladium och palladiumpläterade skikt. Det palladium-nickelpläterade skiktet med borstpläterat guld kan uppleva friktion, men detta kan lösas genom att välja en lämplig pläteringslösning. De borstpläterade guldpalladium-nickelskikten i kombination med hårt guld kan bli en utmärkt pläteringsserie.

Figur 1-131 visar slitageförhållandena för guld-koboltpläteringsskiktet i kombination med palladium-nickel (företag A) + borstpläterat guld (0,1 ~ 0,2 μm) och kombinationen palladium-nickel + samma borstpläterade guldpläteringsskikt. Kombinationen av guld-koboltpläteringsskiktet och det borstpläterade guldpalladium-nickelpläteringsskiktet (företag A) ökade inte kontaktmotståndsvärdet och upplevde inte friktionsförslitning. Samma kombination av borstpläterade guldpalladium-nickelpläteringsskikt uppvisade dock instabila kontaktmotståndsvärden efter cirka 6000 cykler.

Figur 1-131 Friktionens och slitagets inverkan på kontaktmotståndet
Figur 1-131 Friktionens och slitagets inverkan på kontaktmotståndet
Figur 1-132 visar kombinationen av samma pläteringsskikt av palladium-nickellegering (företag C) med borstplätering, där kontaktresistansvärdet inte ökade efter 105 cyklar.
Figur 1-132 Friktionsförslitningens effekt på kontaktmotståndet
Figur 1-132 Friktionsförslitningens effekt på kontaktmotståndet

Friktionen i tennbeläggningen kan åtgärdas med smörjmedel, men det återstår att undersöka hur långvarig smörjningen är.

Som framgår av figur 1-133 ökar kontaktresistansvärdet avsevärt efter bara några hundra cykler för samma kombination av tennpläteringsskikt, och ett praktiskt tillstånd med öppen krets har redan bildats inom 3000 cykler.

Figur 1-133 Friktionsförslitningens effekt på kontaktmotståndet
Figur 1-133 Friktionsförslitningens effekt på kontaktmotståndet

Smörjmedel med polyfenyleneter (handelsnamn ETinerp) kan användas för att förhindra friktionsslitage på tennpläterade kontakter. Lös upp 2% polyfenyleneter i trikloretan och applicera det på slider och plattan; använd efter att lösningsmedlet har avdunstat.

Inget slitage uppstod efter 100 000 friktionscykler på det smorda tennpläterade skiktet. För att testa smörjmedelsskiktets hållbarhet värmebehandlades den smorda tennpläterade skjutreglaget och den plana plattan under 125 ℃ i 500 timmar, och sedan genomfördes ett friktionstest. Resultatet visade att kontaktmotståndsvärdet fortfarande var mycket lägre än det för det smorda tennet, vilket indikerar att den höga prestandan före värmebehandling inte kunde bibehållas.

Avsnitt II Metoder för guldutvinning

1. Översikt

Guldhaltigt avfall och avfallsvätska genereras av guldpläteringsutrustning, som visas i tabell 1-153. Bland dem krävs det en speciell teknisk operation eller att anförtro professionella företag att återvinna.
Tabell 1-153 Guldhaltigt avfall och avfallsvätska från galvanisering
Serienummer Olika typer av guldhaltigt avfall och avfallsvätskor Egenskaper Återställningsmetod
1 Guld som deponerats eller fästs på armaturer som används för guldplätering samt avfall från guldplätering Blandade guld-, koppar- och nickelklimpar Lös upp och neutralisera med kungsvatten, använd sedan reduktionsmedel för att reducera och fälla ut guldet och ta ut råguldet.
2 Guld fäst på defekta pläterade produkter. Lösning för guldstrippning Byt ut guldet mot aluminium- och zinkpulver i alkalisk lösning och ta ut råguldet.
3 Guld i strippningslösningen efter strippning av det pläterade skiktet. Strippningslösning för guld Samma som 2
4 Guld i slippulver efter slipning av det pläterade skiktet. Blandade spånor med slipande pulver Efter förbränning, lös upp i kungsvatten och återvinn enligt metod 1.
5 Guld i pläteringslinjen och rengöringsvatten Lösning med låg guldhalt och rengöringsvatten

Jonbytesmetod;

Oorganisk adsorbent adsorptionsmetod;

Elektrolytisk återvinningsmetod

För avfall och avfallsvätskor som innehåller guld visas återvinningsprocess nr 1 i tabell 1-153 i figur 1-134.
Figur 1-134 Återställningsprocess nr 1 i tabell 1-153
Figur 1-134 Återställningsprocess nr 1 i tabell 1-153
Vid reaktionen mellan saltsyra och salpetersyra bildas vanligen klorourinsyra (HAuCl4).

