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回流焊爐高溫零部件的潤滑措施


      潤滑劑被較廣用於減少兩個相對運動的接觸表麵之間的摩擦係數,是任何機械運動不可缺少的。回流焊爐的輸送鏈條、板寬調節絲杆、熱風馬達軸承等零部件需要在200℃以上高溫下工作,而焊爐特定區域溫度在250℃或更高,這一溫度是普通潤滑油脂無法承受的。要保證回流焊爐的長期無故障運行,減少焊爐不必要的保養工作量,必須選擇合適的高溫潤滑劑。


什麽樣的油脂適合回流焊爐的高溫零部件潤滑

      使用回流焊爐在印刷電路板上裝配表麵貼裝元件時,要得到優質的焊點必須使用適當的回流溫度曲線,曲線一般遵照焊錫膏製造商提供的數據。以采用Sn63/Pb37共晶焊錫為例,焊錫的液化溫度為183℃,為保證回流的品質以防止缺陷的產生,板的回流溫度必須高出液化溫度20℃。受傳熱速率的影響,板上的實際溫度總是低於焊爐的設定溫度,因此焊爐的回流區溫度設定在250℃。以下是回流爐各區間溫度的典型設定值。

區間

區間溫度設定

區間末實際板溫

預熱

210℃

140℃

活性

177℃

150℃

回流

250℃

210℃

      考慮到鏈條等部件均是熱的良導體,可以認為各區間的機械運動件的溫度近似於設定溫度,即高溫為250℃,這一溫度也就是所應選擇的高溫油脂長期使用時必須能承受的溫度。

       需要指出的是,當采用的焊膏不同或使用雙麵回流焊工藝時,焊爐的實際設定溫度可能會更高。考慮到社會對環保的日切關注,焊爐需要適應未來成本較低的無鉛焊錫膏,而這一類焊膏的共熔點大致在200℃左右,因此焊爐高溫潤滑油脂的耐熱性必須留有餘地,優選的高溫油脂長期使用時所能經受的溫度應該在280℃以上。

      電子行業的競爭非常激烈,發揮生產線的更大能力以創造更大利潤是基本的準則,因此有許多工廠的SMT線每天24小時開車,一周運行六天至六天半。而在交貨期緊迫的情況下,半個月連續開車趕工也是常事。我們知道回流焊爐高溫部件的潤滑保養難度依次是熱風馬達軸承、板寬調節絲杆與傳輸鏈條,前兩種保養時要打開焊爐中斷生產。廠家如果把極其有限的保養時間用到焊爐每周或三四天一次的潤滑上無疑很不值得,然而又不能放棄保養導致設備減壽。因此,優異的高溫油脂必須要有長達一個月的潤滑周期,考慮到馬達軸承潤滑保養的難度,該軸承潤滑脂的潤滑周期應不少於一年。


再結合其他因素,回流焊爐優選的潤滑油脂應該滿足以下要求:

1. 250~280℃高溫下的有效潤滑

2.長達一個月的長效潤滑時間,馬達軸承脂潤滑周期不少於一年

3.不汙染環境,不影響操作人員健康 SMT廠房是密封的,空氣的流通量小。高溫蒸發量大的油脂,其揮發與熱分解成分無法通過焊爐的排風管及時排出,這些成分及各種各樣的潤滑油添加劑在空氣中日積月累,必將會對員工的身體健康造成不利。潤滑周期短、添加頻繁的潤滑油脂其蒸發量必然就越大。

4.不影響產品的質量 潤滑油脂的黏附性要強,潤滑脂在高溫下不會產生滴油。高溫黏附性不強的油會沿著鏈條爬行,直到汙染電路板。而當熱風馬達的位置處於鏈條上方時,軸承脂滴油也會汙染電路板。

5. 延長設備壽命 要保證設備的使用壽命,潤滑油脂除了在金屬表麵形成的油膜需要有低摩擦係數和優良的負載能力外,高溫下長期使用時應不結碳、不結焦。結炭的累積會導致焊爐運行時有異聲發出、調節板寬困難,直至鏈條與絲杆會出現卡死、抱死,迫使設備停機檢修。

6. 潤滑油脂的閃點溫度在300℃以上,減少火災隱患 油脂的閃點應高於使用溫度20~30℃,以防火災,這一點對於無氮氣保護的焊爐尤其重要。


下表可以為我們來選擇合適的潤滑劑,此表摘自Ind. Lubr. And tribology, 1999, 41(6)


各類潤滑劑的性能對比

類別

粘度/溫度

ASTM斜率

(40~100℃)

傾點

自燃點

閃點

較高使用

溫度

聚苯醚

0.8

-7℃

600℃

290℃

450℃

全氟聚醚

0.7

-70℃

300℃

甲基矽油

0.78

-70℃

480℃

285℃

280℃

甲基苯基矽油

0.4~0.7

-70℃

490℃

285℃

290℃

二矽醚

0.4

-70℃

400℃

200℃

230℃

矽酸脂

0.5

-65℃

400℃

185℃

200℃

雙脂

0.7

-60℃

-

230℃

220℃

多元醇脂

0.7

-56℃

410℃

270℃

230℃

聚醚

0.6

-40℃

610℃

230℃

220℃

烷基磷酸脂

0.6

-60℃

-

230℃

100℃

芳基磷酸脂

0.7

-60℃

345℃

-

150℃

矽烷

0.7

-30℃

-

260℃

250℃

合成烴

0.7

-50℃

245℃

220℃

250℃

礦物油

0.8

-45℃

200~280℃

130℃

150℃


       從上表可以看出,滿足在250℃以上長期使用且閃點在300℃左右的的隻有聚苯醚、全氟聚醚、甲基矽油、甲基苯基矽油等潤滑劑,但真正適用的隻有全氟聚醚潤滑油脂。這是因為聚苯醚在常溫下為固態不利於使用。矽油類油脂由於表麵張力極低且可壓縮性高,導致形成的潤滑油膜負載能力不強而隻適合用於儀表的潤滑。市售的礦物油脂,即使是被宣傳的加入了各種添加劑耐高溫的品牌產品,也完全不適用於回流焊爐的高溫零部件潤滑,使用這些油脂後出現的問題有:油脂易幹、因油脂結焦出現卡抱死現象、因油脂揮發量大潤滑補充不及導致的過量磨損,從而迫使設備提前大修等等。



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