點(diǎn)火線圈的真空樹脂澆灌定稿

1、 點(diǎn)火線圈的真空樹脂澆灌 王槐祥摘要：點(diǎn)火線圈真空樹脂澆灌的設(shè)備、工藝、材料、常出現(xiàn)的問題及解決措施關(guān)鍵詞：真空樹脂澆灌；設(shè)備；工藝；材料1 概述 車用點(diǎn)火線圈是保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的重要部件。它對發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行、變速、過渡、低溫啟動(dòng)、節(jié)能、排放等起著重要的作用。 電感式點(diǎn)火線圈是用車上14V電源，經(jīng)初級線圈儲(chǔ)能，在切斷初級電源（早期靠分電器的白金觸點(diǎn)，近代靠電子開關(guān)-點(diǎn)火模塊）的瞬間釋放磁能，通過電磁感應(yīng)在次級線圈（與初級的匝數(shù)比在5070：1）輸出3045KV的負(fù)向高電壓到火花塞，火花塞電極對地放電，點(diǎn)燃混合氣，推動(dòng)活塞工作。線圈繞制組裝后，線圈間充滿空氣。因?yàn)榭諝庠诟唠妷鹤饔孟?，氣體分子會(huì)產(chǎn)生

2、電離，失去絕緣作用?？諝庵羞€會(huì)有水汽、灰塵、纖維等有害絕緣的物質(zhì)。點(diǎn)火線圈輸出電壓高，不管是早期的還是現(xiàn)代的點(diǎn)火線圈，在線圈繞制組裝后，都要在線圈間填充絕緣材料，趕走線圈間的空氣。早期開磁路的點(diǎn)火線圈用瀝青、變壓器油填充，現(xiàn)代的閉磁路點(diǎn)火線圈則用環(huán)氧樹脂、硅膠、聚氨酯等填充。其中，用環(huán)氧樹脂作絕緣填充最為普遍。點(diǎn)火線圈填充環(huán)氧樹脂的作用：1） 提高絕緣強(qiáng)度，導(dǎo)熱、降溫；2）免受環(huán)境侵害，如潮濕、灰塵、化學(xué)腐蝕、光熱輻射等；3）提高機(jī)械強(qiáng)度，防震、緩沖，防機(jī)械損傷；4）固定線圈預(yù)設(shè)參數(shù)，如固定氣隙及線圈及鐵芯的相互位置，避免參數(shù)變動(dòng)。 在填充的環(huán)氧樹脂中，如果出現(xiàn)氣泡，在氣泡處就會(huì)出現(xiàn)介電常數(shù)突

3、變，以至高壓電場也相應(yīng)發(fā)生畸變，極易造成絕緣擊穿。只有在真空條件下，進(jìn)行環(huán)氧樹脂澆灌才能使填充的環(huán)氧中無氣泡。 本文闡述了點(diǎn)火線圈真空樹脂澆灌的設(shè)備、工藝、材料等事項(xiàng)，分析了常出現(xiàn)的問題及解決措施。2 真空樹脂澆灌的基本工藝過程吸入備料、工作缸A/B料加熱、脫氣A/B料計(jì)量A/B料混料樹脂預(yù)熱 澆灌室抽真空，線圈除濕脫氣定量分配多澆灌頭澆灌、保壓、破空固化 預(yù)熱線圈冷卻、出爐 以全自動(dòng)多頭真空樹脂澆灌設(shè)備為例，（參1）圖1為國產(chǎn)DSC-60-4真空樹脂澆灌設(shè)備原理圖。樹脂、固化劑分別由15、16兩缸加熱、脫氣備料，通過管道分別吸進(jìn)3、6樹脂、固化劑儲(chǔ)料缸中。所有缸都有加熱裝置。樹脂備料缸15，

4、工作缸3帶有薄膜脫氣裝置。9為A/B料計(jì)量泵單元。按工藝加熱、脫氣的好的樹脂、固化劑，分別由樹脂計(jì)量泵9.1、固化劑計(jì)量泵9.2按混合比計(jì)量后，送入靜態(tài)混料器10.3，10混料器單元。 混料后的樹脂送入11.111.4四個(gè)定料泵，等待澆灌，11為定料分配缸單元，按定量把料分配到四個(gè)澆灌頭。 將預(yù)熱除濕后的線圈送入澆灌室1，按工藝時(shí)間，先預(yù)抽真空除濕、除氣。加壓定料缸，同時(shí)打開澆灌頭11.911.12即可進(jìn)行澆灌。按需可分多次循環(huán)澆灌，澆灌完成后，產(chǎn)品在真空澆灌室保持30S。最后，在澆灌室破空補(bǔ)料。因?yàn)榛旌狭显谡婵諚l件下，體積增大，只有破空后補(bǔ)料才能保證液面合適又不會(huì)溢出。澆灌完的工件經(jīng)整理，送

