">
Прикладные науки Технология
Информация о работе

Тема: контакт магнитоуправляемый МКА-14103

Описание: Технические характеристики геркона МКА-14103. Конструкция прибора. Конструкция контакт-детали. Изготовления прибора. Маршрутная и контрольная карта. Индивидуальное задание. Определение времени нанесения гальванического покрытия рутения. Экологическая безопасность.
Предмет: Прикладные науки.
Дисциплина: Технология.
Тип: Курсовая работа
Дата: 31.08.2012 г.
Язык: Русский
Скачиваний: 13
Поднять уникальность

Похожие работы:

Курсовая работа

по дисциплине

«Технология материалов и изделий электронной техники»
на тему: КОНТАКТ МАГНИТОУПРАВЛЯЕМЫЙ МКА-14103

Рязань 2011

Содержание

Содержание…………………………………………………………… ……….2

Введение………………………………………………………..………….……3

Техническая характеристика прибора и его назначение…………….………7

Конструкция прибора…………………………………………………………..9

Технология изготовления прибора….………………………………………...12

Индивидуальное задание………………………………………………………24

Экологическая и санитарная безопасность технологического процесса…...28

Заключение……………………………………………………………………...33

Библиографический список…………………………………………………....34

Введение

Магнитоуправляемым контактом называется взаимодействующая в магнитном поле, как правило, герметизированная, контактная система, элементы которой совмещают функции участков электронной и магнитной цепей, причём хотя бы один из этих элементов имеет возможность перемещения, используемого для изменения электрического состояния коммутируемой цепи.

Из данного определения вытекают отличительные признаки, по которым в дальнейшем классифицируются МК, а именно:

Характер взаимодействия ферромагнитных электродов в магнитном поле;

Конфигурация магнитной цепи;

Вид контактной группы;

Материал ферромагнитных электродов;

Тип электрического контакта;

Разновидность подвижной системы;

Тип герметизации.

В зависимости от принципа действия герконы подразделяются на:

Герконы на размыкание.

Состоят из двух ферромагнитных пружин, заваренных в баллон так. Что их контактные поверхности в исходном состоянии прижаты друг к другу, а оба выводных конца расположены по одну сторону от баллона. В магнитном поле электромагнитный контакт размыкается. Такие герконы не нашли широкого применения вследствие неустойчивости их работы и трудностей, связанных с созданием одинакового нажатия.

Герконы на переключение.

Состоит из трёх контактных пружин. В одном варианте такого геркона две ферромагнитные и одна неферромагнитная пружины. В исходном положении подвижная ферромагнитная пружина прижата к неферромагнитной. При воздействии управляющего магнитного поля ферромагнитные пружины притягиваются друг к другу, создаётся контакт между ними, а контакт между ферромагнитной и неферромагнитной пружиной размыкается.

Герконы на замыкание.

При воздействии магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом или катушкой провода, контакты намагничиваются. Если сила магнитного притяжения больше силы упругости, контакты соединяются, и цепь замыкается.

Для характеристики магнитоуправляемых контактов вполне применимы установленные в релейной практике параметры, а именно:

Н.с. срабатывания и н.с. отпускания;

Потребляемая мощность управления;

Частоты переключений в секунду;

Время срабатывания и время отпускания;

Коэффициент возврата;

Срок службы при различных режимах коммутируемой цепи, количество срабатываний;

Коммутируемые ток и напряжения постоянного и переменного токов;

Сопротивление контактного перехода;

Сопротивление изоляции;

Межэлектродная ёмкость;

Электрическая прочность (пробивное напряжение);

Уровень э. д. с. наводок;

Диапазоны изменений давления и влажности окружающей среды;

Диапазоны ударных нагрузок, допустимых вибраций и линейных ускорений;

Диапазон рабочих температур;

Рабочее положение в пространстве;

Габариты и вес, стоимость;

Допустимый разброс приведённых выше параметров.

То, что объёмы производства герконов в мире не снижаются связанно с рядом их неоспоримых качеств:

Полностью герметизированный металлический контакт, в связи с чем герконы могут работать в условиях повышенной влажности и запылённости, в агрессивных средах;

Малая мощность управления (50-150 мВТ);

Низкое электрическое сопротивление (0,05-0,2 Ом);

Высокое сопротивление изоляции (109-1012 Ом)

Быстродействие (0,5-2 мс);

Полная гальваническая развязка цепей управления и нагрузок;

Большой срок службы (до 107-108 коммутаций);

Высокая механическая устойчивость (удары до 150 g; вибрация 15-25 g);

Большой диапазон рабочих температур (-60?С - +150?С);

Способность выполнять несколько операций на входе и выходе.

Герконы применяются в следующих схемах и устройствах:

В промышленности

Схемы промышленной автоматики;

Сигнализирующие устройства;

Расходометры;

Концевые выключатели;

Индикаторы уровня жидкости, положения, перемещения, температуры;

Схемы выдержки временем;

Устройства управления давлением;

Схемы формирования импульсов;

Схемы цветоделения;

Автоматические распределители;

Тахометры;

Защитные устройства;

Схемы коммутации видеосигналов;

Схемы перестройки частоты и переключения диапазонов в приёмных и передающих устройствах, антенные переключатели.

В аппаратуре телефонной связи

Коммутационные поля АТС;

Импульсные, вычислительные схемы, схемы информации;

Переключатели телефонных аппаратов;

В вычислительных машинах

Схемы подборки карт;

Схемы управления программированием;

Декодирующие схемы;

Вычислительные схемы;

Логические схемы;

Избирательные (селективные) схемы.

В бытовой технике

Переключатели освещения;

Переключатели в холодильниках;

Контроль уровня жидкости;

Регуляторы напряжения;

Стиральные, сушильные, посудомоечные машины;

Выключатели дверных замков;

Переключатели переговорных устройств;

Игрушки и т.п.

Основными тенденциями в развитии герконов являются:

Миниатюризация – переход от стандартных размеров стеклобаллона. В результате миниатюризации герконов уменьшаются размеры реле и датчиков, что расширяет область их применения. Основная проблема в реализации этого проекта - автоматизированная заварка таких герконов.

