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应用案例
DJB-823固体薄膜保护剂的试用及其结合力理论的探讨
发布时间:2015-07-23 18  |  点击:643  |  作者:qinside

国营新乐电工厂 韩志军 霍永祥

一、试用概况
我厂地处于大工业城市,承担着三军装备的产品。这些产品主要分布在海洋、沙漠、高温、严寒等环境恶劣的地区,在生产和使用中常出现锈蚀,接触不良的问题。这也是全国普遍存在的问题,因此影响了产品的生产和使用。为了提高产品的可靠性,我们自1980年8月开始,在小批量生产中,试用BY-2电接触固体薄膜润滑剂,由于它的耐温性能低,不能完全满足某些产品的工艺要求。自1981年开始试用DJB-823固体薄膜保护剂,结合科研和生产任务,先后在继电器接点、电位计、接线板、接插件和印制电路板等产品上进行试验。试验结果表明,DJB-823固体薄膜保护剂具有明显的润滑、保护效果,且镀银件浸涂DJB-823固体薄膜保护剂的效果最好,其存放期可延长6~16 倍。浸涂DJB-823固体薄膜保护剂溶液的零件,经二年实地库存考验,光亮如初,无锈蚀变色,符合技术要求。
镀银镶件先浸后塑工艺试验是成功的。在塑压件中的镀镶件大多数是需要导电性能,如果镀银层发生锈蚀,导致接触不良,就会严重影响产品的质量,甚至在使用中会酿成事故。这种故障返修困难,往往会导致成批塑压件报废,损失很大,有待于采用防护措施。各种塑压件的成型温度为150~160℃,保温时间8~20分钟,我们采用北京邮电学院彭道儒教授于1982年研制成功耐高温(150℃ )的DJB-823固体薄膜保护剂,满足了我厂的产品要求。
我们将2%浓度的DJB-823固体薄膜保护剂溶液浸涂于航空油表塑料壳体的镶件——镀银插针上,烘干后镶嵌在模具中塑压成型,然后进行抗H2S 试验。试验情况如下:

1、试件分组
第一组:镀银插针浸涂DJB-823固体薄膜保护剂后,塑压成型的航空油量表壳体2件,其中有插针6根。
第二组:将三根镀银插针浸涂DJB-823固体薄膜保护剂烘干后,加温到 160℃ ,保持20分钟。
第三组:将三根镀银插针浸涂DJB-823固体薄膜保护剂烘干后,加温到 140 ℃ ,保温20 分钟。
第四组:未浸涂 DJB-823 固体薄膜保护剂的镀银插针三根。

2、试验条件
将上述四组零件放在浓度为100ppm的H2S 气体的密封容器中,观察镀银层的表面变化(为了加速试验,1小时后,将容器放入40℃恒温箱中继续观察)。

3、观察结果
经 1 小时后观察,第四组的镀银件表面明显变色;经 16 小时后观察,第四组的镀银件表面变成棕兰色;而第一、三组的镀银件表面光亮如初,第二组的镀银件光泽稍差。

4、结论
镀银镶件浸涂DJB-823固体薄膜保护剂溶液后塑压成型,经试验证明,这层保护膜能经受 150~160℃的高温,20分钟而不流失,而抗H2S 效果良好。镀银镶件先浸后塑工艺可以纳入成批生产工艺。这件工艺既解决了镀银件塑前贮存的问题,又可以防止在塑压过程中有害气体的污染,更有利于塑压件的库存保管。据生产车间反映,采用DJB-823固体薄膜保护剂,先浸后塑新工艺后,其经济效益是显著的,每年可节约返修费上万元,还可以节省大量工时。

1984年12月我厂进行以DJB-823固体薄膜保护剂保护膜代替漆的试验。对陀螺马达铸铝壳体进行120小时潮湿试验发现了漆层起泡、脱落的现象。经多次改换漆种,改进喷漆工艺均未能彻底解决。因此拟采用化学氧化膜和DJB-823固体薄膜保护剂保护膜来代替漆层,并进行了对比试验,试验情况如下:

1、试件分组
陀螺马达铸铝壳体共9件,其中经酸性化学氧化的3件,碱性化学氧化的3件,未氧化的3件。从以上三种状态中各取2件浸涂DJB-823固体薄膜保护剂溶液。

2、试验条件
潮湿试验(相对湿度为95~98% ,温度为25℃ )120小时,观察零件表面的变化。

3、试验结果
潮湿试验120小时后所观察到的情况,在酸、碱性化学氧化的 6 件试样中,不论浸涂与不浸涂DJB-823固体薄膜保护剂的试样都有氧化膜脱落现象,即摸一下便在手上沽有灰色粉末;没有化学氧化膜和DJB-823固体薄膜保护剂保护膜的壳体有明显锈斑,唯独未经化学氧化而涂有DJB-823固体薄膜保护剂的壳体无锈蚀,保持着潮湿试验前的状态。从试验表明,这项试验是具有实用价值的。
1985 年初,我们又进行了浸涂浇注模的试验。由于 DED-255-00 比相器的黑色树脂浇注模存在着脱模困难和寿命短的问题,而经常造成镶嵌元件的报废,损失较大。而在模具上浸涂 DJB-823固体薄膜保护剂后,则脱模容易,其效果非常显著。
几年来,我厂在生产中采用浸涂DJB-823固体薄膜保护剂新工艺,解决了镀银层变色,接触不良,黑色树脂浇注模脱模困难等多年未能解决的问题,提高了产品质量,对国防建设作出一定的贡献,并取得了明显的经济效益,大约节省了68万元。

二、结合力的理论探讨
金属由于在冶炼过程中从外界吸收了能量而处于高能状态,因而存在着热力学不稳定的因素。当其受到环境中腐蚀介质的影响时,必然要被腐蚀,而成为氧化物和盐类等腐蚀产物。当金属放出能量时,它又回到原始的低能状态。人们利用这个原理,常把铝零件加以化学氧化处理,表面形成一层处于低能状态且结构紧密的化学氧化膜,所以它较铝更稳定,更能经受一般环境的考验。但是这种化学氧化膜不耐工业大气、潮湿和盐雾等恶劣气候的腐蚀。
在金属表面只要浸涂l~2微米厚的DJB-823固体薄膜保护剂,便能长期间防止金属腐蚀和磨损。因为DJB-823固体薄膜保护剂是由多种成份组成的一种新型材料,它具有防腐和润滑的性能。 彭道儒教授曾论述过DJB-823固体薄膜保护剂之所以有如此优异的性能,这是因为借助于它的分子端基所具有的静电场力或配位场力与基底金属的原子产生了30~150千卡/摩尔的结合力,它比分子之间的结合力0.1~1 千卡/摩尔)要大几百倍,而分子的另一端起着润滑作用,这是一层结合牢固既能防蚀又能起到良好润滑作用的保护膜。

我们将铸铝件浸涂DJB-823固体薄膜保护剂后,经受120小时潮湿试验而无锈蚀,起到了保护作用。而有化学氧化膜的铸铝件尽管浸涂了DJB-823固体薄膜保护剂却受不了120小时潮湿试验的考验,所以我们认为这种现象是符合上述理论的,因为DJB-823固体薄膜保护剂与铸铝表面的结合是靠静电场力,结合牢固,能起到防腐和保护作用。化学氧化膜是腐蚀产物,其分子结构比较疏松,它与金属结合不牢固。DJB-823固体薄膜保护剂与化学氧化膜的结合远不如与金属的结合牢固,而且化学氧化膜在DJB-823固体薄膜保护剂与铝之间起着隔绝作用,影响了DJB-823固体薄膜保护剂与底层铝的结合力,所以在潮湿试验后经受不了潮气的腐蚀,因而化学氧化膜与DJB-823固体薄膜保护剂膜一起脱落下来。

由此可见,DJB-823固体薄膜保护剂直接浸涂在金属表面,其结合非常牢固,抗蚀性能也很好;而浸涂在有化学氧化膜的金属表面上,由于化学氧化膜影响了DJB-823固体薄膜保护剂与金属的结合力,所以抗蚀性能反而变差。

我厂自从采用DJB-823固体薄膜保护剂新工艺以来,提高了产品质量,并取得了明显的经济效益,因此,这项科研成果值得大力推广应用。

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