5、入固化爐，分三段溫區(qū)固化，冷卻后即完成此工藝過程。 4項(xiàng)是3、15缸的油加熱裝置，7項(xiàng)是6、16缸水加熱裝置。如果澆灌過程中斷時(shí)間較長，為了避免混合料在混料器，定料泵、澆灌頭中固化，此設(shè)備裝有冷卻裝置14、12，14冷水機(jī)將水制冷，用水泵12送入機(jī)臺(tái)，以冷卻混料器、定料泵、澆灌頭。5A、5B、2分別為樹脂缸、固化劑缸、澆灌室的真空泵。13為管道清洗裝置。 設(shè)備由PLC全自動(dòng)控制，所有設(shè)備工作狀態(tài)及參數(shù)的設(shè)定、更改，都在17吋液晶屏上顯示，可人機(jī)對話，界面十分友好。通過網(wǎng)線，設(shè)備可以遠(yuǎn)程診斷。 圖1 DSC-60-4真空樹脂澆灌設(shè)備原理圖3 環(huán)氧樹脂的基本性能及選擇原則環(huán)氧樹脂的基本性能：環(huán)氧樹

6、脂的性能指標(biāo)很多，本文只對線圈性能及工藝影響較大的性能指標(biāo)作一介紹。1）玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg。 環(huán)氧樹脂是非晶聚合物。非晶聚合物隨溫度升高從玻璃態(tài)向高彈態(tài)（也稱橡膠態(tài)）轉(zhuǎn)變的溫度就是玻 璃化轉(zhuǎn)變溫度，或稱玻璃化溫度。（圖2）（參2） 玻璃化溫度是環(huán)氧樹脂性能的重要指標(biāo)。因?yàn)榻?jīng)過這個(gè)轉(zhuǎn)換點(diǎn)后，樹脂的物理性能如硬度、彈性模量、膨脹系數(shù)、 比熱容、介電性，絕緣強(qiáng)度等要發(fā)生較大的變化。 2）混合比 保證樹脂完全融合固化的樹脂與固化劑的重量比。這是選擇設(shè)備及混料方式的重要參數(shù)。 3）密度 在澆灌設(shè)備設(shè)定混合比時(shí)，要把樹脂與固化劑的重量比換算成計(jì)量泵的容積比。因此，要供應(yīng)商提供在備料溫 度下的密度，作為設(shè)備

7、制造商設(shè)計(jì)計(jì)量泵的依據(jù)。 4）適用期 樹脂與固化劑混合后，在澆灌溫度下的粘度上升一倍所需的時(shí)間。在60澆灌溫度下，樹脂的適用期應(yīng)1.5h。 澆灌溫度不同適用期差別很大。（見表1） 表1 6100A/B-2NH環(huán)氧樹脂混合料溫度與適用期的關(guān)系溫 度（） 50 60 70適 用 期（min） 120 90 60 5）沉降率 點(diǎn)火線圈用的環(huán)氧樹脂，為了提高強(qiáng)度、導(dǎo)熱、降低線膨脹系數(shù)，在樹脂中都加了較多的填料，如二氧化硅、氧 化鋁、氮化硅、氮化硼等。在樹脂固化時(shí)，填料會(huì)下沉。用標(biāo)準(zhǔn)試樣檢測上層密度與下層密度之比即為樹脂的沉降 率。（見表2） 表2不同樹脂的沉降率樹脂牌號 5125/5126 1695K

8、26100A/B-2BH6100A/B-2BK 2410-1沉降率（%） 99 92.5 93.1 98.6 86.3 6）線膨脹系數(shù) 用于點(diǎn)火線圈高溫固化的環(huán)氧樹脂應(yīng)有較小的線膨脹系數(shù)，用于點(diǎn)火線圈的樹脂其值應(yīng)在10-5 K-1數(shù)量級。 7）固化特性 從灌封后加熱化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)開始到微觀網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)初步形成階段稱之為凝膠預(yù)固化階段，此階段為流態(tài)。從凝膠到完全固化階段完成樹脂的固化，是樹脂固化的第2階段。廠家對每種樹脂都給出兩段或三段固化溫度和時(shí)間。實(shí)際使用時(shí)，可根據(jù)在該溫度下樹脂固化過程的放熱峰特性通過試驗(yàn)加以調(diào)整。 對用于點(diǎn)火線圈環(huán)氧樹脂有如下要求：1) 混合料適用期長，適合大批量自動(dòng)生產(chǎn)線作業(yè)

