Resumindo —Os fabricantes japoneses de eletrônicos que encomendam tiras de aço inoxidável laminadas a frio da China para estampagem de terminais de conectores e presilhas de mola impõem cinco verificações dimensionais e metalúrgicas que vão além dos mínimos das normas ASTM A240 ou JIS G 4305. A rejeição de lote mais comum que observo nas equipes de controle de qualidade japonesas na etapa de inspeção de recebimento é a consistência da dureza — uma tira de 1/4" de espessura, especificada entre HV 250 e 310, não deve apresentar uma variação superior a ±15 HV ao longo do comprimento da bobina (a variação padrão de HV 60 é considerada muito grande para uma mola de contato terminal que requer uma repetibilidade da força de pré-carga de ±5%). A rugosidade superficial deve ser inferior a Ra 0,5 μm no lado de contato da régua de terminais, e a tolerância de espessura deve ser mantida em ±0,03 mm para a bitola nominal de 0,3 mm — uma variação de 0,05 mm na espessura da régua produz uma variação de 0,3 mm na altura livre da presilha de mola formada, o que desloca a pressão de contato em 1,2–1,5 N em relação ao valor especificado. Este artigo aborda os cinco parâmetros de inspeção que são importantes quando um fabricante de equipamentos originais (OEM) japonês de eletrônicos faz um novo pedido de réguas de aço inoxidável laminadas a frio.

A indústria japonesa de fabricação de conectores e terminais — empresas como a JAE (Japan Aviation Electronics), a Hirose Electric e a divisão de eletrônicos da Yazaki — consome milhares de toneladas de tiras de aço inoxidável laminadas a frio de precisão por ano para componentes estampados: presilhas de mola que retêm a metade do conector (tipicamente com 0,2 a 0,4 mm de espessura, têmpera 1/2H, grau 301 ou 304) e terminais de sinal ou energia com 0,15 a 0,30 mm de espessura e têmpera 1/4H. A tira entra na prensa de estampagem a uma velocidade de 50 a 200 m/min, produzindo de 50.000 a 200.000 terminais por hora através de uma matriz progressiva com requisitos de tolerância medidos em micrômetros. Uma tira que não passa na inspeção de entrada em uma fábrica de eletrônicos japonesa é devolvida ao fornecedor às custas deste, além de uma indenização por tempo de inatividade da linha de produção de ¥ 200.000 a ¥ 500.000 por hora devido à prensa de estampagem ociosa. Fornecemos tiras de aço inoxidável laminadas a frio para este mercado, e este artigo aborda as cinco verificações que um engenheiro de controle de qualidade japonês realiza em cada bobina recebida. Para nossa linha de produção de laminação a frio, consulte oPágina do produto em aço inoxidável laminado a frioPara obter informações sobre a capacidade do processo de fabricação de tiras de precisão, visite o site.categoria de tiras de aço inoxidável de precisão.

Consistência de dureza — Por que ±15 HV é importante para uma mola de contato

Os fabricantes japoneses de eletrônicos especificam a têmpera de tiras de aço inoxidável laminadas a frio de acordo com duas normas que operam em paralelo: a JIS G 4313 (tiras de aço inoxidável laminadas a frio para molas) e a especificação ASTM A240/A480 para as designações de têmpera equivalentes. Para uma tira de 1/4"H em aço inoxidável 304, a faixa de dureza segundo a JIS G 4313 é de HV 250–310 (uma variação de 60 pontos). Para uma tira de 1/2"H em aço inoxidável 301, a faixa é de HV 310–370 (também com variação de 60 pontos). A norma é umafaixa de dureza para a produção do moinho— Abrange a variação normal do processo de temperatura do forno de recozimento (±10°C ao longo da largura da tira em um forno de recozimento contínuo) e a variação da redução por laminação a frio (±2% na última passada na usina Sendzimir). Mas, para o fabricante japonês de terminais, uma variação de dureza de 60 pontos é muito grande para um terminal que precisa fornecer uma força de contato consistente em 500.000 estampagens.

