吳端健，吳芳正，陶 銳

(貴州振華群英電器有限公司，貴州貴陽(yáng)，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(lái)，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(wú)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(wú)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(wú)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(guò)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(guò)程，這就導(dǎo)致了現(xiàn)階段軍用繼電器生產(chǎn)過(guò)程中清洗工藝效率較低、一致性較差、清洗效果無(wú)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(guò)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(guò)清洗去除這些過(guò)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(guò)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(wú)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(guò)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(guò)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(wú)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(wú)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(cè)試設(shè)備對(duì)繼電器接觸電阻進(jìn)行測(cè)試，記錄測(cè)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(cè)試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

測(cè)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(wú)水乙醇手工刷洗及簡(jiǎn)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(wú)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(wú)水乙醇熱浴清洗→無(wú)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(wú)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(wú)水乙醇浸泡刷洗→無(wú)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(cè)試接觸電阻。使用MINITAB軟件對(duì)測(cè)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(guò)熱浴清洗的幾個(gè)方案在經(jīng)過(guò)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(cè)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(yǔ)

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(lái)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(shì)，優(yōu)化和改善繼電器的清洗迫在眉睫。

通過(guò)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(guò)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。