Адаптация герконов для SMT - технология (Surface Mount Technology – технология поверхностного монтажа). Для использования в SMT – технологии герконы должны иметь плоскую конструкцию. Такой тип герконов выпускается только фирмой C. P. Сlare. Ряд фирм используют специальные корпуса для герконов и тем самым делают возможным их применение в SMT – технологии.

Создание малогабаритных герконов повышенной мощности.

Уменьшение силы контактного нажатия в миниатюрных герконах.

Расширение областей применения герконов (бытовая электроника, изделия для спорта и досуга, игрушки и т. д.).

Возможность создания специальных герконов, в которых проблемы коррозионной и эрозионной устойчивости решаются без применения контактных покрытий из благородных металлов.

Основная номенклатура герконов, выпускаемых Рязанским заводом металлокерамических приборов (РЗМКП), в настоящее время включает 20 типов (в том числе 4 переключающих) всего типо-размерного ряда (от 7 до 50 мм). Выпускаются высоковольтные герконы (МКА-40142), герконы для коммутации СВЧ-сигналов (МКА-10704), герконы повышенной мощности (МКС-27701, МКА-36201, МКА-50202), а также герконы малой и средней мощности.

Технические характеристики геркона МКА-14103

Приведённые ниже технические характеристики распространяются на контакты магнитоуправляемые герметизированные МКА-14103 (далее – герконы), предназначенные для коммутации электрических цепей постоянного и переменного токов частой до 10000 Гц, а также пропускания постоянного тока. Наименование параметра, единица измерения Примечание Норма    Не менее Не более  Контактное покрытие Ru - -  Масса, г - - 0,132  Коммутируемый ток, А - 5•10-6 0,5  Пропускаемый ток, A - - 1  Коммутируемое напряжение, В - 0,01 100  Коммутируемая мощность, Вт - - 10  Сопротивление, Ом - - 0,1  Сопротивление изоляции, Ом - 1•1010 -  Электрическая прочность изоляции, В МДСсраб<20A 220 -   МДСсраб>20A 250 -  МДС срабатывания, А Группа А 8 23   Группа Б 20 35  МДС отпускания, А - 4 -  Коэффициент возврата - 0,35 0,9  Емкость, пФ - - 0,7  Время срабатывания, мс - - 1  Время отпускания, мс - - 0,4  Синусоидальная вибрация, Гц С амплитудой ускорения 40g 1 2000  Механический удар одиночного действия Пиковое ударное ускорение, g - 150   Длительность действия, мс - 0,5  Резонансная частота, Гц - 4000 -  Диапазон рабочих температур, oC - -60 155  Влажность, % - - 98  Число витков - 5000  Сопротивление, Ом - 870  Примечание: герконы изготавливают двух групп по чувствительности: группа А и группа Б.

Кроме стандартных типов могут быть поставлены герконы по требованиям заказчика

с более узким диапазоном по срабатыванию;

с укороченными, формованными выводами.

Режимы испытаний:

5 В – 10 мА – минимум 108 срабатываний при частоте коммутации 100 Гц с интенсивностью отказов менее 3,3•10-10 сраб -1, с доверительной вероятностью 60%.

24 В – 400 мА – минимум 5•105 срабатываний при частоте коммутации 50 Гц с интенсивностью отказов менее 6,7•10-8 сраб -1, с доверительной вероятностью 60%.

МДС рабочая в 1,5 раза выше максимальной МДС срабатывания.

Конструкция прибора

Геркон состоит из двух контакт-деталей и стеклянной трубки.

Баллон геркона заполнен азотом газсоброзным особой чистоты, сорт 2, ГОСТ 9293-74, очищенным и осушенным.

Не допускаются наплывы стекла на плоскую часть контакт деталей поз.2.

Покрытие поверхности А производится по таблице.

Обозначение Покрытие поверхности А Площадь покрытия Sпокр, см2 Исполнение  СЯ4.830.031 Хим. Н 1-6

Хим. Зл 0,08-0,12 

0,4828 

УХЛ  -01 Припой Гор.ПОС-61    

Торец баллона геркона маркирован эмалью НЦ-25 ГОСТ 5406-84, цвет в зависимости от группы геркона, группа А – без маркировки, группа Б – красный.

Маркировка должна покрывать баллон не менее площади торца спая, но не более его длины, и вывод не более, чем 1,5 мм от баллона.

Допускается непокрытая припоем Гор. ПОС-61 часть вывода до 2 мм от баллона.

Конструкция контакт-детали

Покрытие поверхности А осуществляется в соответствии с таблицей.

Покрытие поверхности А

Н-Мо (70-90) 0,2-1,5; Зл 0,2-0,4; Ру 0,35-0,5  никель-молибден золото рутений  l, мм S, см2 l, мм S, см2 l, мм S, см2  2±0,5 0,0447 4,5±0,5 0,1054 2±0,5 0,0447  

После покрытия рутением производят катодную обработку.

Технология изготовления прибора

Маршрутная карта

Технологический процесс изготовления герконов состоит из трёх этапов:

Изготовление контакт-деталей;

Изготовление стеклянных трубок;

Изготовление геркона.

Изготовление контакт-деталей.

Ультразвуковая очистка проволоки в техническом моющем средстве (ТМС).

Штамповка. Катушка с проволокой поступает на автомат, где происходит рихтовка проволоки и штамповка контакт-деталей необходимой конфигурации и размеров.

Обезжиривание в горячем перхлорэтилене. Предназначено для удаления жиро-масляных загрязнений с контакт деталей.

Сортировка и укладка. Предназначена для ориентации контакт-деталей и укладки контакт-деталей в стаканчики.

Ультразвуковая промывка в перхлорэтилене – для финишного удаления жиро-маслянных загрязнении.

Отжиг «МАГПАЗ» (магнитное поле в среде азота) + отжиг в водороде. Для придания контакт-деталям необходимых магнитных и упругих свойств.

Для того чтобы магнитная проницаемость в ферромагнетике была существенной, достаточно, чтобы в ферромагнетике возникли области свободные от углерода. Для этого необходимо создать условия возникновения спиноидального распада раствора углерода в пермаллое. При спиноидальном распаде возникают две фазы: фаза с повышенной концентрацией углерода и фаза не содержащая углерода, которая благоприятствует созданию доменной структуры.