A força de contato de um terminal de mola é proporcional à resistência ao escoamento da tira no raio de curvatura formado. Para uma mola de aço inoxidável 301 1/2H com 0,3 mm de espessura, dobrada com um raio interno de 0,3 mm (relação R/t = 1,0 — uma curvatura acentuada para um contato de mola), o ângulo de retorno elástico varia 0,5° para cada aumento de 10 HV na dureza da tira. Uma variação de 60 HV ao longo da bobina significa que o ângulo de retorno elástico varia 3° — a altura livre da mola varia 0,2 mm na ponta de contato, e a força de acoplamento passa dos 8 N especificados para entre 6,5 N e 9,5 N. O cliente japonês rejeita qualquer lote em que a dureza varie mais de ±15 HV ao longo da bobina (uma janela de 30 pontos). Atendemos a esse requisito operando o laminador com redução controlada por passe e medindo a dureza em cinco posições (borda esquerda, quadrante esquerdo, centro, quadrante direito e borda direita) em cada bobina do lote, registrando o desvio padrão. Se o desvio padrão exceder 8 HV, a bobina é rebaixada para uma aplicação sem precisão. A gama de produtos de tiras laminadas a frio é mostrada na tabela.página de tira laminada a frio.

Rugosidade da superfície — Ra 0,5 μm para estabilidade da resistência de contato

A rugosidade da superfície da tira laminada a frio no lado de contato do terminal determina a área de contato real entre o terminal e o pino de acoplamento. Um terminal que conduz uma corrente de sinal de 3 A com uma resistência de contato de 20 mΩ requer uma área de contato real de pelo menos 0,01 mm² sob a força de contato nominal (8 N). Se a rugosidade da superfície da tira for Ra 1,0 μm em vez de Ra 0,5 μm, as asperezas (picos) na superfície serão 0,5 μm mais altas — a deformação plástica dessas asperezas sob a força de contato cria uma área de contato real 30–40% menor, elevando a resistência de contato de 20 mΩ para 30–35 mΩ. Com 3 A, a dissipação de potência no ponto de contato (I²R = 9 × 0,035 = 0,315 W) em um conector confinado sem ventilação gera um aumento de temperatura local de 15–25 °C acima da temperatura ambiente. Em um chicote elétrico automotivo com 60 conectores no compartimento do motor, o calor acumulado degrada a têmpera da mola do terminal — o aço inoxidável 1/2H sofre um relaxamento de tensão de 10 a 15% a 100 °C ao longo de 3.000 horas, reduzindo a força de contato e aumentando ainda mais a resistência de contato em um ciclo de falha auto-reforçador.

A rugosidade da superfície da tira depende de quatro fatores: o acabamento da superfície do cilindro de trabalho (acabamento retificado Ra 0,1 μm para a passada final), a limpeza do óleo de laminação (um sistema de filtro de 5 μm que impede a incrustação de partículas duras na superfície da tira), a tensão da tira durante a passada final (mantida dentro de ±3% do ponto de ajuste pelo controle de torque em circuito fechado do tensionador) e a atmosfera do forno de recozimento (uma atmosfera redutora de hidrogênio e nitrogênio a 1.050 °C para os aços 304 e 301 impede a precipitação de carbonetos e a oxidação da superfície). Medimos a rugosidade da superfície em três posições ao longo da largura da tira em cada bobina usando um perfilômetro de contato conforme a norma ISO 25178. O valor típico de Ra é de 0,35–0,45 μm no lado brilhante e de 0,45–0,55 μm no lado fosco — o cliente seleciona o lado para a superfície de contato. Para informações sobre a capacidade de produção de tiras de alta precisão, consulte [inserir referência aqui].Página do produto: tira de aço inoxidável de alta precisão.

