In breve —I produttori di elettronica giapponesi che ordinano nastri di acciaio inossidabile laminato a freddo dalla Cina per la stampatura di clip a molla e terminali di connettori, impongono cinque controlli dimensionali e metallurgici che vanno oltre i minimi standard ASTM A240 o JIS G 4305. Il motivo più comune di rifiuto del lotto che riscontro da parte dei team di controllo qualità giapponesi nella fase di ispezione in entrata è la consistenza della durezza: un nastro da 1/4 di pollice con una durezza specificata tra 250 e 310 HV non deve presentare una variazione di durezza superiore a ±15 HV lungo la lunghezza della bobina (la variazione standard di 60 HV è considerata troppo ampia per una molla di contatto terminale che richiede una ripetibilità della forza di precarico di ±5%). La rugosità superficiale deve essere inferiore a Ra 0,5 μm sul lato di contatto della striscia terminale e la tolleranza di spessore deve essere mantenuta entro ±0,03 mm per il calibro nominale di 0,3 mm: una variazione di 0,05 mm nello spessore della striscia produce una variazione di 0,3 mm nell'altezza libera della clip a molla formata, che sposta la pressione di contatto di 1,2–1,5 N rispetto al valore specificato. Questo articolo illustra i cinque parametri di ispezione che contano quando un OEM elettronico giapponese effettua un ordine ripetuto di strisce di acciaio inossidabile laminato a freddo.

L'industria giapponese di produzione di connettori e terminali – con aziende come JAE (Japan Aviation Electronics), Hirose Electric e la divisione elettronica di Yazaki – consuma migliaia di tonnellate all'anno di nastro di acciaio inossidabile laminato a freddo di precisione per la produzione di componenti stampati: clip a molla che trattengono la metà del connettore (tipicamente con spessore di 0,2-0,4 mm, tempra 1/2H, grado 301 o 304) e terminali di segnale o di alimentazione con spessore di 0,15-0,30 mm e tempra 1/4H. Il nastro entra nella pressa per stampaggio a una velocità di 50-200 m/min, producendo da 50.000 a 200.000 terminali all'ora attraverso uno stampo progressivo con tolleranze misurate in micrometri. Un nastro che non supera il controllo qualità in entrata presso una fabbrica di elettronica giapponese viene restituito al fornitore a spese di quest'ultimo, più un risarcimento per il fermo della linea di produzione pari a 200.000-500.000 yen all'ora per la pressa per stampaggio inattiva. Forniamo nastri di acciaio inossidabile laminati a freddo a questo mercato e questo articolo illustra i cinque controlli che un ingegnere giapponese del controllo qualità esegue su ogni bobina in entrata. Per la nostra gamma di produzione di laminazione a freddo, vedere ilpagina del prodotto in acciaio inossidabile laminato a freddoPer informazioni sulla capacità di processo nella produzione di strisce di precisione, visitare il sito web.categoria di nastri di acciaio inossidabile di precisione.

Uniformità della durezza: perché una tolleranza di ±15 HV è importante per una molla di contatto.

I produttori di elettronica giapponesi specificano la tempra del nastro di acciaio inossidabile laminato a freddo secondo due standard che lavorano in parallelo: JIS G 4313 (nastri di acciaio inossidabile laminato a freddo per molle) e la specifica ASTM A240/A480 per le designazioni di tempra equivalenti. Per un nastro 1/4H in acciaio inossidabile 304, l'intervallo di durezza secondo JIS G 4313 è HV 250–310 (una dispersione di 60 punti). Per un nastro 1/2H in acciaio inossidabile 301, l'intervallo è HV 310–370 (anche 60 punti). Lo standard è unintervallo di durezza per la produzione del mulino— copre la normale variazione di processo della temperatura del forno di ricottura (±10 °C lungo la larghezza del nastro in un forno di ricottura continuo) e la variazione di riduzione della laminazione a freddo (±2% nella passata finale al laminatoio di Sendzimir). Ma per il produttore giapponese di terminali, una differenza di durezza di 60 punti è troppo ampia per un terminale che deve fornire una forza di contatto costante su 500.000 stampaggi.

