Вкратце —Японские производители электроники, заказывающие холоднокатаные полосы из нержавеющей стали в Китае для штамповки пружинных зажимов и клемм разъемов, применяют пятимерные и металлургические проверки, выходящие за рамки минимальных требований стандартов ASTM A240 или JIS G 4305. Наиболее распространенная причина отбраковки партий, которую я наблюдаю у японских групп контроля качества на этапе входного контроля, — это нестабильность твердости: полоса толщиной 1/4H с твердостью HV 250–310 не должна иметь разброса более ±15 HV по длине катушки (стандартный разброс HV 60 считается слишком большим для пружины клеммного контакта, требующей повторяемости усилия предварительной нагрузки ±5%). Шероховатость поверхности контактной стороны клеммной колодки должна быть ниже Ra 0,5 мкм, а допуск по толщине должен составлять ±0,03 мм для номинального диаметра 0,3 мм — изменение толщины на 0,05 мм приводит к изменению свободной высоты сформированного пружинного зажима на 0,3 мм, что смещает контактное давление на 1,2–1,5 Н от заданного значения. В данной статье рассматриваются пять параметров контроля, имеющих значение, когда японский производитель электроники размещает повторный заказ на холоднокатаную полосу из нержавеющей стали.

Японская индустрия производства разъемов и клемм — такие компании, как JAE (Japan Aviation Electronics), Hirose Electric и электронное подразделение Yazaki — ежегодно потребляет тысячи тонн прецизионной холоднокатаной полосы из нержавеющей стали для штампованных компонентов: пружинных зажимов, удерживающих ответную половину разъема (обычно толщиной 0,2–0,4 мм, закалка 1/2H, марка 301 или 304), и сигнальных или силовых клемм толщиной 0,15–0,30 мм, закалка 1/4H. Полоса поступает в штамповочный пресс со скоростью 50–200 м/мин, производя 50 000–200 000 клемм в час через прогрессивный штамп с допусками, измеряемыми в микрометрах. Полоса, не прошедшая входной контроль на японском заводе электроники, возвращается поставщику за счет поставщика, плюс компенсация за простой производственной линии в размере 200 000–500 000 иен в час за простаивающий штамповочный пресс. Мы поставляем на этот рынок холоднокатаную полосу из нержавеющей стали, и в этой статье рассматриваются пять проверок, которые японский инженер по контролю качества проводит над каждой поступающей рулонной лентой. Информацию о нашем ассортименте продукции холодной прокатки см. в разделе...Страница продукции из холоднокатаной нержавеющей сталиДля получения информации о возможностях технологического процесса производства прецизионных полос посетите [ссылка].категория прецизионных полос из нержавеющей стали.

Постоянство твердости — почему значение ±15 HV важно для контактной пружины

Японские производители электроники определяют степень закалки холоднокатаной нержавеющей стальной полосы в соответствии с двумя параллельно работающими стандартами: JIS G 4313 (холоднокатаная нержавеющая стальная полоса для пружин) и спецификацией ASTM A240/A480 для эквивалентных обозначений степени закалки. Для полосы толщиной 1/4H из нержавеющей стали 304 диапазон твердости по JIS G 4313 составляет HV 250–310 (60 пунктов). Для полосы толщиной 1/2H из нержавеющей стали 301 диапазон составляет HV 310–370 (также 60 пунктов). Стандарт представляет собойДиапазон твердости для продукции мельницы— Он охватывает нормальные технологические колебания температуры печи отжига (±10°C по ширине полосы в печи непрерывного отжига) и колебания степени обжатия при холодной прокатке (±2% на заключительном проходе на прокатном стане Сендзимир). Но для японского производителя клемм разброс твердости в 60 пунктов слишком велик для клеммы, которая должна обеспечивать постоянное усилие контакта на протяжении 500 000 штамповок.