Переменное магнитное поле способствует синусоидальному распаду. Суть этого явления состоит в следующем. Переменное магнитное поле, создавая переменное электрическое поле, вызывает возбуждение внешней электронной оболочки атомов углерода до состояния 2Sp. Атомы углерода перестают быть электрически нейтральными. Ввиду этого возникает их взаимодействие с переменным электрическим полем, вызываемым переменным магнитным полем. Переменное магнитное поле становится внешней силой, способствующей синусоидальному распаду.

В переменном магнитном поле спиноидальный распад будет происходить как при нагреве, так и при охлаждении. При повышении температуры нагрева выше температуры рекристаллизации результат спиноидального распада исчезает, и твёрдый раствор углерода в пермаллое становится гомогенным. Поэтому при термомагнитной обработке контакт-деталей в переменном магнитном поле нагрев выше температуры вторичной рекристаллизации нецелесообразен.

При температурах выше 660 – 650 ?С дисперсионность структуры спиноидального распада возрастает, что отрицательно сказывается на магнитной проницаемости контакт-деталей. Поэтому охлаждение целесообразно осуществлять до температуры 100 - 150 ?С ниже температуры вторичной рекристаллизации материала контакт-деталей.

Спиноидальный распад - процесс диффузионный, поэтому скорости нагрева и охлаждения должны быть невелики. Оптимальная скорость охлаждения примерно 240 град/час.

Техническим результатом термомагнитной обработки контакт-деталей в переменном магнитном поле является достижение идентичности и достаточно высокой проницаемости контакт-деталей, ввиду этого отклонения МДС срабатывания герконов от требуемой величины при их заварке становится не значительными.

Гальваническое покрытие.

а. Подготовка рабочего места:

- надеть спец одежду, работу начинать при включенной вентиляции;

- перед началом работы промывочные ванны протереть салфеткой из ситца и промыть проточной водой со сливом её в канализацию. Включить проточную воду во всех ваннах. Операцию повторять 2 раза в сутки;

- перед началом работы один раз в сутки: а. снимать с электрических ванн рамки и обрабатывать контактные поверхности салфеткой из ситца, смоченной раствором соляной кислоты с последующей промывкой в ванне с деионизованной водой или под струёй воды, б. тару для гальванопокрытия обработать в растворе соляной кислоты следующим образом: налить раствор соляной кислоты в ванну, погрузить тару в раствор соляной кислоты на 0,5 – 1 мин., промыть тару в двух ваннах с очищенной водой по 0,5-1 мин. В каждой ванне, промыть тару в горячей (40-60?С) очищенной воде в течении 0,5-1 мин., высушить тару в центрифуге в течение 5-6 мин. (в центрифугу загружать не более четырёх штук, работу проводить в резиновых перчатках, не допускать попадания промывочной воды в электролитические ванны;

- перед началом работы проверить наличие оснастки, инструмента, тары в ваннах электролитов рутенирования, наличие мешочных фильтров с «бусофитом» и ионообменной смолой, в ваннах электролитов никель-молибден и активации наличие мешочных фильтров с «бусофитом»;

- один раз в месяц проводить очистку тары для гальванопокрытия с помощью высоконапорного моющего прибора. Контроль качества очистки проводить просмотром одной штуки от партии промытой тары под микроскопом на отсутствие загрязнений. При неудовлетворительном результате всю партию перемыть;

- один раз в месяц сдавать мастеру катоды для полирования и снятия заусенцев на очистку с помощью пескоструйной обработки;

- получить необходимые материалы, контакт-детали, тару. Проверить соответствие контакт-деталей сопроводительной документации;

- перед началом каждой смены заполнить ультразвуковую ванну деионизованной водой, подключить к электросети и проверить работу ванны, включив тумблер «ВКЛ», по характерному звуку работы и наличию колебаний на поверхности. В случае отсутствия колебаний в ультразвуковой ванне, работу не начинать до устранения неисправностей оборудования;

- обо всех несоответствиях доложить мастеру;

- получить разрешение на проведение операций у технолога;

- протереть воронку салфеткой из ткани «мелодия» смоченной спиртом. Протирку воронки проводить 2 раза в смену;

- подготовить весы к работе в соответствие с руководством по эксплуатации (настройку приборов проводить в начале каждой смены и по каждому прибору);

- протереть поверхность стола установки виброзатаривания контакт-деталей салфеткой;

- протереть внутреннюю и внешнюю поверхность центрифуги салфеткой, смоченной водой (протирку центрифуги проводить 2 раза в смену);

- произвести настройку оснастки волн (активизации, никель-молибдена, предварительного золочения, фосфатного золочения, рутенирования, золото-никеля) на длину покрытия деталей перед началом покрытия на 4 – 6 деталях, расположив их по краям и середине подвески. Для настройки погружения контакт-деталей в электролиты активации, никель-молибдена и рутенирования использовать детали, покрытые из электролита предварительного золочения в течение 15-30 секунд или из электролита меднения;

- для настройки погружения контакт-деталей в электролит для полирования и снятия заусенцев использовать контакт-детали предварительно окисленные при температуре от 550 до 600 ?С в течение от 5 до 10 минут.

- настройка глубины погружения контакт-деталей в электролит обезжиривания производится на глубину золота;

- в ванну для декапирования налить раствор до уровней метки;

- для проведения контроля под микроскопом по внешнему виду, гальванщик передаёт первые завесы покрытых контакт-деталей в закрытой таре с каждой ванны цеховому контролёру. В сомнительных случаях при осмотре длины покрытия отобрать контакт-детали с подвески и передать цеховому контролёру для проведения контроля под микроскопом;

- при сливе электролита активации никелевые аноды вынуть из чехлов, зачистить любой металлической щёткой, обработать в течение 2 – 3 минут в растворе соляной кислоты и промыть в течение 5 – 20 минут в проточной воде. Чехлы промыть, или при повреждении заменить на новые;

- перед началом работы электролит никель-молибден в течение 30-60 минут прорабатывать на контакт-деталях при рабочей плотности тока;

- перед началом работы проверить состояние поверхности анода в электролите электрохимического обезжиривания. При потемнении анода обработать его в соляной кислоте с последующей промывкой в деионизованной воде;

- перед началом работы цеховому лаборанту определить рН деионизованной воды из патрубка поступления воды на гальванической линии. Величина рН соответствовать значениям от 5,8 до 7,2. При несоответствии сообщить мастеру или технологу.