Tolerância de espessura — ±0,03 mm Controla a altura livre do clipe dobrado

A tolerância de espessura em tiras laminadas a frio de precisão é especificada pela norma ASTM A480 como ±10% da espessura nominal para larguras de até 600 mm. Para uma espessura nominal de 0,30 mm, isso corresponde a ±0,030 mm. Os fabricantes japoneses de eletrônicos também aplicam essa tolerância, mas, adicionalmente, medem a variação de espessura ao longo da largura da tira (o perfil da coroa) e ao longo do seu comprimento (a variação da faixa de espessura). A coroa — a diferença de espessura entre o centro e a borda da tira — não deve exceder 0,010 mm para uma tira de 200 mm de largura com espessura nominal de 0,30 mm. A variação da faixa de espessura — a variação periódica da espessura ao longo do comprimento causada pela excentricidade dos mancais de apoio do laminador Sendzimir — não deve exceder 0,005 mm em um comprimento de 10 metros.

Por que esse nível de precisão para uma presilha de mola? Uma presilha de mola estampada, dobrada com um raio de 0,5 mm e com uma espessura de tira de 0,30 mm (R/t = 1,67), tem uma altura livre formada de 4,5 mm. Se a espessura da tira for de 0,33 mm (o limite superior de ±0,03 mm), a geometria de retorno elástico se altera porque o momento de inércia da seção transversal (I = b × t³ / 12) aumenta em (0,33/0,30)³ = 1,33 vezes — a mola formada fica 33% mais rígida à flexão, e a altura livre da presilha aumenta em 0,3 mm, para 4,8 mm. A força de inserção do pino de acoplamento muda da especificação de 8 ± 1 N para 10 ± 1,5 N — acima do limite superior do cliente de 9 N. O mesmo efeito, em sentido inverso, ocorre se a espessura estiver no limite inferior de 0,27 mm. A tolerância de espessura de ±0,03 mm se traduz diretamente em uma variação de força de ±0,25 N na presilha de mola — e a janela de aceitação do cliente é de ±1 N. Mantemos a espessura em ±0,02 mm no centro da bobina e ±0,03 mm nas bordas por meio de controle automático de calibre em circuito fechado na última passagem do laminador Sendzimir. Para produtos de tiras de aço inoxidável em geral, consulte oPágina da categoria de tiras de aço inoxidável.

Edge Burr — A Interface de Longa Duração para Usinagem por Punção e Matriz

A tira laminada a frio é cortada da bobina de largura total em tiras mais estreitas (de 20 a 200 mm de largura, dependendo da largura do terminal e do layout da matriz de estampagem) em uma linha de corte com facas rotativas. O processo de corte cria uma rebarba na borda cortada — uma saliência de material deslocado que se projeta acima da superfície da tira em 0,02 a 0,15 mm, dependendo da afiação da faca, da folga de corte (o espaço entre as facas superior e inferior, definido em 5 a 10% da espessura da tira para corte de precisão) e da tensão da tira no rebobinador de corte. Para uma matriz de estampagem terminal japonesa operando a 200 golpes por minuto com uma folga entre o punção e a matriz de 0,020 mm (7% da espessura da tira de 0,30 mm), a rebarba na borda da tira de entrada é o primeiro elemento que entra em contato com a superfície da matriz. Uma rebarba com altura superior a 0,05 mm causará desgaste na superfície da matriz em 50.000 ciclos — o desgaste cria um risco na área de contato da matriz que se transfere para todos os terminais subsequentes, produzindo uma saliência na superfície do terminal que impede o encaixe completo do terminal na carcaça do conector.

Controlamos a altura da rebarba na borda por meio de uma especificação de corte longitudinal de três parâmetros: a sobreposição das lâminas é definida em 30% da espessura da tira (0,09 mm para tiras de 0,30 mm), a folga lateral é de 8% da espessura da tira (0,024 mm) e o raio da aresta da lâmina é mantido abaixo de 0,01 mm — as lâminas de corte são reafiaadas quando o raio da aresta excede 0,02 mm, o que ocorre após 30 a 50 toneladas de corte por conjunto de lâminas. A altura da rebarba é medida com um relógio comparador no primeiro e no último metro de cada bobina cortada. Uma altura de rebarba superior a 0,05 mm é removida por uma estação de rebarbação (um conjunto de blocos de metal duro com mola que removem 0,03 mm da borda da rebarba de cada lado) na saída da linha de corte longitudinal. A operação de rebarbação nos custa ¥0,30 por metro linear de tira — mas o custo de reparo de uma matriz progressiva de seis estações de um fabricante japonês de terminais varia de ¥150.000 a ¥300.000, além do tempo de inatividade da linha de produção. A operação de rebarbação está incluída como padrão em todos os pedidos de tiras laminadas a frio de precisão para clientes japoneses da indústria eletrônica, sem custo adicional.