La forza di contatto di un terminale a clip a molla è proporzionale alla resistenza allo snervamento del nastro al raggio di curvatura formato. Per una clip in acciaio inossidabile 301 1/2H spessa 0,3 mm, piegata con un raggio interno di 0,3 mm (rapporto R/t = 1,0 - una curvatura stretta per un contatto a molla), l'angolo di ritorno elastico varia di 0,5° per ogni aumento di 10 HV nella durezza del nastro. Una variazione di 60 HV lungo la bobina significa che l'angolo di ritorno elastico varia di 3°, l'altezza libera della clip formata varia di 0,2 mm sulla punta di contatto e la forza di accoppiamento passa dagli 8 N specificati a un valore compreso tra 6,5 ​​N e 9,5 N. Il cliente giapponese rifiuta qualsiasi lotto in cui la durezza varia di oltre ±15 HV lungo la bobina (una finestra di 30 punti). Soddisfiamo questo requisito facendo funzionare il laminatoio con una riduzione controllata per passaggio e campionando la durezza in cinque posizioni (bordo sinistro, quarto sinistro, centro, quarto destro, bordo destro) su ogni bobina del lotto, registrando la deviazione standard. Se la deviazione standard supera 8 HV, la bobina viene declassata a un'applicazione non di precisione. La gamma di prodotti in nastro laminato a freddo è mostrata supagina di strisce laminate a freddo.

Rugosità superficiale — Ra 0,5 μm per la stabilità della resistenza di contatto

La rugosità superficiale del nastro laminato a freddo sul lato di contatto del terminale determina l'area di contatto reale tra il terminale e il pin di accoppiamento. Un terminale che trasporta una corrente di segnale di 3 A con una resistenza di contatto di 20 mΩ richiede un'area di contatto reale di almeno 0,01 mm² alla forza di contatto nominale (8 N). Se la rugosità superficiale del nastro è Ra 1,0 μm invece di Ra 0,5 μm, le asperità (picchi) sulla superficie sono più alte di 0,5 μm: la deformazione plastica di queste asperità sotto la forza di contatto crea un'area di contatto reale inferiore del 30-40%, portando la resistenza di contatto da 20 mΩ a 30-35 mΩ. A 3 A, la dissipazione di potenza nel punto di contatto (I²R = 9 × 0,035 = 0,315 W) in un alloggiamento del connettore confinato e privo di ventilazione crea un aumento di temperatura locale di 15-25 °C rispetto alla temperatura ambiente. In un cablaggio del vano motore di un'automobile con 60 connettori, il calore cumulativo degrada la tempra elastica del terminale: l'acciaio inossidabile da 1/2" si rilassa del 10-15% a 100 °C in 3.000 ore, riducendo la forza di contatto e aumentando ulteriormente la resistenza di contatto in un ciclo di guasto autoalimentante.

La rugosità superficiale del nastro dipende da quattro fattori: la finitura superficiale del rullo di lavoro (finitura rettificata Ra 0,1 μm per la passata finale), la pulizia dell'olio di laminazione (un sistema di filtraggio da 5 μm che impedisce alle particelle dure di incastrarsi nella superficie del nastro), la tensione del nastro durante la passata finale (mantenuta entro ±3% del setpoint dal controllo di coppia a circuito chiuso del rullo di tensione) e l'atmosfera del forno di ricottura (un'atmosfera riducente di idrogeno-azoto a 1.050 °C per i gradi 304 e 301 previene la precipitazione di carburi e l'ossidazione superficiale). Misuriamo la rugosità superficiale in tre posizioni lungo la larghezza del nastro su ogni bobina utilizzando un profilometro a contatto secondo ISO 25178. Il valore tipico di Ra è 0,35–0,45 μm sul lato lucido e 0,45–0,55 μm sul lato opaco: il cliente seleziona il lato per la superficie di contatto. Per la capacità di produzione di nastri di precisione duri, vedere ilpagina del prodotto: striscia di acciaio inossidabile ad alta resistenza e precisione.