Примечания:

- для поддержания постоянного уровня электролита в ваннах предварительного золочения, фосфатного золочения, рутенирования, золото-никель долив производить дистиллированной водой из ванны уловителя № 1. Долив воды в ванны производить в первую из второй, во вторую из третьей ванны, в третью ванну доливается свежая дистиллированная вода;

- для поддержания постоянного уровня электролитов никель-молибден и электро-химического обезжиривания в ваннах долив производить дистиллированной водой;

- для поддержания постоянного уровня в ваннах декапирования долив производить раствором для декапирования;

- не допускается использовать тару с трещинами, сколами, заусенцами, расслоением поверхности.

б. монтаж контакт-деталей на установке виброзатаривания.

в. Электрохимическое снятие заусенцев.

В процессе электрополирования подвеска с контакт-деталями является анодом. Силовые линии поля концентрируются на острых гранях рельефных деталей, за счёт чего первоначально будет сниматься заусенец. На поверхности контакт-деталей в процессе полировки образуются защитные плёнки за счёт компонентов электролита, что будет препятствовать полировке всей поверхности деталей. После снятия заусенца будет происходить полирование боковой поверхности. Чтобы этого не происходило, определяется со временем снятие заусенца.

При электрохимическом снятии заусенцев проводятся следующие операции:

- установить тару для гальванопокрытия с контакт деталями на рамку установки электрохимической полировки контакт-деталей и прижать винтовыми зажимами, выключить ток и обрабатывать по режиму;

- отключить ток, разжать винтовые зажимы и снять тару для гальванопокрытия с контакт-деталями с рамки установки электрохимической полировки контакт-деталей;

- промыть контакт-детали в проточной деионизованной воде;

- погрузить подвеску с деталями в УЗВ с горячей проточной водой и выключить тумблер «Вкл»;

- отобрать контакт-детали с подвески и передать их цеховому контролёру или контролеру СОКП для проведения контроля под микроскопом на наличие заусенцев согласно ВОП/тк.

г. Электрохимическое обезжиривание.

Прицесс происходит за счёт омыления жиров компонентами раствора, а также отрывом жировых загрязнений пузырьками водорода, который образуется на катоде. Катодом являются контакт-детали.

Здесь выделяют следующие операции:

- обезжирить контакт-детали электрохимически на катоде (50-60 ?С, 3-5 А/дм2, 3-5 минут);

- промыть детали в горячей проточной деионизованной воде (50-70 ?С, 2-2,5 минуты).

- промыть в холодной воде (18 – 25 ?С, 1-2 минуты)

д. Декапирование (служит для удаления лёгкой окисной плёнки и очистки поверхности детали под покрытие):

(в ваннах для декапирования должны быть уровневые метки по каждому типу контакт-деталей)

- декапировать контакт-детали в растворе фтористого аммония на основе 20 % серной кислоты (глубина погружения на длину покрытия золота);

- промыть детали в проточной деионизорованной воде (16-25 ?С, 3-3,5 минуты).

е. Активация поверхности контакт-деталей (служит для улучшения сцепления поверхности контакт-деталей со сплавом Ni-Mo):

- активировать поверхность контакт-деталей на катоде (16-28 ?С, 0,5-1,5 А/дм2, 2-4 минуты). Глубина погружения в электролит активации на длину покрытия золота. Никелевые аноды должны быть помещены в чехлы из хлориновой ткани;

- промыть контакт-детали в проточной деионизованной воде (16-25 ?С, 3-3,5 минуты).

ж. Покрытие из электролита никель-молибден:

- завесить контакт-детали в ванну под током и произвести покрытие(30-45 ?С, рН 9,5-11,5, 2-5 А/дм2);

- промыть контакт-детали в проточной деионизированной воде (16-25 ?С, 2-3 минуты);

- провести осмотр каждой подвески с покрытыми контакт-деталями на отсутствие дефекта по длине покрытия. При наличие дефекта по длине покрытия: - контакт-детали всего завеса с длиной больше, меньше нормы положить в тару с надписью «несоответствующая продукция» на красном фоне и сдать мастеру, - произвести оснастки ванн на длину покрытия контакт-деталей, проверить подвеску на параллельность.

з. Активация поверхности:

- активировать поверхность контакт-деталей на катоде (16-28 ?С, 4-10 А/дм2, 2-4 минуты). Глубина погружения в электролит активации на длину покрытия золота. Никелевые аноды должны быть помещены в чехлы из хлориновой ткани;

- промыть контакт-детали в проточной деионизированной воде (16-25 ?С, 1-2 минуты).

и. Предварительное золочение (для создания микрокристаллической структуры под дальнейшее покрытие золотом):

- завесить контакт-детали в ванну под током и произвести покрытие (50-60 ?С, рН 3,2-4,5, 0,8-1 А/дм2, 15-30 секунд);

- промывать детали в дистиллированной воде последовательно в двух-трёх ваннах-уловителях двух-трёх кратным погружением в каждой ванне;

- провести осмотр каждой подвески с покрытыми контакт-деталями на отсутствие дефекта по длине покрытия. При наличие дефекта по длине покрытия: - подвеску с контакт-деталями всего завеса с длиной больше, меньше нормы положить в тару с надписью «несоответствующая продукция» на красном фоне и сдать мастеру по окончании работы, - произвести оснастку ванн на длину покрытия контакт-деталей, проверить подвеску на параллельность.