9、；2)在澆灌溫度下粘度小，浸滲性強(qiáng)，可滲入線圈內(nèi)的空間及極細(xì)的漆包線間；3)灌封和固化過程中，填充劑等粉體組分沉降小，不分層，分布均勻；4)固化過程放熱峰低，固化收縮小。（不同樹脂放熱峰特性見圖3 爐溫（ ） 時(shí)間（h）圖3 三種環(huán)氧樹脂的放熱峰特性 。對應(yīng)90 ，105 ，140 時(shí)，樹脂的實(shí)際溫度，高出的部分為樹脂放熱產(chǎn)生的。5)固化后，電氣性能和力學(xué)性能優(yōu)異，耐熱性好，對多種材料有良好的粘接性，吸水性和線膨脹系數(shù)小。6)某些場合還要求灌封料具有阻燃、耐候、導(dǎo)熱、耐高低溫沖擊等性能。點(diǎn)火線圈耐高低溫沖擊性能對其可靠性十分重要。有的點(diǎn)火線圈要求在-40到+125溫度沖擊500個(gè)循環(huán)后，要保持

10、其功能。環(huán)氧樹脂選用還要考慮以下因素：1） 點(diǎn)火線圈安裝的部位直接裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的點(diǎn)火線圈工作溫度高，振動(dòng)強(qiáng)烈，通常選擇玻璃化溫度較高，強(qiáng)度較高的的環(huán)氧樹脂。2） 使用環(huán)境使用環(huán)境的溫度、濕度等。如使用環(huán)境溫差大、潮濕、鹽霧（海邊）等，使用樹脂就要適應(yīng)這樣的環(huán)境。能經(jīng)受-40140存儲(chǔ)溫度，-40125的工作溫度及耐濕較好的樹脂。3） 澆灌方法及澆灌工藝早期的方法是先把樹脂和固化劑脫氣后在一個(gè)大罐中集中混合，再逐一澆灌線圈。用這種方法必須考慮罐中的樹脂澆灌時(shí)間不能超過在此溫度下樹脂的適用期。這種方法的缺點(diǎn)是效率低，隨時(shí)間的加長，混合料的粘度升高，對線圈的滲透性降低，降低澆灌質(zhì)量。樹脂與固化劑的混

11、合比較大（如大于10:1），澆灌設(shè)備不宜采用靜態(tài)混料。現(xiàn)代全自動(dòng)真空樹脂澆灌設(shè)備采用樹脂和固化劑分別加熱脫氣、自動(dòng)計(jì)量、在線混合、自動(dòng)定量澆灌，配合自動(dòng)溫控固化爐固化。許多廠家推出的點(diǎn)火線圈專用灌封料都能滿足全自動(dòng)真空樹脂澆灌設(shè)備要求。有些廠家澆灌設(shè)備A料灌加熱溫度達(dá)不到有些樹脂要求的溫度，在定購設(shè)備時(shí)要注意。4） 線圈的結(jié)構(gòu)因素線圈內(nèi)金屬預(yù)埋件（如鐵芯）尺寸較大，在冷熱沖擊的環(huán)境極易開裂，必須選擇抗冷熱沖擊性能較好的樹脂。5） 筆式線圈體積小，澆灌樹脂時(shí)，流通截面窄，因直接裝在火花塞上，使用環(huán)境嚴(yán)酷，因此筆式線圈應(yīng)選擇耐高低溫沖擊好、玻璃化溫度高，滲透性好的環(huán)氧樹脂。6） 樹脂與所用塑料件的

12、粘接能力樹脂與點(diǎn)火線圈常用塑料PBT、PPO、PPS等粘結(jié)能力是選擇樹脂重要因素。在選用時(shí)，需要 供應(yīng)商提供樹脂與配伍的塑料粘接力的資料。它是用標(biāo)準(zhǔn)試樣測量樹脂與塑料分離力。測量的分 離力要標(biāo)明塑料表面狀態(tài)，是否清洗，用什么方法清洗。如去油劑清洗還是等離子清洗。應(yīng)選擇分 離力大的樹脂。此項(xiàng)要求對點(diǎn)火線圈可靠性和耐久性影響極大，一定要認(rèn)真對待。4 點(diǎn)火線圈與環(huán)氧樹脂聯(lián)結(jié)件的預(yù)處理鐵芯的預(yù)處理 鐵芯沖壓時(shí)，切斷面有冷作硬化，會(huì)影響鐵芯導(dǎo)磁性能（大約降低在510%,高速?zèng)_會(huì)好一些），同時(shí)，沖片時(shí)，涂有高速?zèng)_壓油（不能用一般的機(jī)油，否則很難除掉）。為了去除內(nèi)應(yīng)力和殘留的沖壓油， 鐵芯裝配前要進(jìn)行要在2