Tolleranza di spessore: ±0,03 mm controlla l'altezza libera della clip piegata

La tolleranza di spessore nei nastri laminati a freddo di precisione è specificata secondo la norma ASTM A480 come ±10% del calibro nominale per larghezze fino a 600 mm. Per uno spessore nominale di 0,30 mm, questo valore corrisponde a ±0,030 mm. Anche i produttori di elettronica giapponesi applicano questa tolleranza, ma misurano inoltre la variazione di spessore lungo la larghezza del nastro (il profilo di bombatura) e lungo la lunghezza del nastro (la variazione della banda di calibro). La bombatura, ovvero la differenza di spessore tra il centro e il bordo del nastro, non deve superare 0,010 mm per un nastro largo 200 mm con un calibro nominale di 0,30 mm. La variazione della banda di calibro, ovvero la variazione periodica di spessore lungo la lunghezza causata dall'eccentricità dei cuscinetti di supporto del laminatoio Sendzimir, non deve superare 0,005 mm su una lunghezza di 10 metri.

Perché questo livello di precisione per una clip a molla? Una clip a molla stampata, piegata con un raggio di 0,5 mm e uno spessore del nastro di 0,30 mm (R/t = 1,67), ha un'altezza libera di 4,5 mm. Se lo spessore del nastro è di 0,33 mm (il limite superiore di ±0,03 mm), la geometria di ritorno elastico cambia perché il momento d'inerzia della sezione trasversale (I = b × t³ / 12) aumenta di (0,33/0,30)³ = 1,33 volte: la molla formata è il 33% più rigida in flessione e l'altezza libera della clip aumenta di 0,3 mm, arrivando a 4,8 mm. La forza di inserimento del perno di accoppiamento cambia dalla specifica di 8 ± 1 N a 10 ± 1,5 N, superando il limite superiore di 9 N richiesto dal cliente. Lo stesso effetto, ma inverso, si verifica se lo spessore è al limite inferiore di 0,27 mm. La tolleranza di spessore di ±0,03 mm si traduce direttamente in una variazione di forza di ±0,25 N nella clip a molla e la finestra di accettazione del cliente è di ±1 N. Manteniamo lo spessore a ±0,02 mm al centro della bobina e a ±0,03 mm ai bordi tramite un controllo automatico a circuito chiuso del calibro durante l'ultima passata del laminatoio Sendzimir. Per i prodotti in nastro di acciaio inossidabile in generale, vedere ilpagina della categoria nastri in acciaio inossidabile.

Bordi taglienti: l'interfaccia a vita utile del punzone-matrice

Il nastro laminato a freddo viene tagliato dalla bobina a larghezza intera in strisce più strette (da 20 a 200 mm di larghezza, a seconda della larghezza del terminale e della configurazione dello stampo di tranciatura) su una linea di taglio con lame rotanti. Il processo di taglio crea una bava sul bordo tagliato: un labbro rialzato di materiale spostato che sporge dalla superficie del nastro di 0,02-0,15 mm a seconda dell'affilatura della lama, del gioco di taglio (lo spazio tra le lame superiore e inferiore, impostato al 5-10% dello spessore del nastro per un taglio di precisione) e della tensione del nastro sul riavvolgitore di taglio. Per uno stampo di tranciatura terminale giapponese che funziona a 200 colpi al minuto con un gioco punzone-stampo di 0,020 mm (7% dello spessore del nastro di 0,30 mm), la bava sul bordo del nastro in ingresso è la prima cosa che entra in contatto con la superficie dello stampo. Una bava di altezza superiore a 0,05 mm provocherà il grippaggio della superficie del chip entro 50.000 cicli: il grippaggio crea un graffio sulla superficie del chip che si trasferisce a ogni terminale successivo, producendo una cresta rialzata sulla superficie del terminale che impedisce al terminale di inserirsi completamente nell'alloggiamento del connettore.

Controlliamo l'altezza della bava sul bordo tramite una specifica di taglio a tre parametri: la sovrapposizione delle lame è impostata al 30% dello spessore del nastro (0,09 mm per un nastro da 0,30 mm), il gioco laterale è pari all'8% dello spessore del nastro (0,024 mm) e il raggio del bordo della lama è mantenuto al di sotto di 0,01 mm: le lame di taglio vengono riaffilate quando il raggio del bordo supera 0,02 mm, il che avviene dopo 30-50 tonnellate di taglio per set di lame. L'altezza della bava viene misurata con un comparatore a quadrante sul primo e sull'ultimo metro di ogni bobina di taglio. Una bava superiore a 0,05 mm viene rimossa da una stazione di sbavatura (un set di blocchi in carburo a molla che raschiano il bordo della bava di 0,03 mm da ciascun lato) all'uscita della linea di taglio. L'operazione di sbavatura ci costa 0,30 yen per metro lineare di nastro, ma la riparazione di uno stampo progressivo a sei stazioni per un produttore giapponese di terminali può arrivare a costare dai 150.000 ai 300.000 yen, oltre al fermo della linea di produzione. L'operazione di sbavatura è inclusa di serie in tutti gli ordini di nastri laminati a freddo di precisione per i clienti giapponesi del settore elettronico, senza costi aggiuntivi.