2Au + 2HNO+ 6HCl → 4H2O + 2NO↑ + 2AuCl3

AuCl3 + HCl → HAuCl4

Minska HAuCl4 till metall enligt följande.
1) Minska till sulfit.

2HAuCl4 + 3SO2 + 6H2O → 3H2SO4 + 8HCl + 2Au

2) Efter att ha neutraliserat guldlösningen med alkali, reducera den med järnsulfat, oxalsyra eller kaliummetabisulfit.

HAuCl4 + 3FeSO4 → Fe2(SO4)3 + FeCl3 + HCl + Au

2HAuCl4 + 3H2C2O4 → 8HCl + 6CO2↑ + 2Au

3) Andra som zink- och aluminiumpulver kan lätt reducera guldlösningar till metalliskt guldpulver.

Två typer av guldhaltiga avfallsvätskor produceras under elektropläteringsprocessen. Guldkoncentrationen i återvinningstanken är cirka flera hundra 10-6 nivåer, medan guldkoncentrationen från tvättanken är mycket utspädd, endast 1×10-6 nivå.

Den elektrolytiska metoden har den högsta återvinningsgraden bland guldåtervinningsmetoderna för avfallsvätska i återvinningstanken. När guld deponeras i koncentrationer runt nivåer är guldkoncentrationen nära katoden för låg, så vätgas utvecklas först. Vid denna tidpunkt kan stark omrörning öka tillförseln av guldjoner till katoden. I tabell 1-154 finns beskrivningar av olika återvinningstankar.

Tabell 1-154 Elektrolytisk guldåtervinning
Serienummer Metod Katodform Guldåtervinning Stat Metoder för guldåtervinning
1 Typ med fluidiserad bädd Titan- och platinaplatta Platta, pulver Ta bort katoden, lös upp guldet med kemikalier eller skrapa guldet.
2 Roterande cylindertyp Titan, platinaplatta, platta av rostfritt stål Platta, pulver Ta bort katoden och skrapa guldet
3 Typ av metallmikropartikel Kolpartiklar, metallpartiklar Partiklar Lösa upp guld

2. Återvinning av guld under förgyllningsprocessen

2.1 Processen för återvinning av guld

Figur 1-135 är ett flödesschema för guldåtervinning under guldpläteringsprocessen.

Guldkoncentrationen (200~300)×10-6 i ren guldpläteringslösning har den högsta återvinningsgraden; när guldkoncentrationen är hög måste en hög koncentration av ledande salt tillsättas.

Figur 1-135 Flödesschema för guldutvinningsprocessen
Figur 1-135 Flödesschema för guldutvinningsprocessen
2.2 Viktiga punkter för konfiguration av återvinningsutrustning i produktionslinjen för plätering

① Elektrolytbehållaren och produktionslinjen med tillhörande utrustning ska vara så billiga som möjligt.

② Strukturen på det löpande bandet och nödvändiga funktionella delar, t.ex. likriktare, strömförsörjning och cirkulationsfjädersystem, ska vara rimligt utformade och konfigurerade.

③ Utbyte och underhåll av delar ska vara enkelt att använda.

④ Driften av guldåtervinning bör vara enkel (till exempel kan katoden lätt tas bort från den elektrolytiska cellen).

⑤ Avfallsvätska med mycket låg guldkoncentration kan också utvinnas effektivt.

⑥ Kan selektivt utvinna guld.

Bild av Heman
Heman

Expert på smyckesprodukter --- 12 års rikliga erfarenheter

Hej, kära du,

Jag är Heman, pappa och hjälte till två fantastiska barn. Jag är glad att kunna dela med mig av mina smyckesupplevelser som expert på smyckesprodukter. Sedan 2010 har jag betjänat 29 kunder från hela världen, till exempel Hiphopbling och Silverplanet, och hjälpt och stöttat dem i kreativ smyckesdesign, utveckling och tillverkning av smyckesprodukter.

