Chất trợ hàn không chứa chì-thường chứa nhựa thông, axit hữu cơ (succinic, adipic, glutaric) và chất kích hoạt halogenua (amin, bromua)-có tính ăn mòn với PFA ở nhiệt độ hàn (250–350 độ ). Dư lượng từ thông trên vỏ lò sưởi PFA gây ra nứt bề mặt, phồng lên và tăng tốc độ thẩm thấu. -Xử lý sau đóng rắn (ủ nhiệt) của bộ gia nhiệt PFA-thường là 200 độ trong 4–8 giờ-tăng độ kết tinh từ 40–45% lên 55–60%. Độ kết tinh cao hơn làm giảm thể tích vô định hình có sẵn để hấp thụ từ thông và tấn công hóa học. PFA đã ủ cho thấy khả năng chống lại sự tấn công từ thông không có chì tốt hơn 40–60% so với PFA không được ủ, được đo bằng độ tăng độ cứng bề mặt và thời gian bắt đầu vết nứt. Ủ cũng làm giảm các ứng suất dư thừa trong sản xuất vốn làm trầm trọng thêm tình trạng nứt do ứng suất môi trường (ESC). Đối với lò hàn sóng hoặc lò nung lại trong đó bộ gia nhiệt PFA tiếp xúc với hơi thông lượng, việc chỉ định PFA đã ủ sẽ kéo dài tuổi thọ của bộ gia nhiệt thêm 2–3×.
Cơ chế tấn công Flux và lợi ích tôi luyện
Chất trợ hàn không chì-có tính ăn mòn cao hơn chất trợ hàn gốc chì-truyền thống do nhiệt độ hàn cao hơn (260 độ so với. 220 độ ) và nhiều axit hữu cơ hoạt động hơn. Ở 260 độ, hơi từ thông ngưng tụ trên các bề mặt mát hơn như lò sưởi PFA. Các axit hữu cơ khuếch tán vào các vùng vô định hình của PFA, gây trương nở (thể tích tăng 2–5%) và dẻo hóa. Chất kích hoạt halogenua xúc tác cho sự phân mảnh chuỗi, làm giảm trọng lượng phân tử. Kết quả: bề mặt trở nên dính, sau đó xuất hiện các vết nứt nhỏ và phồng rộp. Độ kết tinh PFA là rào cản chính: các vùng tinh thể không thấm vào các phân tử chất trợ dung; chỉ những vùng vô định hình mới cho phép khuếch tán. Việc tăng độ kết tinh từ 45% lên 60% sẽ làm giảm thể tích vô định hình xuống 27%, làm giảm tỷ lệ hấp thụ từ thông.
Sau quá trình ủ-đóng rắn ở 200 độ (dưới điểm nóng chảy 305 độ của PFA) sẽ tái tổ chức các chuỗi vô định hình thành các phiến tinh thể. Quá trình này phát triển các tinh thể hiện có và tạo ra những tinh thể mới. Sự gia tăng độ kết tinh là vĩnh viễn trừ khi PFA được nấu chảy lại. Ủ cũng làm giảm ứng suất dư (xem Điều #41), làm giảm khả năng bị nứt do ứng suất môi trường. Bề mặt PFA chịu ứng suất dễ bị nứt hơn khi có chất trợ dung; căng thẳng-được giảm bớt PFA chống lại sự hình thành vết nứt.
Khả năng chống chì tương đối-Tấn công thông lượng miễn phí
| Tình trạng PFA | Độ kết tinh (%) | Ứng suất dư (MPa) | Thời gian để nứt bề mặt ở nhiệt độ hơi thông lượng 260 độ (giờ) | Sưng sau 100 giờ (%) | Độ cứng tăng sau 100 giờ (Shore D) |
|---|---|---|---|---|---|
| Chưa được ủ (như-đùn) | 42–46 | 4–6 | 50–100 | 3–5 | +8–12 |
| Ủ (200 độ, 4 giờ) | 52–56 | 2–3 | 120–200 | 1.5–2.5 | +4–6 |
| Ủ (200 độ, 8 giờ) | 56–60 | 1–2 | 200–300 | 1–2 | +2–4 |
| Ủ (220 độ, 4 giờ) | 58–62 | 1–2 | 250–350 | 1–2 | +2–4 (suy thoái rủi ro) |
| Nhựa có độ kết tinh cao-(đặc biệt) + được ủ | 60–65 | 1–2 | 300–500 | <1 | +1–2 |
| Nhựa có độ kết tinh cao,-không được ủ | 55–58 | 4–5 | 150–250 | 1.5–2.5 | +3–5 |
Phương pháp thử nghiệm khả năng chống từ thông
Để đủ điều kiện sử dụng máy sưởi PFA cho dịch vụ hàn không chì-, hãy sử dụng thử nghiệm sau:
Cho mẫu PFA tiếp xúc với hơi nước ở nhiệt độ 260 độ trong 100 giờ. Sử dụng chất trợ dung không sạch-tiêu chuẩn (ví dụ: Kester 951 hoặc Alpha OM-340) trong bình kín có mẫu PFA lơ lửng phía trên chất trợ dung lỏng. Duy trì 260 độ ± 5 độ.
