Може ли последващо{0}}втвърдяване на PFA нагревателя да подобри неговата устойчивост към-несъдържащи олово флюсове за запояване?

Безоловни{0}} флюсове за запояване (които обикновено включват колофон, органични киселини (янтарна, адипинова, глутарова) и халидни активатори (амини, бромиди)) са корозивни за PFA при температури на запояване (250–350 градуса). Остатъците от флюс върху нагревателните обвивки от PFA насърчават повърхностното напукване, подуване и бързо проникване. Термичното отгряване (обработка след-втвърдяване) на PFA нагреватели-обикновено 200 градуса за 4–8 часа-повишава кристалността от 40–45 % до 55–60 %. Колкото по-висока е кристалността, толкова по-малък е аморфният обем, наличен за абсорбция на потока и химическо нападение. Загрятият PFA е с 40-60% по-устойчив на нападение от безоловен флюс, отколкото незагрятият PFA, както се вижда от увеличаването на твърдостта на повърхността и времето за започване на счупване. Отгряването премахва остатъчните производствени напрежения, които влошават напукването под въздействието на околната среда (ESC). За фурни за вълново запояване или преплавяне с нагреватели PFA, изложени на изпарения от флюс, определянето на закален PFA може да увеличи живота на нагревателя 2–3 пъти.

Механизъм на атака на потока и полза от отгряване
Флюсовете без олово са по-агресивни от типичните флюсове на базата на олово поради по-високите температури на запояване (260 градуса спрямо . 220 градуса) и по-активните органични киселини. При 260 градуса парите на потока кондензират върху по-хладни повърхности като PFA нагреватели. Органичните киселини проникват в аморфните области на PFA и причиняват подуване (2-5% увеличение на обема) и пластификация. Халидните активатори катализират разкъсването на веригата и молекулното тегло се понижава. Резултатът: Повърхността става лепкава, след това получава малки пукнатини, след това мехури. Основната бариера е кристалността на PFA. Кристалните домени са непроницаеми за молекулите на потока, само аморфните домени позволяват дифузия. Поглъщането на потока се намалява съответно на намаляването на аморфния обем с 27% и кристалността се увеличава от 45% на 60%.

Отгряването след втвърдяване при 200 C (под температурата на топене на PFA от 305 C) реорганизира аморфните вериги в кристални ламели. Той разширява настоящите кристалити и образува нови. Повишаването на кристалността е постоянно, освен ако PFA не се претопи. Отгряването също минимизира остатъчното напрежение (вижте член #41), което прави материала по-малко податлив на напукване от напрежение в околната среда. Потокът намалява концентрацията на напрежение върху напрегната PFA повърхност. Облекчаването на напрежението повишава устойчивостта на образуване на пукнатини в PFA.

Сравнение на-съпротивлението на атаки без олово
Кристалност (%) Състояние PFA Остатъчно напрежение (MPa) Време до повърхностно напукване с 260 градуса поток на пара (час) Набъбване след 100 часа (%) Твърдост Увеличение след 100 часа (Шор D)
Неоткален (като-екструдиран) 42 до 46 4 до 6 50 до 100 3 до 5 +8 до 12
Закалено (200 градуса, 4 часа) 52-56 2-3 120-200 1.5-2.5 +4-6
Закалено (200 градуса, 8 часа) 56–60 1–2 200–300 1–2 +2–4
Закалено (220 градуса, 4 часа) 58–62 1–2 250–350 1–2 +2–4 (риск от разграждане)
Смола с висока кристалност (специалност) + темперирана 60 – 65 1 – 2 300 – 500 1 +1 – 2
Смола, висока кристалност, неотгрята 55–58 4–5 150–250 1.5–2.5 +3–5 Методология за изпитване на устойчивост на поток
Използвайте следния тест, за да квалифицирате PFA нагревателите за-безоловно спояване:

Изложете PFA пробите на 260-градусови пари от потока за 100 часа. Например, използвайки конвенционален не-чист флюс (напр. Kester 951 или Alpha OM-340) в запечатан резервоар с PFA проби, суспендирани над течния поток. Задръжте на 260 градуса ± 5 градуса.

Извадени проби. Мярка .

Твърдостта на повърхността (Shore D) трябва да се увеличи<5 units

Промяна на теглото -<0.5% (swelling or extraction)

Визуална проверка под 20x увеличение - без пукнатини, мехури, лепкавост.

Тест за огъване (180 градуса около 10 mm дорник) Загрятите проби трябва да се огъват без напукване, незагрятите проби могат да разкрият микропукнатини.

Спецификацията на обществената поръчка изисква: „PFA нагревателят трябва да бъде закален при 200 градуса за минимум 4 часа след екструдирането, със сертифицирано увеличение на кристалността от минимум 10 процентни пункта.“ Поискайте DSC данни, за да посочите кристалност преди и след отгряване.

Полеви опит с вълново запояване
Съоръжение за монтаж на печатни платки използва PFA нагреватели в своите машини за вълново запояване, за да поддържа потока при температура от 260 градуса. Стандартните (незагряти) PFA нагреватели се отказват на всеки 6-9 месеца поради повърхностно напукване, предизвикано от потока. Заводът премина към нагреватели от PFA след втвърдяване (отгрят) от същия производител. Загрятите нагреватели издържаха 18–24 месеца, 2,5–3 пъти повече. Повишените разходи (15-20% премия) бяха изплатени в рамките на 6 месеца с по-малко труд за подмяна и престой. Сега заводът изисква отгряване за всички PFA нагреватели в услуга на флюса.

Ограничения и когато отгряването не е достатъчно
Отгряването повишава устойчивостта на поток, но не е имунизирано срещу PFA. Никой флуорополимер не е приемлив за непрекъснато излагане на течен поток (потапяне) при 260 градуса, използвайте керамични или титаниеви нагреватели. Отгряването е добро за излагане на пара и периодичен контакт с течност. Дори загрят PFA може да се повреди за по-малко от 500 часа за тежки халидни потоци (висока концентрация на бромид). При тези обстоятелства използвайте метален нагревател с PFA покритие (металът дава обратна -защита) или кварцов нагревател с PFA фитинги.

Но отгряването има и компромис-. По-високата кристалност означава по-малка гъвкавост и устойчивост на удар (удължението при скъсване намалява от 300% на 200-250%). От гледна точка на устойчивост на поток, неотгрятият PFA не е толкова добър, но за нагревателни елементи, механични удари (обслужване на място, преносими пръчки), неотгрятият PFA е по-добър.

Заключение: 2-3 пъти по-голяма устойчивост на поток след отгряване.
Пост{0}}термичното отгряване на PFA нагреватели (200 градуса, 4-8 часа) повишава кристалността от 40-45% до 55-60%, т.е. аморфният обем се намалява с 25-30%. Повишената кристалност повишава устойчивостта срещу атака на безоловен флюс за запояване с 2-3 пъти. Времето до повърхностно напукване се увеличава от 50-100 часа до 200-300 часа при излагане на пари. Отгряването също така намалява остатъчното напрежение, което намалява податливостта към напукване от напрежение в околната среда. За вълнообразно запояване, пещи за повторно оформяне или всяко приложение, при което PFA е изложен на изпарения от флюс при 250-300 градуса, посочете закален PFA. Добавената цена е оправдана от по-дълъг живот и по-малко време на престой. Когато дори загрятият PFA се повреди преждевременно. Сменете материала на нагревателя. Но за повечето услуги за флюс, разликата между тримесечната и годишната подмяна се дължи на отгряване. Закалете го. Или спечете бюджета си за поддръжка. Вашият вариант.