к. Золочение:

- завесить контакт-детали в ванну под током и произвести покрытие (50-60 ?С, рН 5,5-6,5, 0,1-0,25 А/дм2);

- промывать детали в дистиллированной воде последовательно в двух-трёх ваннах-уловителях двух-трёх кратным погружением в каждой ванне;

- промыть контакт-детали в ванне с проточной деионизованной водой (16-25 ?С, 3-3,5 минуты);

- провести осмотр каждой подвески с покрытыми контакт-деталями на отсутствие дефекта по длине покрытия. При наличие дефекта по длине покрытия: - контакт-детали всего завеса с длиной больше, меньше нормы положить в тару с надписью «несоответствующая продукция» на красном фоне и сдать мастеру по окончании работы, - произвести оснастку ванн на длину покрытия контакт-деталей, проверить подвеску на параллельность.

Л. Рутенирование:

- завесить контакт-детали в ванну под током и произвести покрытие (65-70 ?С, рН не более 2, 1-5 А/дм2);

- промывать детали в дистиллированной воде последовательно в двух-трёх ваннах-уловителях двух-трёх кратным погружением в каждой ванне;

- промыть контакт-детали в проточной деионизованной воде (16-25 ?С, 2-2,5 минуты);

- промыть контакт-детали в проточной деионизованной воде в УЗВ (16-25 ?С, 1-2 минуты);

- провести осмотр каждой подвески с покрытыми контакт-деталями на отсутствие дефекта по длине покрытия. При наличие дефекта по длине покрытия: - контакт-детали всего завеса с длиной больше, меньше нормы положить в тару с надписью «несоответствующая продукция» на красном фоне и сдать мастеру по окончании работы, - произвести оснастку ванн на длину покрытия контакт-деталей, проверить подвеску на параллельность.

М. Катодная обработка:

- завесить контакт-детали в ванну под током и произвести обработку (30-35 ?С, рН 6,5-7,5, 0,6-0,7 А/дм2, 5-15 секунд);

- промывать детали в дистиллированной воде последовательно в двух-трёх ваннах-уловителях двух-трёх кратным погружением в каждой ванне;

- промыть контакт-детали в проточной деионизованной воде (16-25 ?С, 3-3,5 минуты);

- провести осмотр каждой подвески с покрытыми контакт-деталями на предмет цвета покрытия. При желтоватом оттенке покрытия: - контакт-детали всего завеса положить в тару с надписью «несоответствующая продукция» на красном фоне и сдать мастеру по окончании работы, - проверить настройку оснастки ванны на длину покрытия золотом, - при правильной настройке оснастки ванны сообщить мастеру и технологу.

Н. Обработка деталей после покрытия:

- обработать контакт-детали в растворе трилона Б (50-70 ?С, 2-3 мин);

- промыть контакт-детали в проточной деионизованной воде (16-25 ?С, 3-3,5 мин);

- обезжирить контакт-детали электрохимически на катоде (50-60 ?С, 1-2 мин);

- промыть детали в горячей проточной деионизованной воде (70-90 ?С, 0,5-1 мин);

- промыть контакт-детали в проточной деионизованной воде (16-25 ?С, 2-2,5 мин);

- погрузить подвеску с контакт-деталями в УЗВ с горячей проточной водой и включить тумблер «Вкл» (70-90 ?С, 0,5-1 мин).

О. Сушка:

- подвески с контакт деталями загрузить в центрифугу (чётное количество по 2 или 4 штуки) и произвести сушку (3-5 мин);

- выгрузить подвески с контакт-деталями из центрифуги;

- произвести оперативный контроль на отсутствие дефекта по кривизне деталей каждой подвески.

При наличии дефекта кривизны: - кривые контакт-детали извлечь пинцетом, высыпать в тару с надписью «Несоответствующая продукция» на красном фоне. По окончании работы сдать мастеру.

П. Демонтаж:

- перед демонтажем произвести визуальный осмотр внутренней поверхности контакт-деталей на наличие посторонних частиц;

- установить контейнер на весы;

- нажать клавишу «тара». На дисплее появится 0, PCS;

- демонтировать контакт – детали с подвески через воронку из нержавеющей стали в контейнер. На дисплее появится количество комплектов контакт-деталей;

- записать полученное значение маркером на крышку контейнера;

- снять контейнер с контакт-деталями с весов и закрыть крышкой;

- повторить пункт 2 – 6 при дальнейшем взвешивании;

- оформить сопроводительный лист на продукцию: указать название операции, толщину покрытия никель-молибденом, золотом и рутением, фамилию исполнителя, количество контакт-деталей (всего годных), дефекты по видам, номер гальванической мишени, подпись исполнителя и дату выполнения операции. Годную продукцию передать на следующую операцию.

Р. Корректировка.

II. Изготовление стеклянной трубки.

1. Разбраковка стеклянных трубок. Стеклянные трубки – дроты длиной около 1 м разбраковываются с помощью специальных шаблонов по диаметру.

2. Резка стеклянных трубок. Производится на автоматах на отрезки заданной длины.

3. Оплавление стеклянных трубок. Проводится на автоматах в пламени горелки для оплавления острых кромок оставшихся после резки с целью исключения появления стеклянной кромки на последующих технологических операциях.

4. Контроль и укладка трубок. Проводят визуальный контроль качества и укладку стеклянных трубок в корзиночки для дальнейшей промывки.

5. Промывка стеклянных трубок. Проводится в плавиковой и азотной кислотах для удаления стеклянной пыли и других загрязнений, затем промывка в проточной и деионизованной воде, обезвоживание в спирте и сушка в сушильных шкафах.

6. Отжиг стеклянных трубок. Проводится в конвейерной печи для снятия напряжения в стекле (Т=480?С; время 1 час).

7. Монтаж в кассеты. Стеклянные трубки из корзиночек пересыпают в кассеты для заварки герконов на автомате заварки.

III.Изготовление геркона.

1. Заварка. Контакт-детали с определённым зазором и перекрытием завариваются в стеклянную трубку с одновременным наполнением защитным газом (азотом) на автоматическом оборудовании с использованием инфракрасного излучения.

2. Отжиг герконов. Проводится для снятия напряжений в стекле, возникающих в процессе заварки.

3. Химическое полирование выводов. Проводится с целью снятия окисной плёнки с поверхности выводов, образовавшейся в процессе заварки.

4. Покрытие выводов. Проводится путём погружения выводов герконов в ванну с расплавленным припоем ПОС-61 для покрытия выводов слоем припоя, создающим условия для хорошей паяемости или покрываются сплавом олово-висмут или иммерсионным золочением электрохимическим способом в гальванических ваннах. Выбор вида покрытия зависит от области применения герконов.