13、00的環(huán)境中，烘烤2小時(shí)。（去內(nèi)應(yīng)力低溫回火溫度為150250）電子電路、點(diǎn)火模塊 有些配裝的電子電路、點(diǎn)火模塊，元、器件是裸露在外面。澆灌樹脂后，在樹脂熱脹冷縮作用下， 元 器件及連接點(diǎn)會(huì)損壞，因此，對裸露在外面的元器件及接點(diǎn)要涂上硅膠加以保護(hù)，把硬樹脂與電子 電路隔開。外殼、骨架等塑料件的預(yù)處理1） 水溶清洗劑超聲清洗，可以除油污，但漂洗，除掉殘留的清洗劑很困難，而且水的用量極大。如果塑料表面有殘留的清洗劑，樹脂與塑料就不能粘結(jié)。2） 有機(jī)溶劑清洗劑清洗 經(jīng)試驗(yàn)，用常用的三氯乙烷、二氯甲烷對PPO材料腐蝕大，不能采用。用酒精清洗能除油及松香等物。使用時(shí)，用密封、可冷凝回收、過濾溶劑的專用超

14、聲清洗設(shè)備，清洗效果好，酒精浪費(fèi)少。國內(nèi)大多數(shù)廠家，都采用此工藝。 3）等離子清洗 等離子體，又稱電漿。是繼固體、液體、氣體之后物質(zhì)的第四態(tài)。等離子體是帶正、負(fù)電荷粒子所形成的氣體，還含有中性氣體原子、分子及自由基。(參3)。等離子體的特點(diǎn)是：高能態(tài)，對處理表面起物理和化學(xué)作用；電中性。 等離子清洗的化學(xué)作用是氧離子與塑料表面的油污作用生成二氧化碳和水；等離子體的物理作用是使表面變粗糙，可暴露出更多的表面區(qū)域，以建立微型雙極子（miniature dipoles），從而增加電性的粘著力，達(dá)到活化表面的目的。 表面除污染物及活化的效果的檢測方法：用水滴法測量水滴圓弧的切線與水平面的夾角（圖4）。

15、夾角越小，清洗效果越好。有專用測量儀器市售。另一種方法是用達(dá)因筆檢測。達(dá)因筆里存有專用墨水。達(dá)因筆上注明有該筆的達(dá)因值。將墨水畫到被測表面，如果畫線不收縮，表明表面張力“達(dá)因值”達(dá)到或超過達(dá)因筆上的達(dá)因數(shù)。如果經(jīng)一段時(shí)間，畫線緩慢收縮，表明“達(dá)因值”小于 達(dá)因筆上的達(dá)因數(shù)。如果畫線收縮成水珠，表明清洗很糟糕，“達(dá)因值”遠(yuǎn)低于達(dá)因筆的達(dá)因數(shù)。達(dá)因筆市場有售。 經(jīng)等離子清洗的骨架、外殼，能提高和環(huán)氧樹脂粘接力。這對提高點(diǎn)火線圈的抗冷熱沖擊性能和可靠性是十分重要的。此工藝，在國外廠家應(yīng)用普遍。因設(shè)備較貴，國內(nèi)只有少數(shù)廠家使用此工藝。 組裝好待灌封的線圈，要經(jīng)過除濕烘干后，保持烘干時(shí)的溫度進(jìn)入灌封室澆

16、灌。如果溫度下降多， 造成冷包，樹脂不能完全滲入線圈，會(huì)造成點(diǎn)火線圈一經(jīng)高壓就擊穿的嚴(yán)重質(zhì)量事故。5 環(huán)氧樹脂的除濕脫氣 環(huán)氧樹脂生產(chǎn)和存放的過程中，有空氣、水汽溶入樹脂。澆灌前必須對樹脂和固化劑除濕、脫氣。由于樹脂在常溫下粘度很大，根本流不動(dòng)。備料缸在吸入樹脂前，需要把樹脂均勻加熱。吸料時(shí)，所經(jīng)管道均需加熱。吸入真空度10mbar即可。薄膜脫氣是目前澆灌設(shè)備中廣泛采用的，脫氣效果較為理想的脫氣方法。物料在螺旋提升器的作用下被提到薄膜脫氣裝置的頂部，并沿薄膜脫氣傘向下流動(dòng)，流動(dòng)中由于過流面積不斷增加，物料在傘面上形成一層很薄的膜，能達(dá)到很好的脫氣效果。要注意的是樹脂溫度沒達(dá)到工藝要求時(shí)，不能啟

