Способ герметизации деталей с металлической арматурой, установленной в изоляционном основании из полимерного материала Советский патент 1992 года по МПК H01B19/00 

N

Ё

Использование: электротехника, электроника. Сущность изобретения: на деталь воздействуют не менее чем 10 циклов термоперепадов, каждый из которых содержит последовательную выдержку детали при - 50°С в течение 3 ч и затем при +40°С в течение 3 ч, выдерживают во влагопоглоща- ющей жидкости, например в обезвоженном этиловом спирте, в течение 24 ч. Затем производят: осушение детали путем ее нагрева, пропитку анаэробным герметиком путем нанесения и выдержки его на поверхности герметизирующей мембраны и отверждение при повышенной температуре. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к способам герметизации деталей, выполненных из композиции металлических и неметаллических материалов, и может быть использовано в машиностроении, электротехнике, электронике и других областях техники.

В деталях и элементах конструкции, в которых сопрягаются металлические и неметаллические детали, довольно сложно обеспечить герметичность. В них, кроме часто встречающихся дефектов сплошности самих неметаллических материалов (поры, раковины, трещины и др.), имеют место дефекты на границе металлической арматуры и неметаллического материала. Они вызваны кактехнологическими факторами (недоп- рессовка неметаллического материала, недостаточная смачиваемость неметаллическим материалом металла и т.д.), так и различными свойствами (различием коэффициентов линейного термического расширения (КЛТР), теплопроводности), обусловленными природой металла и неметаллического материала, сказывающимися при охлаждении после прессования и при действии эксплуатационных термоперепадов. В результате этого часто встречаются дефекты таких деталей по параметру герметичность. Так например, при изготовлении изоляторов вилок электросоединителей встречаются партии деталей, в которых негерметичные детали составляют от 20 до 80%. Это приводит к тому, что после проверки отпрессованных деталей на герметичность проводят еще одну операцию - герметизацию негерметичных деталей.

Одним из наиболее эффективных способов герметизации таких деталей является пропитка их анаэробными герметиками (см. например M.Stevenson, Ir. and I.Stevenson Vacuum Imprednation: The Basics. Journal

XI ( XI СЛ

4

Metal Finishing, vol. 86, No 6, pp. 93-95, jule 1988.

В этом способе герметизации выполняется следующие операции:

очистка поверхности деталей от пыли, масел и посторонних включений;

осушение деталей, в том числе их пор и трещин путем нагрева до 80-100°С и выдержки при этой температуре 3-5 часов;

пропитка деталей анаэробным гермети- ком путем нанесения его на поверхность детали или путем окунания детали в герме- тик и выдержки в нем под давлением;

отверждение герметика в дефектах сплошности путем нагрева детали до температуры 80-90°С и выдержки в течение 2-3 часов.

Такой способ герметизации довольно эффективен, однако в ряде случаев не обеспечивает 100%-ный выход герметичных да- телей. По интеформации,приведенной в вышеуказанном источнике, он составляет 95-98%, по опыту авторов 80%. Причиной этого является неполное заполнение дефектов сплошности деталей (особенно микродефектов) герметиком, Это показал анализ шлифов загерметизированных деталей.

Другим недостатком известного способа является разгерметизация деталей в процессе их эксплуатации, которая составляет еще 15-20% от числа герметизируемых деталей. Исследования показали, что основной причиной этого является разница в КЛТР и теплопроводности металлов и неметаллов. Так для алюминиевого корпуса КЛТР составляет 25 - 1 /град, для стальных штырей -11- 1/град и для неметаллической мембраны из СНК-2-27 - (10-12) 1/град. В процессе нагрева и охлаждения деталей происходят различные по величине деформации в зонах контакта деталей, выполненных из различных материалов. Особенно опасно охлаждение. Эту картину усугубляет различие в теплопроводности материалов, То есть при воздействии температуры металлические штыри и корпус прогреваются быстрее, чем мембрана из СН К и, соответственно, деформируются в большей степени (в 100 раз).

Целью настоящего изобретения является повышение надежности и качества герметизации.

С этой целью в известном способе герметизации деталей с металлической арматурой, установленной в изоляционном основании из полимерного материала, при котором указанную деталь сушат путем ее нагрева, пропитывают анаэробным герметиком с последующим его отверждением, предлагается:

перед сушкой деталь не менее десяти раз последовательно выдерживают при 5 50°С в течение 3 часов и при +40°С в течение 3 часов с последующей выдержкой во влаго- поглощающей жидкости в течение 24 часов; в качестве влагопоглощающей жидкости используют обезвоженный этиловый

0 спирт.

