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DJB-823 电接触固体薄膜保护剂的试验与应用
发布时间:2015-07-23 17  |  点击:797  |  作者:qinside

国营兴华电器厂 于诚 孙喜华

插头座是航空工业中不可缺少的电器元件,要求它的电接触可靠、使用寿命长、接触电阻小,具有稳定的插拔力与较好的三防性能,以及满足航空产品的特殊要求。

我厂生产的高温插头座系列产品,自1982年开始采用DJB-823固体薄膜保护剂,较好地解决了插头座拔力大的老大难问题,延长了产品使用寿命,取得了较好的经济效益。

一、应用DJB-823固体薄膜保护剂解决了如下问题:

1. 插拔力稳定,延长产品使用寿命
插头座按其使用要求,对其插拔力范围也有一定的要求。在实际生产中,多年来插拔力一直不稳定,多次出现插拔力大而影响产品正常的交付和使用,这已成为一个老大难的问题。
经研究与分析,我们认为:在产品设计结构、材料及各接触对单孔力已选定的情况下,若想得到较小的总插拔力,采用润滑工艺降低摩擦系数的办法是有效的。
因产品要求温度较高(环境温度为150℃ ,短时间为200℃ )。根据DJB-823固体薄膜保护剂的耐高温等性能,自1982年起,我们开始采用该保护剂。
将浸涂DJB-823固体薄膜保护剂的针孔组装成插头、插座与未浸涂DJB-823固体薄膜保护剂的插头座进行对比,分别测量其插拔力并绘制插拔次数与插拔力对应的曲线(见图 l )。经浸涂DJB-823固体薄膜保护剂的插头座插拔力稳定;而未浸涂DJB-823固体薄膜保护剂的插头座,其插拔力变化幅度大,在百次之内插拔力逐渐增加,峰值突出;百次以上插拔力逐渐下降,针孔已裸露基体金属,500次左右其插拔力接近于稳定。产品要求使用寿命为500次,可见不经浸涂DJB-823固体薄膜保护剂的针孔所组装的产品是不能满足技术条件要求的。


我们所测得的插头与插座的插拔力,实质上是各针孔间的摩擦力,润滑就是在正压力不变的情况下,改变了摩擦系数。我们测得银与银的摩擦系数为0.49 ,将镀银件浸涂l%DJB-823固体薄膜保护剂后,初步测得其摩擦系数为0.30 。根据不同插拔力的要求,改变DJB-823固体薄膜保护剂的浓度比例,可得到不同的摩擦系数。
未浸涂DJB-823 固体薄膜保护剂的针孔,经多次插拔,接触面互相摩擦形成严重的机械摩损,致使镀层接触处被划成很深的槽线,镀层表面整片剥落。这就是金属摩擦而出现的冷焊现象(见图 2 )。采用针孔浸涂DJB-823固体薄膜保护剂的工艺方法,稳定了插拔力,减少机械磨损,延长了产品使用寿命。将浸涂 DJB-823 固体薄膜保护剂的产品,在进行超寿命 2~3倍试验之后,其插拔力仍然很稳定,镀银层基本完好。


图 2 金属摩擦出现的冷焊现象

2. 电接触可靠
插头座针孔浸涂DJB-823固体薄膜保护剂后,其接触电阻稳定,在整个寿命试验过程中,接触电阻变化很小,即在 0.000635Ω~0.000775Ω 范围内。
将浸涂与不浸涂DJB-823固体薄膜保护剂的产品进行对比试验,在环境温度 200±2 ℃条件下无负荷,保持8小时,每隔 1 小时测一次电压降,其数值如表 1 所示。
由表 1 可见电压降变化范围小,接触对浸涂与不浸涂DJB-823固体薄膜保护剂电压降基本相同(1#针孔为浸涂DJB-823固体薄膜保护剂;2# 针孔为不浸涂DJB-823固体薄膜保护剂)。
自 1979 年至 1984 年止,我们进行了项目试验 18 批(54 套产品),其电性能均满足了技术条件要求。
注:试验项目包括:低温低气压、耐潮、抗振、冲击、寿命、离心、温度循环等。

表 1 涂与未涂 DJB-823 固体薄膜保护剂的产品对比试验

1# Ф1.5

1# Ф2.5

2# Ф1.5

2# Ф2.5

1

10~12(mv)

19.5~23(mv)

12~12.5(mv)

21~22(mv)

2

10.5~11(mv)

22~23(mv)

11.5~12(mv)

21~21.5(mv)

3

10~11.5(mv)

21.5~22.5(mv)

11~11.5 (mv)

21~21.5 (mv)

4

10~11.5 (mv)

21.5~22.5(mv)

11~12(mv)

20~21(mv)

5

10~11(mv)

21.5~22.8(mv)

11.5~12.2(mv)

20.8~22(mv)

6

10.2~10.6(mv)

22~23(mv)

11.3~12(mv)

20.5~21.5(mv)

7

10~11(mv)

22~23(mv)

11.3~12 (mv)

