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应用案例
DJB-823固体薄膜保护剂在CA型插头座上的应用
发布时间:2015-07-23 17  |  点击:1333  |  作者:qinside

济南无线电十厂 毕永荣

我厂是一个生产接插元件的专业工厂,主要生产CA型矩形插头座等产品,供无线电电子设备中连接电路之用。我厂的产品不但适用于民用整机上的需要,而且还适应于航天与航空等军用整机上的需要。军用电子产品需要高质量、高标准、高可靠性的元件,而我厂原有的生产工艺并不能满足军工产品的需要,只是依赖于接插元件的筛选,将筛选出质量好的元件来满足国防工业的需要,这样在实际生产中,其成品率低、成本高,影响产量和经济效益的提高。
我厂生产的CA型矩型插头座是一种接点压力大、工作电压高、额定电流大的交直流两用的低频电连接元件。由于接插元件的接点压力大,同时又要求插头座的轴向分离力控制在一定范围内,这是一个矛盾,所以给生产带来一定的困难。对接插件镀银的质量要求同样是一个很难彻底解决的工艺问题。我厂的产品在装配和贮存过程中就发现了银层变色的现象,尤其在夏季生产的元件就更为突出。工人在操作时就要带手套和口罩,否则手摸过的镀银件在装配前后就会变色。轴向分离力过大又会造成使用上的困难,在使用时插头座很难插拔,插拔稍有不当就会损坏胶木的绝缘基座,同时还会降低电接触的可靠性。影响轴向分离力的主要因素就是接触簧片的性能,而簧片的生产又受到材料、加工工艺等多种因素的影响,簧片很难保证参数的一致性。为了解决CA 型产品生产过程中存在的问题,于1980年我厂成立了质量攻关小组。
为解决接触簧片的插拔力,既要保证正压力,又要把插拔力控制到一定的范围。根据摩擦定律公式:

F = f p

式中:F —摩擦力(插拔需要的力), f —滑动摩擦系数,p —垂直载荷(即正压力)。这样则必须通过降低摩擦系数来解决轴向分离力的控制范围。同时相应地也解决了因插拔力过大,造成插拔不当而损坏胶木基座的现象。当我们在解决插拔力的时候,得知北京邮电学院彭道儒教授研制成功的BY-2电接触固体薄膜润滑剂,它是一种降低电接触元件摩擦系数的有效润滑剂。我们将BY-2电接触固体薄膜润滑剂在CA型矩形插头座上进行试验,结果表明插头座的插拔力显著降低,产品验收合格。但由于BY-2电接触固体薄膜润滑剂的使用温度范围低,仅为 -55℃~+55℃ ,故不能满足CA型产品的技术要求。 彭道儒教授于1982年又研制出一种新型耐高温的DJB-823固体薄膜保护剂,它的使用温度范围为 -60~+175℃。于是我厂又采用DJB-823固体薄膜保护剂进行试验。这种DJB-823固体薄膜保护剂完全符合CA型矩形插头座产品的技术要求(CA 型产品使用温度范围为 -55~+70℃ )。从试验结果看,我们感到非常满意。DJB-823固体薄膜保护剂确是解决了CA型矩形插头座的关键工艺问题。
通过试验和试用的结果表明:DJB-823固体薄膜保护剂不但对银层有保护作用,而且还降低了插头座的轴向分离力。电子工业部和航天工业部的标准均要求CA型接头的接触压力不小于 0.45kgf ,轴向总分离力在1.5~6.0kgf 范围之内,这完全符合电子工业部和航天工业部部级标准的要求。CA型矩形插头座经寿命试验后的接触电阻在常态下不大于0.01 ? ;经 1000 次插拔后不大于0.015? ,总分离力仍在 1.5~6.0kgf 的范围内。在生产接触簧片过程中,由于受原材料、厚度规格、硬度状态以及加工过程中冲压形态、热处理、电镀工艺等因素的影响,而造成每批生产的簧片接触压力不一致。当接触压力大到1.5kgf 时就会造成总分离力过大,小到低于0.45kgf 时就达不到标准要求,造成接触不可靠,所以簧片的生产确实是比较难以控制的工序。根据产品的要求,其分离力要求在1.5~6.0kgf 的范围内,接触压力越大越好,所以提高簧片的压力、降低滑动摩擦是行之有效的办法。我们用不同浓度的DJB-823固体薄膜保护剂溶液,反复进行浸涂簧片试验,确定了不同的插拔力,而采用不同浓度的DJB-823固体薄膜保护剂溶液的工艺方案。簧片在装配之前首先要进行试验,待确定好的浸涂浓度后,然后才进行正式批量生产。这样试验虽然麻烦一点,但能保证产品符合标准要求。浸涂DJB-823固体薄膜保护剂的产品,经验收完全合格。
在防腐抗变色方面,由于我们在生产过程中不再出现组装前簧片变色和贮存变色的现象,所以我们认为,DJB-823固体薄膜保护剂对镀银层有很好的保护作用。为了更好地证明这一点,我们进行了长期自然环境存放试验,我们从1981年和1982年存放的样品看,至今已达四年之久还没有发现变色现象。
几年来,我厂浸涂DJB-823固体薄膜保护剂的CA型产品,经验收试验、例行试验,其全部技术指标均合格。例行试验是委托本省例行试验站完成,例行试验的项目有:结构尺寸、外观检验、互换性,接触压力、总分离力、接触电阻、绝缘电阻、抗电强度、低气压、振动、冲击、高温、温度循环、潮湿以及插拔寿命等。从1980年以来,将浸涂DJB-823固体薄膜保护剂的 CA型产品每年进行二次例行试验,并在1981年荣获本省优质产品。CA型产品在评选过程中,例行试验项目有六项是加项试验,其中当插拔寿命提高到2000次时,其接触电阻不大于 0.02?的标准。CA型产品的实测结果,最大值为 8.6×10-3 ? ;最小值为 3.7×10-3 ?
我厂从1980年试用DJB-823固体薄膜保护剂以来,产品质量稳定可靠,提高了成品率,降低了成本,解决了我厂生产中的关键工序,其经济效益每年近百万元。为此,我厂将CA型产品镀银后涂覆DJB-823固体薄膜保护剂溶液纳入正式生产工艺,成为生产中不可缺少的一项工艺要求。我厂采用DJB-823固体薄膜保护剂后,簧片的利用率由原来的86%提高到98% ,每年为国家节约锡磷青铜带120公斤 。由于我厂的产品质量稳定可靠,一直保持着本省优质产品的称号。这种产品广泛应用于航天,航空等方面,如导弹和通信卫星上,并多次收到用户的贺电和奖状。上述事实说明,我厂采用DJB-823固体薄膜保护剂后,为国防现代化作出了应有的贡献。
通过实践证明, DJB-823固体薄膜保护剂是一种综合性多效能的新型电接触润滑材料,同时它也是一种金属或非金属的保护材料,希望这一新的科研成果能发挥更大的作用。

CA 型产品涂覆 DJB-823固体薄膜保护剂前后主要指标的对比

项目名称

涂 DJB-823 前

涂 DJB-823 后

备 注

接触压力

不小于 0.45kgf

无影响

为提高正压力,改变了材料厚度

轴向分离力

1.5~6.0kgf ,有时大于
6.0 kgf~10 kgf 以上

降低轴向分离力,能
控制到 1.5~6.0kgf

配制不同浓度的DJB- 823溶液

接触电阻

常态为 1.0×10-2Ω
寿命试验后为1.5×10 -2 Ω
实际在(1.6~8.8)×10-3 Ω

无影响
实际在(1.6~8.8 ) ×10-2Ω

绝缘电阻

常态:1000MΩ 合格
潮湿:10MΩ 合格

无影响
合格

涂绝缘漆的产品供特殊用户,合格

抗电强度

常态:50Hz,1500V
潮湿:50Hz,1000V

无影响
合格

涂绝缘漆的产品供特殊用户,(2000V合格)

防腐抗变色

在夏季生产周期当中有
变色现象长期有效使用
有变色现象

显著提高
(没有出现变色现象)

有贮存样品
(1982 年产品)

机械寿命
(1000 次)

①接触电阻小于 1.5×10-2Ω
② 插拔 87 次露出基体材料(符合标准要求)
③轴向分离力合格

2000次接触电阻为(3.7~8.6)1.5×10-2Ω,
插拔157 次露出基体材料, 轴向分离力合格

轴向分离力越小,插拔次数越多,才露出基体材料

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