17、動(dòng)攪拌脫氣裝置，否則因樹脂粘度太大而損壞攪拌機(jī)構(gòu)。（見圖5）樹脂工作罐攪拌脫氣的溫度，按樹脂供應(yīng)商給的溫度設(shè)定。 為了保脫氣達(dá)到工藝要求，樹脂罐要在0.51mbar條件下脫氣4h，固化劑灌要在13mbar的條件下脫氣4h。為了保證連續(xù)生產(chǎn)，通常另設(shè)A/B料的備料罐，待工作罐料用完，再把備料罐備好的料補(bǔ)充到工作罐中。由于脫氣備料的時(shí)間長，而且需用大量的電力，費(fèi)用很高。為了節(jié)省脫氣備料時(shí)間和電力，保證連續(xù)生產(chǎn)，設(shè)備制造商提出了在線脫氣的方案。 在線脫氣有兩種方案：一種是增加輸料管道的長度和直徑，并在管道中并列放置多根小管，當(dāng)樹脂料通過管道，附著在多根小管內(nèi)、外表面，大大地增加薄膜脫氣的面積，等樹脂

18、到達(dá)工作罐時(shí)，脫氣已經(jīng)完成。此方案的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省單獨(dú)脫氣的電力和時(shí)間，缺點(diǎn)是輸料管道體積大，換樹脂種類清洗困難；固化劑附著力差沒有形成薄膜就從管道流走，造成脫氣不干凈。這種方法在德國海德里希設(shè)備上采用。 另一種方法是分層脫氣。脫氣的方法與圖5的方法不同。工作罐上的液位控制器負(fù)責(zé)把供料罐的料加入工作罐，總是維持液面的原來的 圖5工作罐內(nèi)薄膜脫氣裝置高度。樹脂和固化劑很小量從相應(yīng)的供料罐出來，經(jīng)薄膜抽氣出料板實(shí)現(xiàn)在線脫氣。用這種方法實(shí)現(xiàn)足夠的材料儲(chǔ)備。新進(jìn)的材料保留在上部繼續(xù)脫氣，經(jīng)過很好脫氣的材料按順序流入下部，來到計(jì)量泵的入口。工作罐的容積按4h所需的澆灌料量配備。保證料從進(jìn)料到澆灌脫氣時(shí)間不小

19、于4h。此方法設(shè)計(jì)巧妙，效果好。德國旭百世采用此方法在線脫氣。6 環(huán)氧樹脂和固化劑的計(jì)量脫氣備料后，樹脂和固化劑要按混合比精密計(jì)量后混合。計(jì)量精度要控制在0.5%范圍內(nèi)。常用的計(jì)量泵有齒輪泵和柱塞泵。因?yàn)辄c(diǎn)火線圈樹脂都有填料，會(huì)使齒輪泵快速磨損，所以點(diǎn)火線圈行業(yè)都使用柱塞計(jì)量泵。 驅(qū)動(dòng)劑量泵有兩種方式：油壓驅(qū)動(dòng)和伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。用油壓驅(qū)動(dòng)要把樹脂及固化劑（簡稱A/B料）重量混合比換算成柱塞泵容積，用來確定樹脂和固化劑計(jì)量泵的直徑。換算時(shí)，要用備料溫度對應(yīng)的密度。如果樹脂改變，混合比不同，則要變換計(jì)量泵的缸徑。采用圖6結(jié)構(gòu)的計(jì)量泵的油壓驅(qū)動(dòng)方式，改變固化劑泵在杠桿中的位置，可調(diào)整混合比。用伺服電機(jī)

20、驅(qū)動(dòng)方式是用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠，帶動(dòng)計(jì)量泵活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)。此種方式能很方便在計(jì)算機(jī)上設(shè)定混合比。設(shè)定時(shí)，在計(jì)算機(jī)界面上輸入備料溫度對應(yīng)的A/B料的密度和混合比即可?，F(xiàn)代澆灌設(shè)備大多采用此方式。 計(jì)量泵在使用過程中，由于樹脂填料的研磨，會(huì)使柱塞泵缸體及柱塞磨損。為了保證柱塞泵使用精度和壽命，樹脂計(jì)量泵的缸體及柱塞采用特殊的陶瓷材料，缸體及柱塞間有適當(dāng)?shù)拈g隙。這樣既保證了密封，又極好地避免了磨損。在正常使用的情況下，這種計(jì)量泵可使用多年。 有的設(shè)備的計(jì)量泵的活塞桿和密封件間的潤滑采用聚乙二醇。當(dāng)活塞桿與密封件密封不好，造成聚乙二醇泄漏，滲透到缸體及柱塞間。樹脂被聚乙二醇溶解，失去潤滑作用。在缸體及