21~21.5(mv)

8

10~11(mv)

22~23(mv)

12~12.5(mv)

21~21.5(mv)


3.DJB-823 固体薄膜保护剂附着力强、耐高低温冲击
浸涂DJB-823固体薄膜保护剂的产品,经三次温度循环,其插拔力导电性能均符合要求。我们将浸涂与不浸涂DJB-823固体薄膜保护剂的产品进行了对比试验,试验结果如表 2 所示。

表 2 涂与未涂 DJB-823 固体薄膜保护剂高低温对比试验

时间(分)

温度(℃)

次数

60
60

148~150
-58~-62

3
3

在最后一次低温试验条件下的绝缘电阻均为无穷大。在三次温度循环后,总插拔力的结果如表 3 所示。
经试验证明:浸涂DJB-823固体薄膜保护剂的产品经高低温试验后,浸涂DJB-823固体薄膜保护剂的薄膜仍然存在,并保证产品的工作性能,满足了航空产品的特殊要求。

表 3 涂与不涂 DJB-823 固体薄膜保护剂总插拔力对比试验

产品号

1#

2#

3#

4#

5#

6#

拔力
(公斤)

浸 DJB-823

37.5

18

34.5

38

27

35

未浸 DJB-823

90

102

124

98

120

114

(插拔力技术要求为 24.5~49公斤)

二、有关探讨性试验

DJB-823 固体薄膜保护剂在我厂应用以来,我们进行了一些探讨性试验,现就其中二种试验介绍如下

1 .关于 DJB-823 固体薄膜保护剂薄膜层受力试验
在金属表面上浸涂 DJB-823 固体薄膜保护剂薄膜,其薄膜厚度只有1~1.5 微米,附着力很强,长期不挥发,起着较好的保护与润滑作用。
从微观看,银镀层是针状结晶,当针孔组合时是凸凹部分互相压在一起,真正接触之处是无数峰点组合而成的点接触。
当针孔组合时,施在针孔间的压力,实际作用在接点上。施加的接触压力即使是每平方厘米数公斤,而峰与峰之间的实际接触压力就要增大若干倍。但究竟多大压力才能破坏 DJB-823 固体薄膜保护剂薄膜而导电呢?试验情况如图 3 所示。

插针浸涂 DJB-823 固体薄膜保护剂溶液的浓度是2%。

按图 3 的方法测量,导电丝用0.05mm 漆包线(去除漆皮),重物用万分之一天平称重,分别为 8 毫克、 9 毫克、 10 毫克、 20 毫克、 30 毫克和 40 毫克。取电镀后浸涂与未浸涂 DJB-823 固体薄膜保护剂的插针,进行对比试验,结果如表 4 所示。

表 4 关于涂与未涂 DJB-823 固体薄膜保护剂薄膜层受力对比试验

序号

重量(mg)

未涂 DJB-823的导通情况

涂 DJB-823的导通情况

1

40

导通

导通

2

30

导通

导通

3

20

导通

导通

4

10

导通

导通

5

9

导通

部分导通

6

8

导通

部分导通

除去重物以 0.05mm 的铜丝直接接触未浸涂 DJB-823 固体薄膜保护剂插针表面,测得结果仍是导通。但从同样的铜丝接触浸涂 DJB-823 固体薄膜保护剂的插针表面时,就反应出导通不灵,即部分区域导通、部分区域不导通。由于镀银插针表面是凹凸不平的, DJB-823 固体薄膜保护剂薄膜存在于插针表面上,凹处厚而凸处薄,若接触到凸处即峰点导通,若接触到凹处就出现了导通不良的现象。

通过初步试验可以证明:使DJB-823固体薄膜保护剂薄膜导通的接点压力不应小于10mg。我厂生产的产品中所选的正压力一般大于 500g ,是该薄膜层所需最小接触压力的五万倍。但在增大五万倍压力下,这层薄膜仍然存在,不影响润滑和电接触可靠性。在上述产品性能试验中已得到了证明。

2 .关于DJB-823 固体薄膜保护剂冷浸工艺方法的试验

在彭道儒教授的指导和帮助下,我们进行了 DJB-823 固体薄膜保护剂冷浸工艺试验,其试验方法如下:
DJB-823 固体薄膜保护剂浓度为1%, 用305目的铜网过滤,将插针浸涂该溶液一分钟后甩去多余的溶液,置于 100~120 ℃ 恒温箱内烘干20分钟。
经测试插拔力以及有关试验证明:该工艺方法取得了与热浸同等效果。此方法适用于机场维护以及大的零部件等的润滑与保护。

我厂应用 DJB-823 电接触保护剂投入批量生产已有五年,用在 2 个系列、 12 个型别, 181 个品种上,使用效果良好。 DJB-823 固体薄膜保护剂有效地解决了插头座插拔力大的关键;延长了产品使用寿命,提高了防腐能力,保证了接触可靠性,满足了产品技术条件的全部要求。我们认为,这是一种比较好的工艺方法,值得有关生产单位大力推广。

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