Lấy mẫu ra và đo:
Độ cứng bề mặt (Shore D) tăng -<5 units
Sự thay đổi trọng lượng - sẽ là<0.5% (swelling or extraction)
Kiểm tra bằng mắt dưới độ phóng đại 20× - không có vết nứt, phồng rộp hoặc dính
Thực hiện kiểm tra độ uốn (180 độ quanh trục 10 mm) - mẫu đã ủ phải uốn cong mà không bị nứt; các mẫu không được ủ có thể xuất hiện các vết nứt nhỏ.
Đối với thông số kỹ thuật mua sắm, yêu cầu "Bộ gia nhiệt PFA phải được ủ ở 200 độ trong tối thiểu 4 giờ sau khi ép đùn, với mức tăng độ kết tinh được chứng nhận tối thiểu là 10 điểm phần trăm." Yêu cầu dữ liệu DSC (đo nhiệt lượng quét vi sai) hiển thị độ kết tinh trước và sau khi ủ.
Kinh nghiệm thực địa về hàn sóng
Một nhà máy lắp ráp PCB đã sử dụng bộ gia nhiệt PFA trong máy hàn sóng để duy trì nhiệt độ từ thông ở 260 độ. Bộ gia nhiệt PFA tiêu chuẩn (không được ủ) bị hỏng cứ sau 6–9 tháng do chất trợ dung -gây ra nứt bề mặt. Nhà máy chuyển sang sử dụng máy sưởi PFA-được xử lý sau (ủ) từ cùng một nhà sản xuất. Máy sưởi đã ủ có tuổi thọ lâu hơn từ 18–24 tháng-2,5–3×. Chi phí bổ sung (phí bảo hiểm 15–20%) đã được thu hồi trong vòng 6 tháng nhờ giảm lao động thay thế và thời gian ngừng hoạt động. Nhà máy hiện chỉ định ủ cho tất cả các máy sưởi PFA trong dịch vụ thông lượng.
Những hạn chế và khi ủ là không đủ
Quá trình ủ cải thiện khả năng chống từ thông nhưng không làm cho PFA không thấm nước. Để tiếp xúc liên tục với dòng chất lỏng (ngâm) ở 260 độ, không có chất fluoropolymer nào phù hợp.-hãy sử dụng lò sưởi bằng gốm hoặc titan. Ủ có hiệu quả khi tiếp xúc với hơi và tiếp xúc với chất lỏng không liên tục. Đối với dòng halogenua mạnh (hàm lượng bromua cao), ngay cả PFA đã ủ cũng có thể bị hỏng trong vòng 500 giờ. Trong những trường hợp như vậy, hãy sử dụng lò sưởi kim loại được phủ PFA-(nơi kim loại cung cấp khả năng bảo vệ dự phòng) hoặc lò sưởi thạch anh có phụ kiện PFA.
Quá trình ủ cũng có sự đánh đổi-: độ kết tinh tăng làm giảm tính linh hoạt và khả năng chống va đập (độ giãn dài khi đứt giảm từ 300% xuống 200–250%). Đối với các thiết bị sưởi chịu sốc cơ học (đũa di động, dịch vụ tại hiện trường), PFA không được ủ có thể được ưu tiên hơn mặc dù khả năng chống từ thông thấp hơn.
Kết luận: Ủ làm tăng khả năng kháng từ thông lên 2–3×
Sau{0}}ủ nhiệt của bộ gia nhiệt PFA (200 độ, 4–8 giờ) làm tăng độ kết tinh từ 40–45% lên 55–60%, giảm thể tích vô định hình từ 25–30%. Độ kết tinh cao hơn giúp cải thiện khả năng chống lại sự tấn công của dòng hàn không chứa chì-lên 2–3×, kéo dài thời gian dẫn đến nứt bề mặt từ 50–100 giờ lên 200–300 giờ khi tiếp xúc với hơi nước. Ủ cũng làm giảm ứng suất dư, giảm khả năng bị nứt do ứng suất môi trường. Đối với phương pháp hàn sóng, lò nung lại hoặc bất kỳ ứng dụng nào mà PFA tiếp xúc với hơi từ thông ở nhiệt độ 250–300 độ, hãy chỉ định PFA đã ủ. Chi phí cao hơn được chứng minh bằng tuổi thọ dài hơn và giảm thời gian ngừng hoạt động. Khi PFA đã được ủ không thành công sớm, hãy chuyển đổi vật liệu làm nóng. Nhưng đối với hầu hết dịch vụ từ thông, quá trình ủ tạo ra sự khác biệt giữa thay thế hàng quý và hàng năm. Ủ nó, hoặc ủ ngân sách bảo trì của bạn. Sự lựa chọn là của bạn.
