TL;DR —Japonští výrobci elektroniky, kteří objednávají za studena válcované pásy z nerezové oceli z Číny pro ražení pružinových svorek a konektorů, vynucují pětirozměrné a metalurgické kontroly, které jdou nad rámec minimálních standardů ASTM A240 nebo JIS G 4305. Nejčastějším problémem s odmítnutím šarží, které vídám od japonských týmů QA ve fázi vstupní kontroly, je konzistence tvrdosti – pás 1/4H specifikovaný na HV 250–310 nesmí mít rozpětí větší než ±15 HV po celé délce cívky (standardní rozpětí HV 60 je považováno za příliš široké pro kontaktní pružinu svorky, která vyžaduje opakovatelnost předpínací síly ±5 %). Drsnost povrchu musí být na kontaktní straně kontaktního pásku pod Ra 0,5 μm a tolerance tloušťky musí být udržována na ±0,03 mm pro jmenovitou tloušťku 0,3 mm – odchylka tloušťky pásku o 0,05 mm způsobí odchylku volné výšky vytvořené pružinové svorky o 0,3 mm, což posouvá kontaktní tlak o 1,2–1,5 N od stanovené hodnoty. Tento článek se zabývá pěti kontrolními parametry, které jsou důležité, když japonský výrobce elektroniky opakovaně objednává za studena válcovaný pás z nerezové oceli.

Japonský průmysl výroby konektorů a terminálů – společnosti jako JAE (Japan Aviation Electronics), Hirose Electric a elektronická divize společnosti Yazaki – spotřebuje ročně tisíce tun přesného za studena válcovaného pásu z nerezové oceli pro lisované součástky: pružné svorky, které drží spojovací polovinu konektoru (obvykle o tloušťce 0,2–0,4 mm, stav 1/2H, třída 301 nebo 304), a signální nebo napájecí terminály o tloušťce 0,15–0,30 mm, stav 1/4H. Pás vstupuje do lisovacího lisu rychlostí 50–200 m/min, čímž se vyrobí 50 000–200 000 terminálů za hodinu prostřednictvím progresivní matrice s požadavky na tolerance měřenými v mikrometrech. Pás, který neprojde vstupní kontrolou v japonské továrně na elektroniku, je vrácen dodavateli na jeho náklady, plus reklamace prostoje výrobní linky ve výši 200 000–500 000 ¥ za hodinu za nečinný lisovací lis. Na tento trh dodáváme za studena válcované pásy z nerezové oceli a tento článek se zabývá pěti kontrolami, které japonský inženýr kvality provádí u každé příchozí cívky. Naši výrobní řadu pro válcování za studena naleznete nastránka produktu z nerezové oceli válcované za studenaInformace o procesních možnostech výroby přesných pásů naleznete nakategorie přesných pásů z nerezové oceli.

Konzistence tvrdosti – Proč je ±15 HV důležité pro kontaktní pružinu

Japonští výrobci elektroniky specifikují tvrdost za studena válcovaného pásu z nerezové oceli podle dvou paralelně fungujících norem: JIS G 4313 (za studena válcované pásy z nerezové oceli pro pružiny) a specifikace ASTM A240/A480 pro ekvivalentní označení tvrdosti. Pro pás o tloušťce 1/4H z nerezové oceli 304 je rozsah tvrdosti podle JIS G 4313 HV 250–310 (rozpětí 60 bodů). Pro pás o tloušťce 1/2H z nerezové oceli 301 je rozsah HV 310–370 (rovněž 60 bodů). Norma je...rozsah tvrdosti pro výrobu mlýna— pokrývá normální procesní kolísání teploty žíhací pece (±10 °C napříč šířkou pásu v kontinuální žíhací peci) a kolísání redukce při válcování za studena (±2 % v posledním průchodu na válcovně Sendzimir). Pro japonského výrobce terminálů je však 60bodový rozsah tvrdosti příliš široký pro terminál, který musí poskytovat konzistentní kontaktní sílu napříč 500 000 výlisky.