21、柱塞間只剩下填充劑，形成干摩擦，使柱塞運(yùn)動(dòng)阻力急劇增大，致使陶瓷缸體及柱塞破裂損壞。這點(diǎn)在使用中是應(yīng)該特別注意的。7 環(huán)氧樹脂和固化劑的混料 A/B料經(jīng)計(jì)量泵計(jì)量后進(jìn)入混料器。早期設(shè)備是把按混合比配好的料置于大罐中，用葉輪澆拌，再澆灌線圈?，F(xiàn)代設(shè)備都采用在線混料，隨混料、隨澆灌。 在線混料方式有兩種：靜態(tài)混料和動(dòng)態(tài)混料。 動(dòng)態(tài)混料：見圖7。兩邊分別為A/B料經(jīng)計(jì)量泵輸入的進(jìn)料管。料進(jìn)入混料器后，經(jīng)葉輪澆拌混合，混合料從下面的出料口輸出，澆灌線圈。 靜態(tài)混料：靜態(tài)混料器是20世紀(jì)70年代初開始發(fā)展的一種先進(jìn)混料器。它是通過對液流的分割、位置移動(dòng)、重新匯合，使不同組分的液體混合。在分割和位置移動(dòng)時(shí)

22、還會(huì)形成喘流產(chǎn)生強(qiáng)烈的剪切力使液體進(jìn)一步混合。因?yàn)樵诨炝系倪^程中，沒有運(yùn)動(dòng)部件，所以稱為靜態(tài)混料器。靜態(tài)混料器廣泛用于塑料、化工、醫(yī)藥、電子等行業(yè)。 靜態(tài)混料器的種類很多。這里只介紹兩種用于雙組分樹脂澆灌的靜態(tài)混料器。一種是放置有多個(gè)螺旋形狀的塑料混料單元，在塑料管道內(nèi)，組成的塑料管道混料器。A/B料進(jìn)入管中，經(jīng)多個(gè)塑料混料單元分割、換位，混合后澆灌。圖8為塑料管混料器，此混料器廣泛用于電子行業(yè)低溫或常溫固化的樹脂。還有一種是按德國專利生產(chǎn)的靜態(tài)混料器。見圖9，是這種混料器的一個(gè)混料單元。單元上有四個(gè)斜孔，進(jìn)口和出口位置交錯(cuò)，不考慮喘流的影響，每經(jīng)過一個(gè)混料單元料交換位置四次，一般設(shè)備上有91

23、1個(gè)混料單元，按9個(gè)單元計(jì)算，混料次數(shù)為49=1048576次?，F(xiàn)在國內(nèi)、外主流的真空樹脂澆灌設(shè)備，如旭百世、海德里希、維克、順華等公司，都是用的此結(jié)構(gòu)的靜態(tài)混料器。對點(diǎn)火線圈的灌封料，混料器加熱設(shè)定溫度一般為60，可按情況調(diào)整。 靜態(tài)混料器使用清洗非常方便。如果短時(shí)間停工，關(guān)閉固化劑輸入管，用單組份樹脂沖洗混料器兩三次即可。因混料器內(nèi)容積很?。ㄖ挥兴闹】椎娜莘e）所用清洗的樹脂不多。如果長期不用，用丙酮清洗也十分方便。動(dòng)態(tài)混料器每使用一次，必須拆卸清洗，更換密封部件。因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)部件之間殘留有混合樹脂，如不清洗，固化后運(yùn)動(dòng)部件則無法轉(zhuǎn)動(dòng)。筆者認(rèn)為，只有在澆灌量極?。ū热?克左右）、混合比很?。ū?/p>

24、如1：10以下）或用齒輪計(jì)量泵（泵壓力?。┑那闆r下，才用動(dòng)態(tài)混料，否則，應(yīng)首選靜態(tài)混料器。8 環(huán)氧樹脂的澆灌 真孔樹脂灌封要求在樹脂備料、輸送、計(jì)量、混料、澆灌全過程都在真空狀態(tài)下進(jìn)行。但有些廠家的設(shè)備在澆灌時(shí)為了把樹脂料送進(jìn)計(jì)量泵，要在經(jīng)過脫氣的樹脂及固化劑工作灌內(nèi)加氣壓。那么在澆灌過程中，空氣及水分將再次溶入A/B料中，影響產(chǎn)品質(zhì)量。在選擇設(shè)備時(shí)，應(yīng)避免這種情況發(fā)生。 將預(yù)熱的工件送入真空室，關(guān)上兩邊的門，進(jìn)行真空除濕脫氣。再將經(jīng)過脫氣、計(jì)量、混料樹脂澆入線圈。有幾個(gè)需要探討和注意的問題：1）真空室是否需要加熱的問題 一些物理學(xué)書籍闡述理想氣體在絕熱膨脹（向真空中膨脹）過程中，氣體沒對外做

