回流焊爐的高溫潤滑解決方案
潤滑劑被廣泛用于降低兩個相對運動的接觸表面之間的摩擦系數(shù),是任何機械運動不可缺少的。回流焊爐的輸送鏈條、板寬調(diào)節(jié)絲桿、熱風(fēng)馬達軸承等零部件需要在200℃以上的高溫中工作,而焊接特定區(qū)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(yǎng)工作,必須選擇合適的高溫潤滑劑。
什么樣的潤滑劑適合回流焊爐的高溫零部件潤滑?
回流焊爐的工作溫度要求
使用回流焊爐在印刷電路板上焊接表面貼裝元件時,要得到優(yōu)質(zhì)的焊點必須使用適當(dāng)?shù)幕亓鳒囟惹€,曲線一般遵照焊錫膏制造商提供的數(shù)據(jù)。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(zhì)以防止缺陷的產(chǎn)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于焊爐的設(shè)定溫度,因此焊爐的回流區(qū)溫度設(shè)定在250℃。以下是回流爐各區(qū)間溫度的典型設(shè)定值。
區(qū) 間 | 區(qū)間溫度設(shè)定 | 區(qū)間末實際板溫 |
預(yù)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(dǎo)體,可以認為各區(qū)間的機械運動件的溫度近似于設(shè)定溫度,即最高為250℃,這一溫度也就是也應(yīng)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(dāng)采用的焊膏不同或產(chǎn)品品種不同時,焊爐的實際設(shè)定溫度可能會更高。考慮到社會對環(huán)保的密切關(guān)注,焊爐需要適應(yīng)未來成本最低的無鉛焊錫膏,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余地,優(yōu)選的高溫油脂長期使用時所能經(jīng)受的溫度應(yīng)該在280℃以上。
電子行業(yè)對維修的要求
電子行業(yè)的競爭非常激烈,發(fā)揮生產(chǎn)線的最大能力以創(chuàng)造最大利潤是基本的準則,因此有許多工廠的SMT線每天24小時運轉(zhuǎn),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(xù)開車超工也是常事。我們知道回流焊爐高溫部件的潤滑保養(yǎng)難度,依次是熱風(fēng)馬達軸承、板寬調(diào)節(jié)絲桿與傳輸鏈條,前兩種保養(yǎng)時要打開焊爐中斷生產(chǎn)。廠家如果把極其有限的保養(yǎng)時間用到焊爐每周或三四天一次的潤滑上,無疑很不值得,然而又不能因此放棄保養(yǎng)導(dǎo)致設(shè)備縮減壽命。因此,用于鏈條與絲桿潤滑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(yǎng)的難度,該軸承潤滑脂的潤滑周期應(yīng)不少于一年。
再結(jié)合其他要素,優(yōu)選的回流焊爐高溫潤滑劑應(yīng)該滿足以下要求:
1.280℃高溫下的有效潤滑
2. 長達一個月的長效潤滑時間,馬達軸承潤滑周期不少于一年
3. 不污染環(huán)境,不影響操作人員健康SMT廠房密封,空氣的流通量小。高溫蒸發(fā)量大的油脂,其揮發(fā)與熱分解成分無法通過焊爐的風(fēng)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,必將會對操作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表明其揮發(fā)與熱分解成分很多。
4.不影響產(chǎn)品的質(zhì)量 潤滑油脂的黏附性要強,潤滑脂在高溫下不會產(chǎn)生油滴油。高溫黏附性不強的油會沿著鏈條爬行,直到污染電路板。而當(dāng)熱風(fēng)馬達的位置處于鏈條上方時,軸承脂滴油也會污染電路板。
5.延長設(shè)備壽命 要保證設(shè)備的使用壽命,潤滑油脂除了在金屬表面形成的油膜需要有低摩擦系數(shù)和優(yōu)秀的負載能力外,高溫下長期使用時應(yīng)不結(jié)炭、結(jié)焦。結(jié)炭的累積會導(dǎo)致焊爐運行時有異聲發(fā)出、調(diào)節(jié)板寬難,直至鏈條與絲桿出現(xiàn)卡死、抱死,迫使設(shè)備停機檢修。
6.潤滑油脂的閃點溫度在300℃以上,減少火災(zāi)隱患 油脂的閃點應(yīng)高于使用溫度20-30℃,以防火災(zāi)。這一點對于無氮氣保護的回流焊爐尤其重要。
下表可以為我們選擇合適的潤滑劑指明方向,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 ℃ | 最高使用 溫度 ℃ |
聚苯醚 | 0.8 | -7℃ | 600℃ | 290℃ | 450℃ |
全氟聚醚 | 0.7 | -70℃ | 無 | 無 | 300℃ |
甲基硅油 | 0.78 | -70℃ | 480℃ | 285℃ | 280℃ |
甲基苯基硅油 | 0.4-0.7 | -70℃ | 490℃ | 285℃ | 290℃ |
二硅醚 | 0.4 | -70℃ | 400℃ | 200℃ | 230℃ |
硅酸酯 | 0.5 | -65℃ | 400℃ | 185℃ | 200℃ |
雙脂 | 0.7 | -60℃ | - | 230℃ | 220℃ |
多元醇酯 | 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℃ |
硅烷 | 0.7 | -30℃ | - | 260℃ | 250℃ |
合成烴 | 0.7 | -50℃ | 245℃ | 220℃ | 250℃ |
礦物油 | 0.8 | -45℃ | 200-280℃ | 130℃ | 120℃ ? |
?