Kontaktní síla pružinové svorky je úměrná mezi kluzu pásu v místě vytvořeného poloměru ohybu. U nerezové svorky 1/2H 301 o tloušťce 0,3 mm ohnuté o vnitřním poloměru 0,3 mm (poměr R/t = 1,0 – ostrý ohyb pro pružinový kontakt) se úhel zpětného odpružení mění o 0,5° na každé zvýšení tvrdosti pásu o 10 HV. Změna o 60 HV napříč cívkou znamená, že se úhel zpětného odpružení mění o 3° – volná výška vytvořené svorky se mění o 0,2 mm na kontaktním hrotu a spojovací síla se mění ze specifikovaných 8 N na hodnotu mezi 6,5 N a 9,5 N. Japonský zákazník odmítá jakoukoli šarži, u které se tvrdost mění o více než ±15 HV napříč cívkou (30bodové okno). Tento požadavek splňujeme provozem válcovací stolice s řízeným zmenšením na průchod a odběrem vzorků tvrdosti v pěti pozicích (levý okraj, levá čtvrtina, střed, pravá čtvrtina, pravý okraj) na každé cívce v šarži a zaznamenáváním směrodatné odchylky. Pokud směrodatná odchylka přesáhne 8 HV, je cívka zařazena do kategorie nepřesných aplikací. Sortiment za studena válcovaných pásů je uveden nastránka pásu válcovaného za studena.

Drsnost povrchu — Ra 0,5 μm pro stabilitu kontaktního odporu

Drsnost povrchu za studena válcovaného pásu na kontaktní straně svorky určuje skutečnou kontaktní plochu mezi svorkou a protilehlým kolíkem. Svorka, která přenáší signální proud 3 A s kontaktním odporem 20 mΩ, vyžaduje při jmenovité kontaktní síle (8 N) skutečnou kontaktní plochu alespoň 0,01 mm². Pokud je drsnost povrchu pásu Ra 1,0 μm místo Ra 0,5 μm, jsou nerovnosti (vrcholy) na povrchu o 0,5 μm vyšší – plastická deformace těchto nerovností pod kontaktní silou vytváří skutečnou kontaktní plochu, která je o 30–40 % menší, čímž se kontaktní odpor zvyšuje z 20 mΩ na 30–35 mΩ. Při proudu 3 A způsobuje ztrátový výkon v kontaktním bodě (I²R = 9 × 0,035 = 0,315 W) v uzavřeném pouzdře konektoru bez větrání lokální nárůst teploty o 15–25 °C nad okolní teplotu. V kabelovém svazku s 60 konektory pro motorový prostor automobilu kumulativní teplo snižuje pevnost pružiny svorky – nerezová ocel 1/2H se při 100 °C po dobu 3 000 hodin uvolní o 10–15 %, čímž se v cyklu samoregulace selhání sníží kontaktní síla a dále se zvýší kontaktní odpor.

Drsnost povrchu pásu závisí na čtyřech faktorech: povrchové úpravě pracovního válce (brus Ra 0,1 μm pro poslední vrstvu), čistotě válcovacího oleje (filtrační systém 5 μm, který zabraňuje usazování tvrdých částic na povrchu pásu), napětí pásu během poslední vrstvy (udržované v rozmezí ±3 % od nastavené hodnoty pomocí uzavřené smyčky regulace krouticího momentu napínací cívky) a atmosféře žíhací pece (redukční atmosféra vodíku a dusíku při 1 050 °C pro jakosti 304 a 301 zabraňuje srážení karbidů a oxidaci povrchu). Drsnost povrchu měříme na třech místech po šířce pásu na každé cívce pomocí kontaktního profilometru dle normy ISO 25178. Typická hodnota Ra je 0,35–0,45 μm na lesklé straně a 0,45–0,55 μm na matné straně – zákazník si vybere stranu pro kontaktní povrch. Informace o výrobních možnostech tvrdých přesných pásů naleznete nastránka produktu z tvrdé přesné nerezové pásky.

