电磁继电器清洗工艺优化初探

吴端健，吴芳正，陶 锐

(贵州振华群英电器有限公司，贵州贵阳，563000)

1 引言

电磁继电器的接触可靠性是其寿命指标中的重中之重，而继电器清洗工艺条件的优劣直接影响其接触可靠性。近年来，电磁继电器的整体生产工艺调校均在逐步提升，但唯独清洗工艺因受电磁继电器结构特殊性及环保要求制约，发展缓慢。

本文在电磁继电器现有清洗工艺方法的基础上进行工艺流程优化，针对清洗不同环节采取控制变量的验证方法，调整电磁继电器产品清洗流程，最终有效提升电磁继电器接触可靠性。

2 电磁继电器清洗现状

较早时期，以CFC-113为主要成分的氟利昂清洗剂及相应的清洗工艺被各继电器生产厂家广泛运用，对继电器的清洁度和可靠性起到了重要作用。但遗憾的是这类清洗剂因环保问题受到了逐步的控制和淘汰，期间虽出现了各类代氟利昂的有机清洗剂，但因品质的差异性导致推广使用情况并不佳，而无水乙醇作为氟利昂清洗剂的临时替代品一直被各继电器生产厂家延用至今。同时，随着对继电器产品生产环境控制要求的逐步提高，作为清洗介质的无水乙醇其纯度要求亦随之提高，目前各继电器生产厂家主要使用的为分析纯(纯度为99.999%的无水乙醇)。

然而，即便清洗介质的洁净度要求已如此之高，针对继电器产品的清洗手段却是落后的，特别是军用继电器产品，因其结构紧凑、且接触部分(触点簧片接触结构)不得使用超声清洗的特性要求，大部分自动化清洗设备均不太适用于继电器清洗工艺。目前继电器产品生产过程中的主要清洗方式为人工刷洗，大量人工操作充斥在继电器产品的清洗过程，这就导致了现阶段军用继电器生产过程中清洗工艺效率较低、一致性较差、清洗效果无法有效评价等问题。

3 电磁继电器清洗目的

早期继电器在生产过程中因受生产环境、装配工艺影响，容易使继电器产品内部产生大量微粒多余物，因此早期继电器清洗工艺的主要目的是通过清洗去除这些过程中形成的可动物质。

现今，随着继电器生产环境的逐步改善、工艺要求的逐步加严，原继电器生产过程中可能产生的多余物几乎已不复存在，而现存清洗工艺的主要目的则是去除接触部分(触点簧片接触位置)表面可能存在的影响接触可靠性的有机膜、氧化膜类物质。

而此类有机、氧化膜类物质选用无水乙醇作为清洗剂其实际去除效果并不明显，相反会在使用过程中因清洗残留而带入其它污染。因此在近年的继电器生产制造领域，也提出了“免清洗”理念，即零部件进入超净生产车间进行装配后便不再进行清洗，凭借生产环境及继电器装配过程的控制杜绝各类污染物质的产生。当然“免清洗”理念仍停留于理论阶段，同时不对继电器进行清洗操作仍无法去除在接触部分表面存在的有机膜、氧化膜等物质。

因此本文进行研究的主要内容便是结合电磁继电器的清洗目的，对继电器清洗工艺流程及清洗模式进行优化。

4 电磁继电器清洗方案验证

验证采用我公司某中小功率型号产品，分别对不同清洗介质、不同清洗方式及流程进行控制变量的对比验证。

4.1 不同清洗介质验证

首先对不同代氟利昂清洗剂的清洗效果及清洗后的稳定性进行验证。

此次验证选用两种代氟利昂清洗剂[1](类卤代烃溶剂，清洗效果与氟利昂溶剂相似，对环境影响却比较低)与原用无水乙醇进行对比，清洗使用控制变量方式，分别使用两种不同的清洗剂在相同清洗流程下对该型号继电器(密封前)进行清洗，在清洗后静置贮存在相同环境，并定期使用参数测试设备对继电器接触电阻进行测试，记录测试数据并对数据进行分析，接触电阻数据见下表1。

表1 使用不同清洗介质接触电阻测试数据统计

测试结果表明，在相同清洗流程前提下，三种清洗剂对继电器接触部分(触点簧片接触位置)的清洗效果及清洗后的接触稳定性有明显的差异，1#清洗剂的清洗效果更佳。

选用的某型号卤代烃清洗剂对清洗继电器有较优的效果，因此在后续验证中将此清洗剂作为主要试验清洗剂。

4.2 不同清洗流程验证

在前文叙述中已表明，在现阶段继电器清洗的主要目的是对接触部分(触点簧片接触位置)的表面有机膜与氧化膜进行去除，而针对中小功率继电器，常用的无水乙醇手工刷洗及简单的等离子清洗[2]起到的效果并不明显，因此在本次验证中，选择3.1中验证较优的代氟利昂清洗剂并使用不同清洗流程进行对比验证，验证方案[3][4]如下：

方案①清洗剂热浴清洗→无水乙醇漂洗→去离子水流动刷洗→脱水、普通焙烘→等离子清洗；方案②无水乙醇热浴清洗→无水乙醇漂洗→去离子水流动刷洗→脱水、普通焙烘→等离子清洗；方案③清洗剂热浴清洗→无水乙醇漂洗→去离子水流动刷洗→脱水、真空焙烘→等离子清洗；方案④无水乙醇浸泡刷洗→无水乙醇漂洗→脱水、普通焙烘。

为验证经不同清洗条件清洗后的产品在后续产品正常使用寿命周期内接触可靠性的差异，对四种清洗方案的继电器产品进行中等电流寿命次数提高试验，并在试验后测试接触电阻。使用MINITAB软件对测试结果进行箱线图分布分析，结果如下图1所示。

图1 不同清洗方案接触电阻箱线图分析

经过热浴清洗的几个方案在经过筛选后继电器接触电阻基本较为稳定，同时，使用1#代氟利昂环保型清洗剂进行清洗的方案1与方案3的继电器接触电阻要略低于其他两个方案。按GJB65B《有可靠性指标的电磁继电器总规范》[5]中等电流分组试验要求，对不同清洗方案的产品进行中等电流寿命试验后对比测试接触电阻变化情况，结果表明采用方案3(使用1#代氟利昂环保型清洗介质+真空焙烘)清洗的继电器接触电阻的稳定性及变化率优于其他几种方案。

5 结束语

随着继电器整体生产工艺水平的发展，对继电器清洗工序有越来越高的要求，这也是军工武器装备发展对配套元器件产品的质量和工艺提升的必然趋势，优化和改善继电器的清洗迫在眉睫。

通过采用控制变量方法，对传统清洗工艺方法进行调整，并在过程中选用环保型清洗剂，优化清洗方案，有效提升电磁继电器接触可靠性，从而实现清洗工序质量提升的要求。