電磁繼電器清洗工藝優(yōu)化初探

吳端健，吳芳正，陶 銳

(貴州振華群英電器有限公司，貴州貴陽，563000)

1 引言

電磁繼電器的接觸可靠性是其壽命指標(biāo)中的重中之重，而繼電器清洗工藝條件的優(yōu)劣直接影響其接觸可靠性。近年來，電磁繼電器的整體生產(chǎn)工藝調(diào)校均在逐步提升，但唯獨(dú)清洗工藝因受電磁繼電器結(jié)構(gòu)特殊性及環(huán)保要求制約，發(fā)展緩慢。

本文在電磁繼電器現(xiàn)有清洗工藝方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行工藝流程優(yōu)化，針對(duì)清洗不同環(huán)節(jié)采取控制變量的驗(yàn)證方法，調(diào)整電磁繼電器產(chǎn)品清洗流程，最終有效提升電磁繼電器接觸可靠性。

2 電磁繼電器清洗現(xiàn)狀

較早時(shí)期，以CFC-113為主要成分的氟利昂清洗劑及相應(yīng)的清洗工藝被各繼電器生產(chǎn)廠家廣泛運(yùn)用，對(duì)繼電器的清潔度和可靠性起到了重要作用。但遺憾的是這類清洗劑因環(huán)保問題受到了逐步的控制和淘汰，期間雖出現(xiàn)了各類代氟利昂的有機(jī)清洗劑，但因品質(zhì)的差異性導(dǎo)致推廣使用情況并不佳，而無水乙醇作為氟利昂清洗劑的臨時(shí)替代品一直被各繼電器生產(chǎn)廠家延用至今。同時(shí)，隨著對(duì)繼電器產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)境控制要求的逐步提高，作為清洗介質(zhì)的無水乙醇其純度要求亦隨之提高，目前各繼電器生產(chǎn)廠家主要使用的為分析純(純度為99.999%的無水乙醇)。

然而，即便清洗介質(zhì)的潔凈度要求已如此之高，針對(duì)繼電器產(chǎn)品的清洗手段卻是落后的，特別是軍用繼電器產(chǎn)品，因其結(jié)構(gòu)緊湊、且接觸部分(觸點(diǎn)簧片接觸結(jié)構(gòu))不得使用超聲清洗的特性要求，大部分自動(dòng)化清洗設(shè)備均不太適用于繼電器清洗工藝。目前繼電器產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的主要清洗方式為人工刷洗，大量人工操作充斥在繼電器產(chǎn)品的清洗過程，這就導(dǎo)致了現(xiàn)階段軍用繼電器生產(chǎn)過程中清洗工藝效率較低、一致性較差、清洗效果無法有效評(píng)價(jià)等問題。

3 電磁繼電器清洗目的

早期繼電器在生產(chǎn)過程中因受生產(chǎn)環(huán)境、裝配工藝影響，容易使繼電器產(chǎn)品內(nèi)部產(chǎn)生大量微粒多余物，因此早期繼電器清洗工藝的主要目的是通過清洗去除這些過程中形成的可動(dòng)物質(zhì)。

現(xiàn)今，隨著繼電器生產(chǎn)環(huán)境的逐步改善、工藝要求的逐步加嚴(yán)，原繼電器生產(chǎn)過程中可能產(chǎn)生的多余物幾乎已不復(fù)存在，而現(xiàn)存清洗工藝的主要目的則是去除接觸部分(觸點(diǎn)簧片接觸位置)表面可能存在的影響接觸可靠性的有機(jī)膜、氧化膜類物質(zhì)。

而此類有機(jī)、氧化膜類物質(zhì)選用無水乙醇作為清洗劑其實(shí)際去除效果并不明顯，相反會(huì)在使用過程中因清洗殘留而帶入其它污染。因此在近年的繼電器生產(chǎn)制造領(lǐng)域，也提出了“免清洗”理念，即零部件進(jìn)入超凈生產(chǎn)車間進(jìn)行裝配后便不再進(jìn)行清洗，憑借生產(chǎn)環(huán)境及繼電器裝配過程的控制杜絕各類污染物質(zhì)的產(chǎn)生。當(dāng)然“免清洗”理念仍停留于理論階段，同時(shí)不對(duì)繼電器進(jìn)行清洗操作仍無法去除在接觸部分表面存在的有機(jī)膜、氧化膜等物質(zhì)。

因此本文進(jìn)行研究的主要內(nèi)容便是結(jié)合電磁繼電器的清洗目的，對(duì)繼電器清洗工藝流程及清洗模式進(jìn)行優(yōu)化。

4 電磁繼電器清洗方案驗(yàn)證

驗(yàn)證采用我公司某中小功率型號(hào)產(chǎn)品，分別對(duì)不同清洗介質(zhì)、不同清洗方式及流程進(jìn)行控制變量的對(duì)比驗(yàn)證。