Сила контакта пружинного зажима пропорциональна пределу текучести полосы при заданном радиусе изгиба. Для зажима из нержавеющей стали 301 толщиной 0,3 мм и твердостью 1/2H, изогнутого с внутренним радиусом 0,3 мм (соотношение R/t = 1,0 — крутой изгиб для пружинного контакта), угол возврата в исходное положение изменяется на 0,5° на каждые 10 HV увеличения твердости полосы. Изменение на 60 HV по всей катушке означает изменение угла возврата в исходное положение на 3° — свободная высота сформированного зажима изменяется на 0,2 мм на кончике контакта, а сила сопряжения смещается с заданных 8 Н до диапазона от 6,5 Н до 9,5 Н. Японский заказчик отбраковывает любую партию, в которой твердость изменяется более чем на ±15 HV по всей катушке (диапазон в 30 пунктов). Мы выполняем это требование, работая на прокатном стане с контролируемым обжатием за проход и измеряя твердость в пяти точках (левый край, левая четверть, центр, правая четверть, правый край) на каждом рулоне в партии, регистрируя стандартное отклонение. Если стандартное отклонение превышает 8 HV, рулон переводится в категорию неточного проката. Ассортимент холоднокатаной полосы представлен нахолоднокатаная полоса.

Шероховатость поверхности — Ra 0,5 мкм для обеспечения стабильности контактного сопротивления.

Шероховатость поверхности холоднокатаной полосы на контактной стороне клеммы определяет реальную площадь контакта между клеммой и ответным штырем. Клемма, по которой протекает сигнальный ток 3 А с контактным сопротивлением 20 мОм, требует реальной площади контакта не менее 0,01 мм² при номинальной силе контакта (8 Н). Если шероховатость поверхности полосы составляет Ra 1,0 мкм вместо Ra 0,5 мкм, то неровности (выступы) на поверхности становятся выше на 0,5 мкм — пластическая деформация этих неровностей под действием силы контакта создает реальную площадь контакта на 30–40% меньше, что приводит к увеличению контактного сопротивления с 20 мОм до 30–35 мОм. При токе 3 А рассеиваемая мощность в точке контакта (I²R = 9 × 0,035 = 0,315 Вт) в замкнутом корпусе разъема без вентиляции вызывает локальное повышение температуры на 15–25 °C выше температуры окружающей среды. В автомобильном жгуте проводов с 60 разъемами в моторном отсеке кумулятивное тепло ухудшает упругость клеммы — нержавеющая сталь 1/2H релаксирует на 10–15 % при 100 °C в течение 3000 часов, уменьшая контактное усилие и еще больше увеличивая контактное сопротивление в самоподдерживающемся цикле отказов.

Шероховатость поверхности полосы зависит от четырех факторов: качества обработки поверхности рабочего валка (шлифовка Ra 0,1 мкм для последнего прохода), чистоты прокатного масла (система фильтров с порами 5 мкм, предотвращающая внедрение твердых частиц в поверхность полосы), натяжения полосы во время последнего прохода (поддерживается в пределах ±3% от заданного значения с помощью системы управления крутящим моментом натяжного барабана с обратной связью) и атмосферы печи для отжига (восстановительная атмосфера из водорода и азота при 1050 °C для марок 304 и 301 предотвращает осаждение карбидов и окисление поверхности). Мы измеряем шероховатость поверхности в трех точках по ширине полосы на каждом рулоне с помощью контактного профилометра в соответствии со стандартом ISO 25178. Типичное значение Ra составляет 0,35–0,45 мкм на светлой стороне и 0,45–0,55 мкм на матовой стороне — заказчик выбирает сторону для контактной поверхности. Для получения информации о возможностях производства высокоточной полосы см.Страница товара: прецизионная полоса из нержавеющей стали.

Допуск по толщине — ±0,03 мм. Контролирует свободную высоту изогнутой клипсы.