25、功，外界也無熱量傳入，氣體的溫度不會(huì)發(fā)生變化。但是對真空室抽真空和充氣，真空室溫度有沒有變化呢？有人做過試驗(yàn)，證明溫度變化是很明顯的。（參4） 見圖10，對應(yīng)溫度變化值見表3 從表3,對應(yīng)圖10,可以看出 真空室1，抽真空1min達(dá)溫度最低值18.5，降低4.5，隨后溫度逐漸回升但沒達(dá)到環(huán)境溫度。充氣時(shí)溫度升高，隨后又降至室溫。 真空室2，抽真空在2min達(dá)到最低溫度14.5降低8.5。這個(gè)時(shí)間與線圈預(yù)抽真空除濕的時(shí)間相近。圖中沒記錄充氣溫度變化。 從表3還可以看出，抽真空溫度降低的幅度與真空室的容積有關(guān)。真空室容積越大，降溫的幅度越大。 筆者在實(shí)際使用真空樹脂澆灌設(shè)備中，確實(shí)遇到類似的問題。

26、對于同一內(nèi)裝鐵芯（鐵芯與線圈一起放入外殼內(nèi)）點(diǎn)火線圈，在容積較小的澆灌室澆灌，樹脂滲透很好，但用大容量的澆灌室，樹脂不能完全滲入線圈。這是因?yàn)榇蟮恼婵帐页檎婵?，溫度降低幅度較大，使樹脂的粘度變大造成的。 因此，在定購設(shè)備時(shí)，真空室較小（比如單頭澆灌），真空室可不設(shè)加熱裝置。對于澆灌室較大的設(shè)備（如多頭澆灌，工裝盤大）澆灌室應(yīng)該有加熱裝置，溫度可設(shè)定在60左右。我公司新定購的設(shè)備因澆灌室容積較大（約320L），讓設(shè)備制造商加上了加熱裝置。 表3對應(yīng)曲線（圖9）容 積(L)初始溫度()濕度(%)抽氣1抽氣2充氣1充氣2時(shí)間點(diǎn)(min)對應(yīng)點(diǎn)溫度()時(shí)間點(diǎn)(min)對應(yīng)點(diǎn)溫度()時(shí)間點(diǎn)(min)對應(yīng)

27、點(diǎn)溫度()時(shí)間點(diǎn)(min)對應(yīng)點(diǎn)溫度()真空室1 483.523 520-118.51-192119-21.22621.2-3823真空室2 3549023 690-214.52-44222）澆灌室時(shí)間及真空度的設(shè)定 線圈進(jìn)入澆灌室，澆灌時(shí)如果真空度太高，樹脂混合料冒泡很厲害，這是因?yàn)榛旌狭现械徒M份揮發(fā)造成的。有時(shí)溢出外殼。為了解決這個(gè)問題，建議真空度分段設(shè)定。在線圈預(yù)抽真空除濕時(shí)，定為高真空度，在澆灌時(shí)把真空度降低一些。可采取預(yù)抽真空除濕真空度01mbar，一分鐘，澆灌時(shí)，真空度設(shè)定在13mbar。這樣線圈能很好的脫氣、除濕，澆灌時(shí)，不至冒泡。有的設(shè)備，真空室真空度不能分段設(shè)定，只要在定購設(shè)

28、備時(shí)提出，制造商很容易做到。我們新定購的設(shè)備，讓制造商加上了此程序。 對于多次澆灌的場合，澆灌后可以不保壓，對單次澆灌的線圈保壓12分鐘。3） 澆灌時(shí)出現(xiàn)噴料現(xiàn)象，是因?yàn)檩斔瓦^程密封性不好造成的，應(yīng)檢查各處的密封性。4） 澆灌室運(yùn)動(dòng)副的潤滑。采用聚乙二醇。5） 在真空條件下，樹脂料體積增大，在真空條件下最后補(bǔ)料，會(huì)造成料外溢。因此最后補(bǔ)料應(yīng)破空后，在澆灌室進(jìn)行進(jìn)行。應(yīng)保證只有極少量在室外補(bǔ)料。6） 對澆灌量大及進(jìn)料慢的筆式點(diǎn)火線圈，要多次澆灌，在第一輪澆灌時(shí)，液面應(yīng)蓋過線圈。7） 澆灌時(shí)澆灌嘴出口高度,高出線圈平面不要超過40mm8） 適用期控制： 澆灌時(shí)，中間停頓時(shí)間較長，如超過十分鐘（時(shí)間

29、視樹脂種類和澆灌溫度調(diào)整）以上，應(yīng)該將混料器、定料缸中的混合料排出，有自動(dòng)排料的設(shè)備要設(shè)定排料量及次數(shù)；對沒有自動(dòng)排料設(shè)定的設(shè)備要手工將混合料排出。9 環(huán)氧樹脂的固化對環(huán)氧樹脂固化有如下要求：1） 樹脂與固化劑完全反應(yīng)，性能（特別是玻璃化溫度及耐壓）達(dá)到該樹脂標(biāo)準(zhǔn)的要求；2） 固化面高度適宜，表面光潔，無雜物、波紋、裂紋、縮孔、氣泡。對淺色樹脂，顏色一致、填料分布均勻；3） 樹脂與殼體及內(nèi)部塑料件、結(jié)構(gòu)件粘接良好，不能剝離；4） 應(yīng)盡量減少樹脂冷卻時(shí)與部件間的內(nèi)應(yīng)力。5） 線圈外表無樹脂流料，光潔。環(huán)氧樹脂固化過程：1） 凝膠預(yù)固化。加熱化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)開始到微觀網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)初步形成此過程為凝膠階段。