5. Проверка электрических параметров. Проводится с целью изъятия из производства герконов, не соответствующих требованиям. Проводится автоматический контроль магнитодвижущей силы срабатывания.

6. Контроль.

7. Проверка приборов на герметичность.

8. Укладка герконов.

Контрольная карта

1. Штамповочная.

а. Внешний вид.

б. Шероховатость рабочей поверхности (проверяется под микроскопом).

в. Геометрические размеры.

2. Гальваническое покрытие.

а. Внешний вид (проверяется под микроскопом). Контролируются: заусенцы на гранях рабочих поверхностей контакт-деталей (при выявлении несоответствия всю партию на ремонт), подтравленность контакт-деталей в местах контакта с подвеской (при выявлении несоответствия партию забраковать и удалить).

б. Длина покрытия (контролируется визуально общим обзором).

в. Толщинка покрытия.

г. Внешний вид, посторонние частицы (контролируется общим обзором под микроскопом). При выявлении отслаивания, вздутия покрытия, точек на покрытии, пятен, заусенцев на гранях рабочих поверхностей контакт-деталей сообщить мастеру и процесс остановить.

Допускаются: неравномерность покрытия по блеску; подтравленность контакт-деталей и непокрытые места на отдельных участках поверхности в нерабочей зоне.

Индивидуальное задание

Определение времени нанесения гальванического покрытия рутения на контакт-детали геркона МКА-14103.

Технологический процесс.

Залить в ёмкость электролит, необходимый для определения скорости осаждения;

Измерить температуру в рабочей зон ванны контрольным термометром;

Нагреть электролит в ёмкости до температуры, соответствующей температуре в рабочей зоне ванны, проверить температуру термометром;

Смонтировать пластины в приспособление для покрытия;

Обезжирить и декапировать пластины в соответствии с ТК или КТТП.

Примечание: для определения скорости осаждения в электролитах рутенирования пластины предварительно покрыть золотом толщиной не мене 1 мкм.

Демонтировать, промыть и высушить в сушильном устройстве 5 штук пластин;

Взвесить 5 штук пластин на аналитических весах, результаты взвешивания записать в журнал;

Смонтировать пластины в приспособление для покрытия;

Завесить приспособление с пластинами в электролит под током соответствующим расчётному.

Примечание: плотность тока при контрольном завесе должна быть идентична плотности тока при покрытии контакт-деталей в рабочей ванне, при нанесении рутения в импульсном режиме приспособление с деталями завешивать при рабочей плотности тока.

Промыть пластины в деионизованной воде в течение 0,5 -1 минуты и высушить в сушильном устройстве.

Взвесить пластины после покрытия на аналитических весах, результат записать в журнал.

Рассчитать толщину покрытия по формуле: , где m1 – масса деталей после нанесения покрытия, m2 – масса деталей до нанесения покрытия, k=S*? – коэффициент пересчёта, где S – площадь покрываемой поверхности, ? – плотность металла покрытия в г/см3.

Повторить процедуру в п 4 -12;

За толщину покрытия принять среднее арифметическое значение между двумя полученными результатами. При отличии результатов расчёта более чем на 40% повторить определение скорости осаждения третий раз по п 4-12 и взять для подсчёта средней величины два близких по значению результата.

Примечания:

- технолог цеха проводит анализ полученных результатов по скорости осаждения в электролите рутенирования;

- при получении толщины рутениевого покрытия меньше 0,25 мкм за 5 минут при максимальной рабочей плотности работу проводить согласно времени рассчитанному в пункте 16 до конца второй смены. Перед началом первой смены электролит слить в ёмкость для последующего обновления;

- если при дальнейшей эксплуатации электролита продолжается снижение скорости осаждения за пределы, указанные в предыдущем пункте, электролит слить в ёмкость, отобрать пробу на анализ, вымерять объём, опечатать, наклеить этикетку с указанием номера ёмкости, объёма содержания рутения для последующей отправки на заводы ВДМ.

15) Рассчитать время покрытия по формуле , где Н1 – толщина покрытия по чертежу, ? – время выдержки контрольного завеса, Н2 – среднее арифметическое значение толщин покрытия, рассчитанное по п12.

16) Результат расчёта толщины, времени покрытия записать в журнал.

Расчёт: Тем-

пе-

рату-

ра ,?С Ток,

мА Масса до

н.п.,г Масса

после

н. п. Разница

масс, г Тол-

щина

покры-

тия, мкм Сред-

няя тол-

щина

покрытия, мкм Время

покрытия, мин  67 280 2,1217 2,1254 0,0037 0,48 0,46 3,8    2,1229 2,1263 0,0034 0,44    

S=1,242 см2; ?=12,44 г/см3; n=5;

k=S*?*n=1,242*12,44*5=77 (г/см);

Н1==0,48; Н2==0,44; Нср==0,46;

?=5 мин; Н=0,35 (мкм); Т==3,8 (мин).

Показания счётчика: I*T=4*3,8=15,2 (А*мин).

Наиболее широко применяемым покрытием в герконах средней мощности, как в отечественной, так и в зарубежной технике до последнего времени является рутенированое покрытие с подслоем золота, где основную антиэрозионную нагрузку несёт рутений, который тугоплавок (Тпл=2800?С) и имеет высокую микротвёрдость (Н?20=700кГс/мм2).

Указанный вариант практически по всем своим параметрам соответствует требованиям для большинства выпускаемых герконов средней мощности. Однако в связи с резким подорожанием золота и металлов платиновой группы выпуск герконов с таким видом покрытия стал экономически невыгодным.

Внедренное в производство герконов средней и малой мощности покрытие с подслоем медь-никель не охватывает всего диапазона необходимых коммутируемых нагрузок, особенно это касается герконов высокой мощности.