Допуск по толщине прецизионной холоднокатаной полосы, согласно стандарту ASTM A480, составляет ±10% от номинальной толщины для ширины до 600 мм. Для номинальной толщины 0,30 мм этот допуск составляет ±0,030 мм. Японские производители электроники также соблюдают этот допуск, но дополнительно измеряют изменение толщины по ширине полосы (профиль выпуклости) и по длине полосы (изменение толщины в полосе). Выпуклость — разница толщин между центром полосы и ее краем — не должна превышать 0,010 мм для полосы шириной 200 мм при номинальной толщине 0,30 мм. Изменение толщины в полосе — периодическое изменение толщины по длине, вызванное эксцентриситетом опорных подшипников прокатного стана Сендзимира, — не должно превышать 0,005 мм на длине 10 метров.

Почему такая точность необходима для пружинного зажима? Штампованный пружинный зажим, изогнутый с радиусом 0,5 мм при толщине полосы 0,30 мм (R/t = 1,67), имеет сформированную свободную высоту 4,5 мм. Если толщина полосы составляет 0,33 мм (верхний предел ±0,03 мм), геометрия возврата в исходное положение изменяется, поскольку момент инерции поперечного сечения (I = b × t³ / 12) увеличивается в (0,33/0,30)³ = 1,33 раза — сформированная пружина становится на 33% жестче при изгибе, а свободная высота зажима увеличивается на 0,3 мм до 4,8 мм. Усилие вставки штифта изменяется с заданного значения 8 ± 1 Н до 10 ± 1,5 Н — выше верхнего предела, установленного заказчиком, в 9 Н. Аналогичный обратный эффект наблюдается, если толщина находится на нижнем пределе 0,27 мм. Допуск по толщине ±0,03 мм напрямую соответствует изменению усилия пружинного зажима на ±0,25 Н, а допустимое отклонение для заказчика составляет ±1 Н. Мы поддерживаем толщину с точностью ±0,02 мм в центре рулона и ±0,03 мм по краям благодаря системе автоматического контроля толщины с обратной связью на заключительном проходе прокатного стана Сендзимира. Более подробную информацию о полосовой продукции из нержавеющей стали см. в разделе...страница категории полос из нержавеющей стали.

Edge Burr — интерфейс для штамповки и штамповки с длительным сроком службы.

Холоднокатаная полоса разрезается из рулона полной ширины на более узкие полосы (шириной 20–200 мм, в зависимости от ширины концевой части и конструкции штамповочного пресса) на линии резки с вращающимися ножами. В процессе резки на кромке среза образуется заусенец — выступающий край вытесненного материала, который выступает над поверхностью полосы на 0,02–0,15 мм в зависимости от остроты ножа, зазора между верхним и нижним ножами (зазор, установленный на уровне 5–10% от толщины полосы для точной резки) и натяжения полосы в устройстве намотки. Для японского штамповочного пресса, работающего со скоростью 200 ходов в минуту с зазором между пуансоном и пресс-формой 0,020 мм (7% от толщины полосы 0,30 мм), заусенец на кромке входящей полосы первым соприкасается с поверхностью пресс-формы. Заусенцы высотой более 0,05 мм приведут к заеданию поверхности кристалла в течение 50 000 циклов — заедание создаст царапину на контактной площадке кристалла, которая перенесется на каждый последующий вывод, образуя выпуклый выступ на поверхности вывода, препятствующий его полному вхождению в корпус разъема.