Embalagem e Entrega — Requisitos da Bobina JIT

Os fabricantes japoneses de terminais eletrônicos operam com um fluxo de materiais just-in-time (JIT). Uma bobina de 500 kg de tira laminada a frio de precisão de 0,30 × 100 mm, com um comprimento médio de 2.100 m, é recebida e colocada diretamente no desenrolador da prensa de estampagem multislide — sem armazenamento intermediário, sem tempo de espera para inspeção. A bobina deve estar livre de marcas de sobreposição (a indentação que a camada externa deixa nas camadas internas durante o enrolamento e manuseio), pois uma indentação de 0,02 mm de profundidade na superfície da tira cria uma carga de impacto na matriz da prensa de estampagem — o punção encontra uma resistência adicional de 0,02 mm nessa posição, o pistão da prensa inclina e a borda lascada da ponta do punção produz um terminal defeituoso.

A especificação da embalagem para bobinas exportadas para o Japão inclui: um carretel de aço (diâmetro interno do mandril de 300 mm, diâmetro externo de 450 mm, flanges laterais com 150 mm de diâmetro), a fita enrolada sob tensão constante (50 N por 10 mm de largura da fita — 500 N para uma fita de 100 mm de largura), cada volta separada por uma folha intermediária de polietileno de 0,10 mm para evitar o atrito entre as voltas, a bobina selada em um saco com barreira de umidade a vácuo com dessecante de sílica gel (o aço inoxidável não enferruja, mas o papel intermediário deve ser mantido abaixo de 10% de umidade relativa para evitar que os ácidos orgânicos do papel manchem a superfície da fita durante o transporte marítimo) e a bobina embalada em uma caixa de madeira com base de espuma para amortecimento de vibrações. O número de juntas de solda na bobina — cada bobina é formada pela soldagem de várias tiras de bobina mestra de 5 toneladas, ponta a ponta, na linha de corte longitudinal — é limitado a 1 junta de solda a cada 500 m para pedidos japoneses, em comparação com o padrão da indústria de 1 a cada 300 m. A área da junta de solda é marcada com uma faixa de tinta amarela 30 cm antes e 30 cm depois da junta, e o operador da prensa de estampagem é instruído a cortar e descartar a zona de solda na guia de entrada da prensa.

A gama completa de produtos que fornecemos para aplicações de estampagem de precisão está listada em [link para a lista de produtos].página do catálogo de produtos.

Lista de verificação de aceitação para inspeção de controle de qualidade de entrada no Japão

Para obter as especificações e preços de exportação atuais para tiras de aço inoxidável laminadas a frio de precisão, consulte oPágina do produto da tira de precisão rígidaInclui os graus de têmpera disponíveis e os limites dimensionais. Para uma compreensão mais ampla do processamento de tiras de aço inoxidável, consulte opágina do produto laminado a frioDescreve o equipamento de produção e as etapas do processo.

O sistema de normas industriais japonesas fornece a estrutura material —Tiras de aço inoxidável laminadas a frio JIS G 4313 para molasé a norma aplicável para as têmperas 1/4H e 1/2H usadas na estampagem de contatos de mola eletrônicos. Para referência internacional sobre testes de conectores, oNormas internacionais SAE para testes de terminais de conectoresEspecificar o método de medição da resistência de contato e as condições de teste para terminais de conectores usados ​​em equipamentos eletrônicos.

Perguntas frequentes