Стояла цель разработать покрытие, позволяющее увеличить продолжительность сроков службы герконов в широком диапазоне коммутируемых нагрузок и мощностей (до 250 Вт). Для решения этой задачи было представлено три варианта контактного покрытия:

- двухслойное покрытие, состоящее из слоя никель-молибденового сплава и слоя золотоникилиевого сплава;

- трёхслойное покрытие, состоящие из слоя никель-молибденового сплава, слоя золота и слоя рутения;

- четырёхслойное покрытие, состоящее из слоя никель-молибденового сплава, слоя золота, слоя рутения и слоя золотоникилиевого сплава.

Во всех предлагаемых вариантах покрытия в качестве подслоя используют никель-молибденовый сплав. Это покрытие наносится непосредственно на контакт-детали из пермаллоя, обеспечивая хорошее сцепление с ним последующих слоёв. Преимущества использования никель-молибденового сплава:

- менее трудоёмкая технология изготовления, не требует использования дорогостоящих и дефицитных материалов;

- невысокая напряжённость;

- высокая эрозионная стойкость (позволяет увеличивать общую эрозионную стойкость геркона и расширить диапазон коммутируемых нагрузок в сторону повышения мощности).

Недостаток: высокое и нестабильное электрическое сопротивление.

Верхние слои обеспечивают низкое и стабильное напряжение в герконе и при необходимости несут дополнительную антиэрозионную нагрузку.

Первый вариант контактного покрытия является наиболее простым и дешёвым.

Второй вариант предлагаемого контактного покрытия может быть использован в высоковольтных и высокомощных вакуумных герконах.

В случае, когда требуется высокая надёжность работы геркона в широком диапазоне коммутируемых нагрузок рекомендуют использовать третий вариант контактного покрытия. Как раз он и применятся при изготовлении геркона МКА-14103.

Экологическая и санитарная безопасность технологического процесса

Безопасность в лаборатории.

Недостаточная освещенность на рабочем месте.

Обычно это вызвано неправильным размещением осветительных приборов на рабочем месте. Нормы освещённости регламентируются СНиП 23-05-95. Нормирование производят исходя из размеров и размещённости объекта.

Зрительная работа инженера соответствует работам высокой точности 3 разряда, контраста объекта различения с фоном средним.

Выполняемые работы по изготовлению прибора относятся ко второму разряду зрительных работ, т. к. наименьший размер объекта различения составляет 0,25 мм, контраст объекта с фоном большой и фон является светлым. При таких условиях труда нормальное значение освещённости составляет: общее 300 лк, общее + местное 1500 лк, согласно СНиП 23-05-95.

В качестве источников света используются люминесцентные лампы – тип ЛСПО – 2*40.

Микроклимат.

Микроклимат определяет факторы, характеризующие воздушную среду и их влияние на организм человека. Нормы параметров микроклимата нормируются ГОСТ 12.1.005-88. К ним относятся:

- Температура воздуха – t, ?C;

- Относительная влажность – ?, %;

- Скорость движения воздуха – v, м/с;

- Атмосферное давление – Р, мм рт. ст.

- Запылённость – o, ч/л.

Параметры микроклимата нормируются по следующим категориям работ:

- не связанно с переносом тяжестей;

- связанно с переносом тяжестей на расстояние более 10 м (вес ? 10 кг);

- связанно с переносом тяжестей более 10 кг на расстояние более 10 м.

Условия труда в данном случае не предусматривают переноса тяжестей, следовательно, относится к первой категории работ. Согласно ГОСТ 12.1.005-88, этой категории соответствуют следующие параметры:

- холодное время года: t=22-24?C, ?=40-60%, vв=0,1 м/c, o=10000 ч/л;

- тёплое время года: t=23-25?C, ?=40-60%, vв=0,2 м/c, o=10000 ч/л.

Для поддержания оптимальных параметров микроклимата в лаборатории, необходимо использовать систему отопления в холодное время года и систему кондиционирования в летнее время года. Систему кондиционирования в целях экономии энергии допускается отключать после окончания работ (на ночь), включать на некоторое время до начала работ (если работы ведутся в одну или две смены). Все приточные системы снабжены фильтрами.

Опасность поражения электрически током.

При работе со схемой измерения параметров геркона существует опасность поражения электрическим током. Проходя через тело человека, ток может вызвать термическое и электрическое воздействия, являющиеся обычными физико-химическими процессами. Одновременно, электрический ток производит биологическое воздействие, которое является особым процессом, свойственным только живой материи. Все эти процессы могут послужить причинами тяжёлых травм человека.

Тяжесть поражения электрическим током зависит от ряда факторов:

- силы тока;

- длительности протекания тока через тело человека;

- индивидуальных свойств человека и окружающей среды.

Напряжение прикосновения для нормального неаварийного режима и в случае аварии нормируется ГОСТ 12.1.038-82. Для питания данной измерительной установки используется сеть с напряжением 220 В и частотой 50 Гц с глухо заземлённой нейтралью. Согласно ГОСТ 12.1.038-82, напряжение прикосновения в аварийном режиме установлено 2 В. Этим же стандартом нормируется напряжение прикосновения, время воздействия и ток в аварийном режиме. Uпр, В 100 75 60 20  I, А 100 75 50 6  Tвозд,с ?0,5 ?0,1 ?1 ?1   Такие токи и напряжения за указанное время не принесут здоровью человека существенного вреда.

Из перечисленных выше вредных и опасных факторов, встречающихся на рабочем месте инженера, наиболее опасными являются повышенное значение напряжения в электрической сети 220 В и возможность попадания человека под это напряжение, вследствие того, что оно оказывается на корпусе установки из-за повреждения изоляции проводов.

Применяются следующие меры безопасности при защите человека от поражения электрическим током:

- обеспечение недоступности токоведущих частей установки, т. е. установка защитных ограждений, защитных колпаков, расположение токоведущих частей вне зоны досягаемости для случайного прикосновения;

- во избежание включения электроустановки во время проведения ремонтных работ, на включатель вывешивается табличка, запрещающая включение электроэнергии;

- используют защитное заземление в сети с изолированной нейтралью напряжением 220 В. Согласно ГОСТ 12.1.030-81 «Электробезопасность. Защитное заземление, зануление», в качестве основной меры защиты в такой сети используется зануление.

2. Экология.

Самым экологически грязным этапом изготовления герконов является гальваническое производство.