Tolerance tloušťky — ±0,03 mm Řídí volnou výšku ohnuté spony

Tolerance tloušťky u přesného pásu válcovaného za studena je specifikována dle normy ASTM A480 jako ±10 % jmenovité rozchodu pro šířky do 600 mm. Pro jmenovitou tloušťku 0,30 mm je to ±0,030 mm. Japonští výrobci elektroniky tuto toleranci také vynucují, ale navíc měří odchylku tloušťky napříč šířkou pásu (profil koruny) a podél délky pásu (odchylka měřicího pásu). Korunní profil – rozdíl tloušťky mezi středem pásu a okrajem pásu – nesmí u pásu širokého 200 mm na jmenovitém rozchodu 0,30 mm překročit 0,010 mm. Odchylka měřicího pásu – periodická odchylka tloušťky podél délky způsobená excentricitou opěrných ložisek válcovací stolice Sendzimir – nesmí překročit 0,005 mm na délce 10 metrů.

Proč taková úroveň přesnosti u pružinové svorky? Lisovaná pružinová svorka ohýbaná v poloměru 0,5 mm s tloušťkou pásu 0,30 mm (R/t = 1,67) má tvarovanou volnou výšku 4,5 mm. Pokud je tloušťka pásu 0,33 mm (horní mez ±0,03 mm), změní se geometrie pružiny, protože moment setrvačnosti průřezu (I = b × t³ / 12) se zvýší (0,33/0,30)³ = 1,33krát – tvarovaná pružina je o 33 % tužší v ohybu a volná výška svorky se zvětší o 0,3 mm na 4,8 mm. Síla zasouvání protikusu se změní ze specifikace 8 ± 1 N na 10 ± 1,5 N – nad horní limit zákazníka 9 N. Stejný efekt v opačném směru nastává, pokud je tloušťka na spodní mezi 0,27 mm. Tolerance tloušťky ±0,03 mm se přímo promítá do kolísání síly ±0,25 N v pružinové svorce – a zákaznické okno akceptace je ±1 N. Tloušťku udržujeme na ±0,02 mm ve středu svitku a ±0,03 mm na okrajích pomocí automatické regulace tloušťky v uzavřené smyčce na posledním průchodu válcovací tratí Sendzimir. Obecnější informace o pásových produktech z nerezové oceli vizstránka kategorie nerezových pásů.

Edge Burr — rozhraní pro razníky a matrice po celou dobu životnosti

Za studena válcovaný pás se z plnošířkové cívky dělí na užší pásy (o šířce 20–200 mm, v závislosti na šířce terminálu a uspořádání lisovacího nástroje) na dělící lince s rotačními noži. Proces řezání vytváří na řezné hraně otřep – vyvýšený okraj z vytlačeného materiálu, který vyčnívá nad povrch pásu o 0,02–0,15 mm v závislosti na ostrosti nože, dělící vůli (mezera mezi horním a dolním nožem, nastavená na 5–10 % tloušťky pásu pro přesné řezání) a napětí pásu u dělícího navíječe. U japonské lisovací formy s rychlostí 200 zdvihů za minutu a vůlí mezi razníkem a razníkem 0,020 mm (7 % tloušťky pásu 0,30 mm) je otřep na vstupní hraně pásu první věcí, která se dotkne povrchu nástroje. Výška otřepu nad 0,05 mm způsobí zadření povrchu čipu během 50 000 zdvihů – zadření vytvoří škrábanec na ploše čipu, který se přenese na každý následující terminál, čímž se na povrchu terminálu vytvoří vyvýšený výstupek, který brání terminálu v úplném usazení do pouzdra konektoru.

