程 翔，黃少波，付 明

（中國空空導彈研究院，洛陽471009）

點火觸點是導軌式發(fā)射架與固體火箭發(fā)動機之間的橋梁，是固體火箭發(fā)動機點火系統(tǒng)的重要組成部分。

某發(fā)動機點火觸點主要由殼體、絕緣體、金屬基體、鍍層等組成（見圖1），其金屬基體材料為黃銅H62，鍍層為鍍銀（厚度15μm）。點火觸點安裝于發(fā)動機前吊掛內，底部與發(fā)動機點火器連接，頂部觸點與發(fā)射架接觸。載機電源輸出的點火電流經由發(fā)射架、點火觸點后輸入點火器點燃裝藥。

圖1 點火觸點組成示意Fig.1 Schematic of ignition contact

本工作基于某發(fā)動機點火觸點在鹽霧試驗中發(fā)生銹蝕的情況，在國內首次選用了電接觸表面潤滑保護劑作為固體火箭發(fā)動機點火觸點上的有機防護涂層，有效增加了產品耐腐蝕性能，并通過了電氣、鹽霧、硫化試驗的考核。

1 銹蝕成分及機理分析

點火觸點需要在各種環(huán)境中保持外表光潔，且不影響觸點與觸點、觸點與絕緣體之間的電性能。針對發(fā)動機、發(fā)射架隨載機的長期掛飛過程中點火觸點磨損造成鍍層破壞的情況，試驗為此分為鍍層完好及鍍層破壞（即金屬基體外露）兩種狀態(tài)。

點火觸點在鹽霧試驗后發(fā)現：鍍銀層、黃銅H62表面均出現不同程度的銹蝕，其中鍍層銹蝕外觀呈發(fā)黑，黃銅表面銹蝕外觀呈發(fā)暗。銹蝕引起觸點接觸電阻變大，造成點火電阻超差，其最大測試值約5Ω。

1.1 鍍銀層銹蝕

鍍層的作用是保護金屬基體材料免受腐蝕，使觸點接觸電阻小、使用壽命長、并具有一定的硬度和耐磨性以及良好的電氣性能等。對鍍銀層的銹蝕成分采用場發(fā)射環(huán)境掃描電子顯微鏡進行分析，正常及發(fā)黑部分外觀放大見圖2，其成分見表1。

圖2 鍍銀層照片Fig.2 Photos of silvering layer

表1 鍍銀層正常及發(fā)黑部分元素含量Tab.1 Element contents of silvering layer

從表1可見，硫是鍍層發(fā)黑的主要因素。分析鍍銀層變色原因主要為銀與大氣中微量的H2S反應生成Ag2S，反應如下：

Ag2S蔓延速度很快，35h，100h和170h蔓延距離分別為0.85mm，1.5mm 和1.8mm，當空氣中濕度增大，溫度升高，腐蝕速率隨之加快。

1.2 金屬基體銹蝕

黃銅H62指以鋅為主要合金元素的銅合金，平均含銅量為62%，其余為鋅。黃銅具有優(yōu)良的導電性能、電阻率低和易覆蓋等優(yōu)點，因此作為觸點的金屬基體材料。對其銹蝕成分同樣經電鏡分析，其成分如表2所示。

分析認為：黃銅H62在濕熱潮濕環(huán)境下發(fā)生脫鋅腐蝕，合金表面的鋅從黃銅中優(yōu)先溶解，被腐蝕的鋅由合金晶格上鋅原子的擴散所補償，鋅在活性脫鋅前沿被選擇性侵蝕，這個前沿不斷向內部移動，表2中鋅的不同含量也證明了這一點。

表2 黃銅H62正常及發(fā)暗部分元素含量Tab.2 Element contents of H62

2 銹蝕處理方案

不同類型的抗變色能力為：有機處理膜＞銀層上鍍鎳＞無機處理膜＞電泳沉積膜＞電解鈍化膜＞化學鈍化膜。目前較常用的有機處理膜為電接觸表面潤滑保護劑以及DJB－823固體薄膜保護劑。