30、此過程樹脂呈流態(tài)，樹脂粘度逐步增加，并產(chǎn)生凝膠固化收縮。2） 環(huán)氧基體(環(huán)氧固化物)的結(jié)構(gòu)的形成。隨著環(huán)氧樹脂固化反應(yīng)的進(jìn)行，而逐步形成三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)固化物。此時(shí)伴隨的收縮稱為固化收縮。此時(shí)的收縮量比上階段小。3） 固化的過程是環(huán)境溫度（預(yù)熱溫度、凝膠溫度、固化溫度、降溫溫度）變化，和樹脂化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的放熱峰特性共同作用的過程，其結(jié)果是樹脂完成液態(tài)到固態(tài)的相變、及混合料完成化學(xué)反應(yīng)的過程。環(huán)氧樹脂固化的工藝方法：1） 靜態(tài)控制的工藝方法。即是通過主要的工藝參數(shù)（時(shí)間、溫度、壓力）選擇和控制，得到固化合格的環(huán)氧樹脂的方法。此方法是通過多次的工藝試驗(yàn)，和樹脂檢測，選擇最佳的工藝參數(shù)（如凝膠溫度和時(shí)間

31、、固化溫度和時(shí)間、降溫溫度和時(shí)間）。在嚴(yán)格控制各工藝參數(shù)的情況下，也可以得到較好的產(chǎn)品。目前，國內(nèi)廠家多采用此種方法。但是，這種方法是用某種樹脂及樣品得到的一般規(guī)律。由于澆灌的產(chǎn)品大小及結(jié)構(gòu)不同、樹脂的批次不同及澆灌過程一些干擾，這種方法不能根據(jù)具體情況動(dòng)態(tài)修改參數(shù)，有時(shí)會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量。2） 動(dòng)態(tài)控制的工藝方法。主要是通過動(dòng)態(tài)介電分析技術(shù)，檢測固化過程樹脂的介電性能（如介電常數(shù)、介電損耗角正切，以介電損耗角正切最為有效），反映固化過程的化學(xué)及物理變化。用檢測到的信號，及時(shí)地自動(dòng)調(diào)整、控制固化過程的進(jìn)行。通過監(jiān)控固化的全過程來確保產(chǎn)品的高質(zhì)量。 環(huán)氧樹脂固化溫度的調(diào)整： 環(huán)氧樹脂固化溫度，樹脂生

32、產(chǎn)廠家都已給出。有兩段溫區(qū)固化，也有三段溫區(qū)固化。筆者認(rèn)為， 固化收縮不均勻，有縮孔的主要原因是因?yàn)槟z階段與固化階段接近或重疊造成的。當(dāng)然還有線圈的大小，結(jié)構(gòu)等因素。沒有經(jīng)過緩慢、逐漸的粘度增加，在流態(tài)下的收縮過程，而過快的到固化階段，就會(huì)造成收縮不均勻，內(nèi)應(yīng)力加大等不良后果。 固化溫度可按樹脂廠家給定溫度作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整：1） 線圈的實(shí)際溫度，與給定溫度相差不要超過5。如果實(shí)際溫度超過給定溫度過多，設(shè)定的溫度要適當(dāng)調(diào)整低一些，保持不超過5的要求。相差的原因是樹脂固化放熱造成的。放熱峰特性可由樹脂廠家提供。測試實(shí)際的溫度可用專用電子芯片，放入工件，待固化后可讀出線圈適時(shí)的溫度和時(shí)間。2） 對于澆灌量大的點(diǎn)火線圈，要適當(dāng)降低凝膠溫度，增長凝膠時(shí)間。3） 對于形狀復(fù)雜，外殼四周有尖角的點(diǎn)火線圈，要適當(dāng)降低凝膠溫度，增長凝膠時(shí)間。4） 用固定加熱爐的廠家，往往要集中一批線圈后再啟動(dòng)固化爐。在等待期間的線圈，要在比凝膠溫度低10的環(huán)境中存放。5） 線圈從高溫固化區(qū)降到室溫，時(shí)間不要少于一小時(shí)。10 環(huán)氧樹脂澆灌中的問題及解決措施1） 澆灌時(shí)，澆灌頭噴料。主要原因是樹脂輸送系統(tǒng)上的閥門、管道、