4.1 不同清洗介質(zhì)驗(yàn)證

首先對(duì)不同代氟利昂清洗劑的清洗效果及清洗后的穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)證。

此次驗(yàn)證選用兩種代氟利昂清洗劑[1](類鹵代烴溶劑，清洗效果與氟利昂溶劑相似，對(duì)環(huán)境影響卻比較低)與原用無水乙醇進(jìn)行對(duì)比，清洗使用控制變量方式，分別使用兩種不同的清洗劑在相同清洗流程下對(duì)該型號(hào)繼電器(密封前)進(jìn)行清洗，在清洗后靜置貯存在相同環(huán)境，并定期使用參數(shù)測試設(shè)備對(duì)繼電器接觸電阻進(jìn)行測試，記錄測試數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，接觸電阻數(shù)據(jù)見下表1。

表1 使用不同清洗介質(zhì)接觸電阻測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

測試結(jié)果表明，在相同清洗流程前提下，三種清洗劑對(duì)繼電器接觸部分(觸點(diǎn)簧片接觸位置)的清洗效果及清洗后的接觸穩(wěn)定性有明顯的差異，1#清洗劑的清洗效果更佳。

選用的某型號(hào)鹵代烴清洗劑對(duì)清洗繼電器有較優(yōu)的效果，因此在后續(xù)驗(yàn)證中將此清洗劑作為主要試驗(yàn)清洗劑。

4.2 不同清洗流程驗(yàn)證

在前文敘述中已表明，在現(xiàn)階段繼電器清洗的主要目的是對(duì)接觸部分(觸點(diǎn)簧片接觸位置)的表面有機(jī)膜與氧化膜進(jìn)行去除，而針對(duì)中小功率繼電器，常用的無水乙醇手工刷洗及簡單的等離子清洗[2]起到的效果并不明顯，因此在本次驗(yàn)證中，選擇3.1中驗(yàn)證較優(yōu)的代氟利昂清洗劑并使用不同清洗流程進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，驗(yàn)證方案[3][4]如下：

方案①清洗劑熱浴清洗→無水乙醇漂洗→去離子水流動(dòng)刷洗→脫水、普通焙烘→等離子清洗；方案②無水乙醇熱浴清洗→無水乙醇漂洗→去離子水流動(dòng)刷洗→脫水、普通焙烘→等離子清洗；方案③清洗劑熱浴清洗→無水乙醇漂洗→去離子水流動(dòng)刷洗→脫水、真空焙烘→等離子清洗；方案④無水乙醇浸泡刷洗→無水乙醇漂洗→脫水、普通焙烘。

為驗(yàn)證經(jīng)不同清洗條件清洗后的產(chǎn)品在后續(xù)產(chǎn)品正常使用壽命周期內(nèi)接觸可靠性的差異，對(duì)四種清洗方案的繼電器產(chǎn)品進(jìn)行中等電流壽命次數(shù)提高試驗(yàn)，并在試驗(yàn)后測試接觸電阻。使用MINITAB軟件對(duì)測試結(jié)果進(jìn)行箱線圖分布分析，結(jié)果如下圖1所示。

圖1 不同清洗方案接觸電阻箱線圖分析

經(jīng)過熱浴清洗的幾個(gè)方案在經(jīng)過篩選后繼電器接觸電阻基本較為穩(wěn)定，同時(shí)，使用1#代氟利昂環(huán)保型清洗劑進(jìn)行清洗的方案1與方案3的繼電器接觸電阻要略低于其他兩個(gè)方案。按GJB65B《有可靠性指標(biāo)的電磁繼電器總規(guī)范》[5]中等電流分組試驗(yàn)要求，對(duì)不同清洗方案的產(chǎn)品進(jìn)行中等電流壽命試驗(yàn)后對(duì)比測試接觸電阻變化情況，結(jié)果表明采用方案3(使用1#代氟利昂環(huán)保型清洗介質(zhì)+真空焙烘)清洗的繼電器接觸電阻的穩(wěn)定性及變化率優(yōu)于其他幾種方案。

5 結(jié)束語

隨著繼電器整體生產(chǎn)工藝水平的發(fā)展，對(duì)繼電器清洗工序有越來越高的要求，這也是軍工武器裝備發(fā)展對(duì)配套元器件產(chǎn)品的質(zhì)量和工藝提升的必然趨勢，優(yōu)化和改善繼電器的清洗迫在眉睫。

通過采用控制變量方法，對(duì)傳統(tǒng)清洗工藝方法進(jìn)行調(diào)整，并在過程中選用環(huán)保型清洗劑，優(yōu)化清洗方案，有效提升電磁繼電器接觸可靠性，從而實(shí)現(xiàn)清洗工序質(zhì)量提升的要求。