“電接觸表面潤滑保護劑”（簡稱“電子油”）涂覆材料表面后產生固態(tài)膜，具有顯著的三防作用，涂層具有如下特點：防腐蝕效果明顯，常溫條件即可使用，使用后不影響接觸電阻及絕緣電阻，涂覆工藝簡便安全，使用成本低，市面易于采購，已應用于電連接器等元器件的鍍層防護中。常用的DJB－823固體薄膜保護劑防變色效果雖好，但需用溶劑汽油作為溶劑，且操作工藝復雜。綜合考慮點火觸點的日常維護需求，采用電子油作為防護劑，表3列出了電子油的性能指標。

表3 電子油性能指標Tab.3 Properties of protective agent

3 防銹試驗及分析

3.1 電氣性能影響試驗

由于保護涂層在發(fā)動機與掛架的長期掛飛過程中會磨損破壞，為此需要日常維護過程中多次涂覆，因此多次涂覆對于點火觸點的電氣性能影響，是本文關注的重點之一。

采用6個點火觸點（表面鍍銀）作為試樣，底部連接1Ω電阻，組成一個模擬點火回路（見圖3），利用LY－9308電子油在點火觸點處多次涂覆電子油（20次）。涂覆前后觸點與觸點之間接觸電阻變化，以及觸點與絕緣體間的絕緣電阻變化見表3，其中絕緣電阻測試要求在常溫條件下采用500V直流兆歐表檢測，絕緣電阻應不小于20MΩ。

圖3 電氣試驗試件照片Fig.3 Photo of contact in electrical test

表4 觸點電阻測量數值Tab.4 Resistance of ignition contacts Ω

由上表可見：觸點間電阻在涂覆前后基本一致，波動在2mΩ以內，滿足產品的接觸電阻要求。

觸點與絕緣體之間的絕緣電阻在涂覆后測量均大于20MΩ，滿足產品的絕緣性要求，分析認為：電子油在金屬表面涂覆后形成了一層鈍化保護膜，該膜層厚度為2μm以下，屬于超薄膜，并具有電隧道效應，當其在金屬表面形成抗蝕性保護膜時，電流在通電處薄膜形成擊穿，而其他膜層屬于絕緣，因此電流僅從擊穿處通過，不經保護薄膜傳導到金屬。

綜上可認定：電子油的多次涂覆不會影響點火觸點的接觸電阻與絕緣電阻。

3.2 鍍層防變色試驗

采用3個50mm×25mm×1mm的黃銅H62（表面鍍銀5～8μm）全部浸涂LY－9308電子油1次后，開展硫化試驗。即試件在1%的硫化鈉溶液中，溫度在15～25℃條件下浸漬30min，觀測鍍銀層是否變色。試驗前后的試件宏觀照片見圖4。

圖4 硫化試驗試件照片Fig.4 Photos of H62in vulcanization test

硫化試驗后，經電子油防護的鍍銀層表面光潔，無變色、銹蝕產生，表明電子油有效的保護了鍍銀層。

3.3 金屬材料耐腐蝕試驗

采用3個黃銅H62觸點作為鹽霧試驗的試樣，其中a為浸涂LT－9307電子油1次，b為浸涂20次，c為無處理。試驗條件參照GJB 150.11A－2009進行，試驗前、后檢查觸點外觀見圖5。鹽霧試驗后，經電子油防護的黃銅H62觸點表面均光潔無銹蝕；未經防護的黃銅H62觸點產生銹蝕，銹蝕呈發(fā)暗。

圖5 鹽霧試驗后的試件外觀Fig.5 Photos of H62after salt mist test

試驗后對三種狀態(tài)的點火觸點均進行電鏡分析，其正常及銹蝕成分與1.2節(jié)中結果基本一致，表明電子油有效增加了材料抗腐蝕效果。

4 結論

（1）LY－9308電子油能夠有效地保護鍍銀層不變色、腐蝕，且不影響接觸電阻、絕緣電阻。

（2）LT－9307電子油能夠有效地增加黃銅H62的耐腐蝕性能。

（3）經試驗比較，電子油有效地增加了點火觸點的抗腐蝕能力。