從上表可以看出,滿足在250℃以上長期使用且閃點在300℃左右的并不多,只有聚苯醚、全氟聚醚、甲基硅油、甲基苯基硅油等潤滑劑,但最適用的只有全氟聚醚潤滑油脂。這是因為聚苯醚在常溫下不易流動。硅油類油脂由于表面張力極低且可壓縮性高,導(dǎo)致形成的痧油膜負載能力不強而只適用于儀表潤滑。
高售的礦物類潤滑劑,即使是被廣泛宣傳的加入了各種耐高溫添加劑的品牌產(chǎn)品,也完全不適用于回流焊爐的高溫零部件潤滑。使用這些油脂后出現(xiàn)的問題有:油脂易干、因油脂結(jié)焦出現(xiàn)卡抱死現(xiàn)象、因油脂揮發(fā)量大潤滑補充不及導(dǎo)致的過量磨損并因此迫使設(shè)備提前大修等等。
適用于回流焊爐高溫零部件潤滑的FOMBLIN YR全氟聚醚潤滑劑
FOMBLIN AR全氟聚醚潤滑劑是配合美國NASA(國家航空航天總署)的太空計劃研制成功,由一系列的氟化油和潤滑脂組成,具有耐高溫、不燃性和不與活潑的化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)的性質(zhì)。
適用于回流焊爐高溫零部件潤滑的產(chǎn)品型號是:
FOMBLIN YR 1800全氟聚醚潤滑油,用于傳輸鏈條的潤滑。
FOMBLIN AR 555全氟聚醚潤滑油,用于板寬調(diào)節(jié)絲桿與熱風(fēng)馬達軸承的潤滑。
FOMBLIN AR 555潤滑脂是以FOMBLIN YR 1800潤滑油為基礎(chǔ)油添加極細顆粒聚四氟乙烯增稠劑和抗腐蝕添加劑的產(chǎn)品。
由于有如下優(yōu)點,F(xiàn)OMBLIN全氟聚醚潤滑劑非常適用于回流焊爐的高溫零部件的潤滑。
1.極高的潤滑性能 FOMBLIN全氟聚醚潤滑劑在金屬表面形成油膜的摩擦系數(shù)極低,四球測試磨耗傷痕僅0.36mm2,而礦物油則為0.69mm2。在同樣的負載能力下,F(xiàn)OMBLIN全氟聚醚潤滑劑油膜厚度較碳氫類潤滑油低62%,因此能增加關(guān)鍵部分和零件的使用壽命、減少檢修停工時間、降低維護費用。
2.耐高溫、不滴油、不結(jié)炭 FOMBLIN YR 1800全氟聚醚潤滑劑具有極高的化學(xué)穩(wěn)定性,不與氧氣反應(yīng),因此不存在閃點,無燃燒危險。最高耐高溫至340℃,288℃高溫下可以長期連續(xù)使用。FOMBLIN全氟聚醚潤滑劑長期使用后也不會產(chǎn)生炭化現(xiàn)象,高溫鏈條在壽命期內(nèi)無須清理。潤滑油的黏附性極好,潤滑脂高溫下不會產(chǎn)生滴油現(xiàn)象,不會影響產(chǎn)品質(zhì)量。
3.極低蒸發(fā)率,提高生產(chǎn)效率,有利于環(huán)保 FOMBLIN YR 1800全氟聚醚潤滑油蒸發(fā)率極低,204℃下22小時蒸發(fā)率小于1%。由于高溫蒸發(fā)損耗少,F(xiàn)OMBLIN YR 1800全氟聚醚潤滑劑的潤滑周期很長而且廢油脂處理極小,因此減少了對操作員工的健康影響并降低了對環(huán)境的污染。
FOMBLIN全氟聚醚潤滑劑在回流焊爐的應(yīng)用實例
FOMBLIN全氟聚醚潤滑劑是意大利制造的ETC回流焊爐指定用高溫潤滑劑,瑞侃(上海)電子有限公司的ETC回流焊爐使用經(jīng)驗證明:使用FOMBLIN氟素潤滑劑時,高溫鏈條與絲桿需每月添加一次潤滑油/脂,熱風(fēng)馬達軸承用脂每年更換一次。
瑞侃(上海)電子有限公司新采購的兩臺ETC焊爐六年來運行良好,而另一臺美國運來的ETC舊焊爐至今已正常運行十年,瑞侃公司未更換過鏈條等運動部件,瑞侃公司焊爐的回流區(qū)設(shè)定溫度是265℃,現(xiàn)場可以看到,所有的高溫鏈條表面無任何積碳,絲桿的調(diào)節(jié)非常靈活,例行保養(yǎng)時發(fā)現(xiàn)焊爐的內(nèi)部十分干凈,熱風(fēng)馬達軸承脂表面有凝析的涂膠,但軸承脂內(nèi)部仍保持原來的純白色而無變質(zhì)情況。
由于使用了FOMBLIN全氟聚醚潤滑劑,ETC焊爐除了每月例行的給鏈條、絲桿添加油、脂,不須額外保養(yǎng)工作。瑞侃公司的回流焊米24小時運轉(zhuǎn),每周只停機一天,機器極高的使用率無疑提高了利潤的回報。
結(jié)束語
FOMBLIN全氟聚醚潤滑劑無穎非常適合回流焊爐的高溫零部件潤滑,更適應(yīng)未來對環(huán)保與產(chǎn)品品質(zhì)的嚴格要求,隨著科技和管理水準的提升,在回流焊爐上的應(yīng)用必然會越來越廣泛。
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