Сущность предлагаемого способа поясняется на примере герметизации изолятора вилки электросоединителя.

Негерметичные изоляторы очищают от

5 пыли, смазки и других загрязнений протиркой салфеткой, смоченной в бензине или ацетоне. После этого проводит воздействие 10 циклов термоперепадов. Для этого вилки помещают в камеру холода, выдерживают

0 там 3 ч при -50°С и в течение 3 мин переносят в камеру тепла, где выдерживают 3 ч при +40°С. Таким образом проводят один цикл термоперепадов. Назначение этой операции состоит в том, чтобы вскрыть

5 дефекты сплошности, которые могут образоваться в процессе эксплуатации. Авторами экспериментально установлено, что композиционные гетерогенные материалы в процессе воздействия термоперепадов

0 из-за различия КЛТР и теплопроводности входящих в них материалов подвергаются внутренним напряжением, которые разрушают слабые места в структуре материала. Причем вскрытие дефектов сплошности

5 происходит в течение нескольких циклов термоперепадов.

Таким образом, перед герметизацией вскрываются дефекты, которые могут вскрываться в процессе эксплуатации.

0 Для этого 10 циклов термоперепадов достаточно, При дальнейшем воздействии термоперепадов образования новых дефектов сплошности не происходит.

Затем проводится операция осушения

5 пор, трещин, расслоений и других дефектов от влаги, которая конденсируется в них из воздуха или попадает в процессе изготовления. Исследования, проведенные авторами, показали, что известными способами тер0 мической или термовакуумной сушки влагу из всех капилляров трудно полностью удалить. В результате чего эти капилляры не заполняются герметиком и остаются незагерметизированными, Наиболее эффекти5 вен способ осушения микродефектов с помощью влагопоглощающих жидкостей, например, ацетона или этилового спирта. Тип жидкости выбирается исходя из химического состава неметаллического материала. Так в рассматриваемом примере выбран

этиловый спирт, так как каучук, входящий в состав материала мембраны СНК-2-27, набухает в ацетоне.

Этиловый спирт предварительно осушен, то есть из него удалена адсорбирован- ная им из воздуха вода. Для этого использован влагопоглотитель - CaCIa, который прокален при 500-600°С в течение 2 ч и помещен в этиловый спирт в соотношении не менее, чем 1:10. После выдержки в течение суток спирт процеживается, сливается в герметичную тару и является обезвоженным,

Изоляторы погружают в обезвоженный этиловый спирт и выдерживают в нем не менее 24 ч. Спирт проникает в капилляры, разрушает там мономолекулярный слой воды и растворяет ее в себе. Затем, для удаления спирто-водного раствора из капилляров, изоляторы нагревают до 80-90°С и выдерживают 3-4 ч. Таким образом, влага удалена из дефектов сплошности детали, все дефекты вскрыты и готовы к герметизации.

Герметизация проводится путем нанесения кистью на поверхность детали анаэробного герметика Анатерм- у или путем погружения детали в герметик. За счет сил поверхностного натяжения герметик затягивается в дефекты сплошности неметаллического материала и в дефекты на границе с металлическими деталями конструкции, то есть между СНК-2-27 и штырями и между СКН-2-27 и корпусом.

Для отверждения герметика в дефектах пропитанные детали термообрабатывают при 80-90°С в течение 2 ч.

Загерметизированные таким образом детали прошли полный цикл испытаний на

0

5

0

5

0

5

работоспособность и показали 100%-ную герметичность вто время как герметичность деталей, загерметизированных по способу, указанному в прототипе, составляет 60- 80%.

Это достигается тем, что все дефекты, которые могли вскрыться в процессе эксплуатации, были вскрыты перед пропиткой и тем, что очистка дефектов сплошности от влаги обеспечивает 100% заполнение их герметиком.

Предлагаемый способ прост, надежен, не требует применения дефицитных материалов и специального оборудования.

В соответствии с предлагаемым способом проведена герметизация и полный цикл испытаний на работоспособность установочной партии деталей. Все детали сохранили герметичность.

Формула изобретения

2.Способ по п.1,отличающийся тем, что в качестве влагопоглощающей жидкости используют обезвоженный этиловый спирт.