Om du har några frågor om smyckesprodukt, ring eller maila mig gärna och låt oss diskutera en lämplig lösning för dig, så får du gratis smyckesprover för att kontrollera hantverket och smyckenas kvalitetsdetaljer.

Låt oss växa tillsammans!

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte att publiceras. Obligatoriska fältet är märkta *

POSTS Kategorier

Behöver du stöd för smyckesproduktion?

Skicka din förfrågan till Sobling
202407 heman - expert på smyckesprodukter
Heman

Expert på smyckesprodukter

Hej, kära du,

Jag är Heman, pappa och hjälte till två fantastiska barn. Jag är glad att kunna dela med mig av mina smyckesupplevelser som expert på smyckesprodukter. Sedan 2010 har jag betjänat 29 kunder från hela världen, till exempel Hiphopbling och Silverplanet, och hjälpt och stöttat dem i kreativ smyckesdesign, utveckling och tillverkning av smyckesprodukter.

Om du har några frågor om smyckesprodukt, ring eller maila mig gärna och låt oss diskutera en lämplig lösning för dig, så får du gratis smyckesprover för att kontrollera hantverket och smyckenas kvalitetsdetaljer.

Låt oss växa tillsammans!

Följ mig

Varför välja Sobling?

Sobling Team Members silver smycken tillverkare och fabrik
CERTIFIERINGAR

Sobling respekterar kvalitetsstandarder

Sobling uppfyller kvalitetscertifikat som TUV CNAS CTC

Nyaste inlägg

Vilka är de viktigaste metoderna och tillämpningarna för platinering i den moderna industrin? 3

Vilka är de viktigaste metoderna och tillämpningarna för platinabeläggning i modern industri?

Lär dig mer om platinaplätering för smycken! Denna guide täcker olika pläteringslösningar som klorid och sulfat, plus legeringar som Pt-Au och Pt-Co. Den är perfekt för smyckesbutiker, designers och varumärken. Upptäck hur du kan göra dina smycken mer hållbara och attraktiva med detaljerad information om tekniker och tillämpningar. Perfekt för specialtillverkade smycken.

Läs mer "
sterling silver 3D smycken Rendering_1 fall

Hur skapar man 3D-modeller av smycken med Rhino, Flamingo och TechGems? Och estetiska fall av några digitala målningar

Lär dig hur du skapar smyckesdesign med Rhino, Flamingo och TechGems. Den här guiden lär dig hur du använder dessa verktyg för att skapa detaljerade renderingar av hängen, armband och mycket mer. Den täcker NURBS-modellering, materialinställningar, ljuseffekter och renderingstips. Perfekt för smyckesdesigners, butiker och e-handelsförsäljare som vill skapa realistiska och attraktiva smyckesbilder.

Läs mer "
Ring av volframstål med slät yta

Vad är smycken av volframstål? Material, egenskaper och produktionsteknik

Fördjupa dig i tillverkningen av smycken i volframstål, från pulvermetallurgi till finpolering. Upptäck dess hållbarhet, höga hårdhet och eleganta utseende. Perfekt för smyckesbutiker, designers och online-säljare som söker accessoarer av högsta kvalitet. Få insiderinformation om volframstålets unika charm och produktionshemligheter.

Läs mer "

10% Av !!!

På alla första beställningar

Anmäl dig till vårt nyhetsbrev

Prenumerera för att få senaste uppdateringar och erbjudanden!

Sobling smyckestillverkare få en offert för dina smycken
Ultimate guide sourcing - 10 tips för att spara miljoner på inköp från nya leverantörer
Fri nedladdning

Den ultimata guiden till Business Sourcing

10 värdefulla tips kan spara miljoner för dina smycken Sourcing från nya leverantörer
Sobling smyckestillverkare gratis anpassning för dina smyckesdesigner

Smyckesfabrik, smycken anpassning,Moissanite smyckesfabrik,Mässing koppar smycken,Semi-Precious smycken,Syntetiska ädelstenar smycken,Sötvattenspärl smycken,Sterling Silver CZ smycken,Semi-Precious ädelstenar anpassning,Syntetiska ädelstenar smycken