Imballaggio e consegna: i requisiti per le bobine JIT

I produttori giapponesi di terminali elettronici operano con un flusso di materiali just-in-time (JIT). Una bobina da 500 kg di nastro di precisione laminato a freddo da 0,30 × 100 mm con una lunghezza media di 2.100 m viene ricevuta e posizionata direttamente sul rullo di svolgimento della pressa a slitta multipla, senza stoccaggio intermedio né fermo per ispezione. La bobina deve essere priva di segni di sovrapposizione degli avvolgimenti (l'indentazione che l'avvolgimento esterno lascia sugli avvolgimenti interni durante il riavvolgimento e la movimentazione), perché un'indentazione di 0,02 mm di profondità sulla superficie del nastro crea un carico d'impatto sulla pressa: il punzone incontra una resistenza aggiuntiva di 0,02 mm in quella posizione, il pistone della pressa si inclina e il bordo scheggiato della punta del punzone produce un terminale di scarto.

Le specifiche di imballaggio per le bobine esportate in Giappone includono: una bobina in acciaio (diametro interno del mandrino 300 mm, diametro esterno 450 mm, flange laterali 150 mm di diametro), il nastro avvolto sotto tensione costante (50 N per 10 mm di larghezza del nastro - 500 N per un nastro largo 100 mm), ogni avvolgimento separato da un foglio intercalare di polietilene da 0,10 mm per evitare l'abrasione tra gli avvolgimenti, la bobina sigillata in un sacchetto sottovuoto con barriera all'umidità e essiccante in gel di silice (l'acciaio inossidabile non arrugginisce, ma la carta intercalare deve essere mantenuta al di sotto del 10% di umidità relativa per evitare che gli acidi organici della carta macchino la superficie del nastro durante il trasporto marittimo) e la bobina imballata in una cassa di legno con una base in schiuma antivibrazione. Il numero di giunti di saldatura nella bobina (ogni bobina è formata saldando insieme più strisce di bobine madri da 5 tonnellate lungo la linea di taglio) è limitato a 1 giunto di saldatura ogni 500 m per gli ordini giapponesi, rispetto allo standard industriale di 1 ogni 300 m. L'area del giunto di saldatura è contrassegnata da una striscia di vernice gialla 30 cm prima e 30 cm dopo il giunto, e l'operatore della pressa di stampaggio è istruito a tagliare e scartare la zona di saldatura in corrispondenza della guida di ingresso della pressa.

La gamma completa di prodotti che forniamo per applicazioni di stampaggio di precisione è elencata supagina del catalogo prodotti.

Lista di controllo per l'accettazione del controllo qualità in entrata per il mercato giapponese

Per le attuali specifiche di esportazione e i prezzi per il nastro di acciaio inossidabile laminato a freddo di precisione,pagina del prodotto della striscia di precisione rigidainclude i gradi di tempra disponibili e i limiti dimensionali. Per una comprensione più ampia della lavorazione del nastro di acciaio inossidabile, ilpagina del prodotto laminato a freddoDescrive le attrezzature di produzione e le fasi del processo.

Il sistema di norme industriali giapponesi fornisce il quadro di riferimento materiale —Nastri in acciaio inossidabile laminato a freddo JIS G 4313 per molleè lo standard applicabile per le tempere 1/4H e 1/2H utilizzate nella stampatura dei contatti a molla elettronici. Per riferimento internazionale sui test dei connettori, ilStandard internazionali SAE per i test dei terminali dei connettoriSpecificare il metodo di misurazione della resistenza di contatto e le condizioni di prova per i terminali dei connettori utilizzati nelle apparecchiature elettroniche.

Domande frequenti