Мы контролируем высоту заусенцев на кромке с помощью трехпараметрической спецификации резки: перекрытие ножей устанавливается на уровне 30% от толщины полосы (0,09 мм для полосы толщиной 0,30 мм), боковой зазор составляет 8% от толщины полосы (0,024 мм), а радиус кромки ножа поддерживается ниже 0,01 мм — ножи для резки перетачиваются, когда радиус кромки превышает 0,02 мм, что происходит после 30–50 тонн резки на один комплект ножей. Высота заусенцев измеряется индикатором часового типа на первом и последнем метре каждой рулонной ленты. Заусенцы высотой более 0,05 мм удаляются станцией для снятия заусенцев (комплект подпружиненных твердосплавных блоков, которые снимают заусенцы на 0,03 мм с каждой стороны) на выходе из линии резки. Операция по удалению заусенцев обходится нам в 0,30 йены за погонный метр полосы, но стоимость ремонта шестипозиционного штампа у японского производителя клемм составляет 150 000–300 000 йен, плюс время простоя производственной линии. Операция по удалению заусенцев включена в стандартный пакет всех заказов на прецизионную холоднокатаную полосу для японских заказчиков из электронной промышленности без дополнительной платы.

Упаковка и доставка — Требования к катушкам по принципу «точно в срок»

Японские производители электронных клемм работают по принципу "точно в срок" (JIT). Поступает рулон холоднокатаной полосы толщиной 0,30 × 100 мм и весом 500 кг, средней длиной 2100 м, который сразу же помещается на разматывающую катушку многопозиционного штамповочного пресса — без промежуточного хранения и проверки. Рулон должен быть без следов перекрытия витков (вмятин, которые внешняя обмотка оставляет на внутренних витках во время намотки и обработки), поскольку вмятина глубиной 0,02 мм на поверхности полосы создает ударную нагрузку на штамповочный пресс — пуансон испытывает дополнительное сопротивление в этом месте на 0,02 мм, поршень пресса наклоняется, и сколы на конце пуансона приводят к браку клеммы.

Спецификация упаковки для рулонов, экспортируемых в Японию, включает в себя: стальную катушку (внутренний диаметр оправки 300 мм, внешний диаметр 450 мм, диаметр боковых фланцев 150 мм), намотку полосы под постоянным натяжением (50 Н на каждые 10 мм ширины полосы — 500 Н для полосы шириной 100 мм), каждый виток разделен полиэтиленовой прокладкой толщиной 0,10 мм для предотвращения заедания между витками, рулон герметично упакован в вакуумный влагозащитный пакет с силикагелем в качестве осушителя (нержавеющая сталь не ржавеет, но прокладочная бумага должна поддерживаться при относительной влажности ниже 10%, чтобы предотвратить загрязнение поверхности полосы органическими кислотами во время морской перевозки), и рулон упакован в деревянный ящик с виброгасящим пенопластовым основанием. Количество сварных швов в рулоне — каждый рулон формируется путем сварки нескольких 5-тонных основных полос рулона встык на линии продольной резки — ограничено 1 сварным швом на 500 м для японских заказов, по сравнению со стандартным показателем в отрасли — 1 шов на 300 м. Зона сварного шва обозначается желтой краской на расстоянии 30 см до и 30 см после шва, а оператору штамповочного пресса дается указание вырезать и утилизировать зону сварного шва по направляющей линии пресса.

Полный ассортимент продукции, которую мы поставляем для высокоточной штамповки, представлен на [ссылка на каталог].страница каталога продукции.

Контрольный список приемки для японской системы входного контроля качества.

Что касается действующих экспортных спецификаций и цен на прецизионную холоднокатаную полосу из нержавеющей стали, то...страница товара "прецизионная полоса"Включает доступные марки термообработки и предельные размеры. Для более полного понимания процесса обработки полос из нержавеющей стали см.страница холоднокатаной продукцииописывает производственное оборудование и этапы процесса.

Японская система промышленных стандартов обеспечивает материальную основу —Холоднокатаные полосы из нержавеющей стали по стандарту JIS G 4313 для пружинЭто применимый стандарт для термообработки 1/4H и 1/2H, используемой при штамповке электронных пружинных контактов. Для получения международных справочных данных по тестированию разъемов см.Международные стандарты испытаний клемм разъемов SAEУкажите метод измерения контактного сопротивления и условия испытаний клемм разъемов, используемых в электронном оборудовании.

Часто задаваемые вопросы