Гальваническая индустрия является постоянным и эффективным источником загрязнения всей сферы обитания человека – атмосферы, почв, природных вод. Решение экологических вопросов в гальваническом производстве направленно на охрану природной среды от действия образующихся при работе гальванических ванн всевозможных агрессивных веществ в виде газообразных, жидких и твёрдых отходов.

Загрязняющая нагрузка на природную среду, продуцируемая гальваническим производством по стране, исчисляется многими миллионами тонн вредных веществ.

С экологической стороной связана и экономия гальванического производства, которое, являясь одним из самых материалоёмких по воде и химикатам, нерационально расходует материальные ресурсы, давая колоссальные потери ценных материалов и воды. Необходимость разумного подхода к организации технологии, максимально возможному сокращению нерациональных безвозвратных потерь металлов, сплавов, химикатов, сокращению расхода воды диктуется постоянно растущей стоимостью и дефицитностью этих материалов в связи с постепенным истощением общих ресурсов Земли по многим металлам и чистой воде.

К приемам рационального с экономической и экологической точек зрения выполнения гальванохимических процессов относятся:

- обезжиривание органическими растворителями в герметичных установках с циркуляцией растворителя и последующей его регенерацией;

- использование летучих кислот (азотной, соляной) в технически необходимых случаях;

- использование для обезжиривания растворов технических моющих средств в обоснованных случаях, так как современные способы очистки не обеспечивают необходимую степень извлечения загрязняющих веществ из отработанных моющих растворов и не позволяют добиться требуемой величины остаточной загрязненности;

- использование для травления серийных изделий, таких как печатные платы, растворов, поддающихся регенерации;

- установка ванн-уловителей с непроточной дистиллированной водой для предварительной промывки деталей и смывания основного количества электролита, уносимого с деталями;

- обеспечение максимального срока службы гальванических ванн путём систематического анализа и корректирования;

- работа, по возможности, на ваннах с менее концентрированными электролитами, имеющими к тому же нередко более высокие эксплуатационные характеристики, но требующими своевременного корректирования;

- исключение, по возможности, применения кадмиевых покрытий исходя из высокой токсичности в первую очередь, а также дефицитности и высокой стоимости этого металла и его соединений;

- использование, по возможности, нешламящих анодов;

- использование пеногасителей для пенообразующих электролитов, а также пустотелых элементов для закрытия зеркала ванн с целью уменьшения испарения раствора;

- использование биологически нетоксичных гальванических ванн;

- осторожное отношение к блескообразователям, смачивателям и всякого рода добавкам органической природы, к токсичным металлическим добавкам типа селена;

- проведение при полной замене отработанных растворов и электролитов извлечения металлов химическим или электрохимическим методом, причём не только благородных, но и неблагородных дефицитных металлов;

- осуществление водооборота воды при промывке деталей;

- введение в производство новых электролитов производить только при наличии надёжных способов обезвреживания сточных вод.

3. Пожарная безопасность.

Для устранения причин пожаров и взрывов проводятся различные мероприятия: технические, эксплуатационные, организационные и режимные.

К техническим мероприятиям относится соблюдение противопожарных норм при сооружении зданий, монтаже электрооборудования.

Эксплуатационные мероприятия предусматривают правильную техническую эксплуатацию производственных агрегатов, силовых установок и электрооборудования.

К организационным мероприятиям относится обучение персонала противопожарным правилам, издание необходимых инструкций и плакатов.

Режимными мероприятиями являются ограничение или запрещение в пожароопасных местах применения открытого огня, курения.

В производственных работах, а также при выполнении ремонтно-монтажных работ в электроустановках при нарушении противопожарных мер и в случаях аварий не исключено возникновение очагов возгорания, которые могут превратиться в пожар.

В производственных помещениях должны быть первичные средства огнетушения, которые применяет обслуживающий персонал для ликвидации пожара до прибытия пожарного расчёта.

Для тушения пожара электроустановок можно применять порошковый огнетушитель ОПС – 10, емкостью 10 м. Из химических средств тушения широкое применение получила углекислота. Она применяется для тушения пожаров в закрытых помещениях и может быть использована в электроустановках.

Следует отметить так же и простейшие средства огнетушения такие как сухой песок и асбестовую или грубошёрстную ткань, при набрасывании которых на очаг возгорания можно быстро потушить пламя.

Заключение

В ходе данной курсовой работы мы ознакомились с производством герконов и солнечных элементов (лекции по данным темам и экскурсия по производственным цехам). Был детально изучен технологический процесс производства геркона марки МКА-14103 и выполнено индивидуальное задание по определению времени нанесения гальванического покрытия рутения на контакт-детали геркона МКА-14103.

Несмотря на широкое применение и длинную историю существования на мировом рынке, обеспечение заданной надёжности герконов в условиях массового производства является достаточно сложной научно-технологической задачей с широким кругом решаемых проблем (в том числе и экологических). Поэтому технология изготовления герконов постоянно совершенствуется и требует притока новых молодых умов со свежими идеями по дальнейшему её улучшению.

Библиографический список

Я. Н. Диковский; И. И. Капралов «Магнитоуправляемые контакты». – Москва: «Энергия», 1970.

«Герметизированные магнитоуправляемые контакты». – Москва: «Электроника», 1973.

Л. И. Рабкин; И. Н. Евгенова «Магнитоуправляемые герметизированные контакты». - Москва: «Связь»,1976.

Ушаков И. А., Зуб В. Н. Герконы: учебное пособие. – Рязань: РРТИ, 1977.

«Герметизированные магнитоуправляемые контакты (герконы): межвузовский сборник научных трудов» - Рязань, РРТИ, 1982.

И. Д. Груев, Н. И. Матвеев, Н. Г. Сергеева «Электрохимические покрытия изделий радиоэлектронной аппаратуры», Москва, «Радио и связь», 1988.

Филипс. Герконы. – Рязань: РЗМКП, 2000.

«Магнитоуправляемые контакты (герконы) и изделия на их основе» под редакцией С. М. Карабанова, Рязань, 2008.

С. М. Карабанов, Р. М. Майзельс, В. Н. Шоффе «Новые конструкции и перспективы развития герконов в России». – ОАО «РЗМКП», 2010.

1