Výšku otřepů na hraně řídíme pomocí tříparametrové specifikace řezání: překrytí nožů je nastaveno na 30 % tloušťky pásu (0,09 mm pro pás 0,30 mm), boční vůle je 8 % tloušťky pásu (0,024 mm) a poloměr ostří nože je udržován pod 0,01 mm – řezací nože se znovu nabrousí, když poloměr ostří překročí 0,02 mm, k čemuž dochází po 30–50 tunách řezání na sadu nožů. Výška otřepů se měří úchylkoměrem na prvním a posledním metru každé řezané cívky. Výška otřepů přesahující 0,05 mm se odstraní odhrotovací stanicí (sada pružinových karbidových bloků, které sejmou z hrany otřepů 0,03 mm z každé strany) na výstupu z řezací linky. Odstranění otřepů nás stojí 0,30 jenů za běžný metr pásu – ale účet za opravu šestistaniční progresivní matrice japonského výrobce terminálů činí 150 000–300 000 jenů plus prostoje výrobní linky. Odstranění otřepů je standardně zahrnuto u všech objednávek přesných za studena válcovaných pásů pro japonské zákazníky z oblasti elektroniky, a to bez dalších poplatků.

Balení a dodání – požadavky na JIT cívku

Japonští výrobci elektronických terminálů pracují s materiálovým tokem just-in-time (JIT). 500kg svitek přesného za studena válcovaného pásu o rozměrech 0,30 × 100 mm s průměrnou délkou pásu 2 100 m je přijat a umístěn přímo na odvíjecí cívku víceskluzového lisovacího lisu – žádné meziskladování ani kontrolní zastavení. Svitek nesmí mít překrývající se stopy po ovinutí (vtlaček, který vnější obal vytváří na vnitřních ovinutích během navíjení a manipulace), protože vtlaček o hloubce 0,02 mm na povrchu pásu vytváří nárazové zatížení razidla na lisovacím lisu – razník v této poloze narazí na odpor o 0,02 mm navíc, beran lisu se nakloní a odštípnutá hrana hrotu razníku vytvoří odpadní terminál.

Specifikace balení pro svitky vyvážené do Japonska zahrnuje: ocelovou cívku (vnitřní průměr trnu 300 mm, vnější průměr 450 mm, boční příruby o průměru 150 mm), pás navinutý pod konstantním tahem (50 N na 10 mm šířky pásu – 500 N pro pás o šířce 100 mm), jednotlivé ovinutí oddělené polyethylenovou mezivrstvou o tloušťce 0,10 mm, aby se zabránilo odírání mezi ovinutími, cívku utěsněnou ve vakuově-parametrickém sáčku se silikagelovým vysoušedlem (nerezová ocel nerezaví, ale mezivrstva musí být udržována při relativní vlhkosti pod 10 %, aby se zabránilo znečištění povrchu pásu organickými kyselinami v papíru během námořní přepravy) a cívku zabalenou v dřevěné bedně s pěnovou základnou tlumící vibrace. Počet svarových spojů v cívce – každá cívka je vytvořena svařováním několika pětitunových hlavních pásů cívky koncovými konci na dělící lince – je u japonských objednávek omezen na 1 svarový spoj na 500 m, oproti průmyslovému standardu 1 na 300 m. Oblast svarového spoje je označena žlutým pruhem barvy 30 cm před a 30 cm za spojem a obsluha lisovacího lisu je instruována, aby svarovou zónu vyřízla a zlikvidovala u vstupního vodítka lisu.

Kompletní sortiment produktů, které dodáváme pro aplikace přesného ražení, je uveden nastránka katalogu produktů.

Kontrolní seznam pro vstupní kontrolu kvality v Japonsku

Aktuální exportní specifikace a ceny přesných za studena válcovaných pásů z nerezové ocelistránka produktu z tvrdého přesného pásuzahrnuje dostupné stupně tvrdosti a rozměrové limity. Pro širší pochopení zpracování pásů z nerezové ocelistránka produktu válcovaného za studenapopisuje výrobní zařízení a procesní kroky.

Japonský systém průmyslových norem poskytuje materiálový rámec –Pásy z nerezové oceli válcované za studena dle JIS G 4313 pro pružinyje platná norma pro stavy 1/4H a 1/2H používané při ražení elektronických pružinových kontaktů. Pro mezinárodní referenci ohledně testování konektorů jeMezinárodní normy pro testování konektorových svorek SAEspecifikuje metodu měření kontaktního odporu a zkušební podmínky pro konektory používané v elektronických zařízeních.

Často kladené otázky