CN113512744A - 高耐蚀机载铝基lrm模块的防护方法 - Google Patents

高耐蚀机载铝基lrm模块的防护方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开的一种高耐蚀机载铝基LRM模块的防护方法，工艺简单方便，抗蚀性能强，处理后的工件导电性能好。本发明通过下述技术方案实现：结合LRM模块零件结构形式选择合适的装挂方式和挂具，在氧化过程中把LRM模块零件装在挂具上，去除LRM模块产品表面的油污和氧化皮，把清洗完的产品放入PP/PVC槽本色导电氧化液中，配合PH1‑2的磷酸体系本导液进行氧化处理，在20‑30℃低温下氧化4‑6min，把处理完的产品放入封闭液中进行封闭，并在60℃温度下固化30min；在LRM模块零件上获得既保持铝制品本色又不影响表面导电性的化学处理膜层，最后在LRM模块零件表面粘贴防静电膜。

Description

高耐蚀机载铝基LRM模块的防护方法
技术领域
本发明涉及一种机载铝基LRM模块的防护方法，尤其适用于机载综合化电子装备上具有电磁屏蔽要求的LRM模块的防护。
背景技术
随着现代机载电子技术的发展，模块综合化的电子装备功能集成度越来越高，环境适应性要求和使用性能要求也越来越严酷，然而对结构外形的要求却越来越紧凑，因此，需要更高程度的综合化结构型式来满足使用要求。以往众多的独立电子设备LRU被一个功能更强大、复杂、体积更小的现场可更换模块LRM替代，若干同时具备快速插拔、安全锁紧、装配无焊化、完全模块化等功能的LRM集中安装在模块化综合集成机架内，通过光纤传输技术实现相互之间的信号互联。LRM结构模块是***安装结构上和功能上相对独立的各类通用单元的总称，LRM模块具有标准的尺寸和接口，其内建的自检功能可将故障定位并隔离至LRM一级，通常带有保护性外壳，并支持热插拔。LRM模块的壳体上都留有导轨槽、导销槽和锁紧槽；与之相对应的机架上留有导轨、导销及快锁机构。LRM模块和安装机架内没有任何“明线”，所有走线都在印制板(母板和功能板)内部。模块上的指示灯和LRM插头均采用印制板型，直接焊在功能板上，最后由壳体和盖板进行结构进行封装。安装机架前端的LRM插座和后端对外的圆形插座(后装式)均采用印制板型，分别焊接在母板的前后两面，最后通过机架盖板封装在机架内部。当前，机载电子设备种类繁多，工作频率、功耗等特性各不相同，防护功能是机载电子设备设计时的一项重要指标要求。LRM模块功能复杂，要求具备有电磁屏蔽性能，常规的铝阳极氧化膜由于表面电阻大而无法满足产品的电磁屏蔽性能要求。为了达到比较好的外观状态同时满足模块的电磁屏蔽要求，一般采用本色化学氧化处理。由于LRM模块功能复杂，且本色化学氧化膜表面空隙率较高、膜层厚度薄、耐脏性差，在其装配、调测以及环境试验过程中很容易造成本色化学氧化膜的污染以及划伤，从而影响产品的外观和长期防护可靠性。给装备的使用埋下了比较大的风险。
铝氧化过程是一个生成和溶解过程，只有确定一定的温度、时间等工艺参数，才能获得质量良好的氧化膜。从目前公开发表的论文及专利文献情况来看，几乎没有针对电子装备模块全流程进行本色导电氧化防护的相关技术,大多技术方案都是着重在本色导电氧化配方的研究上,没有考虑实际产品生产过程中的防护。大多数文献都是进行本色导电氧化配方或膜层性能的相关研究，本色导电氧化配方以铬酸系列为主体，而其铬含量的多少影响膜的色彩和膜的耐蚀性能，是获得防护性能良好的本色导电氧化膜的关键。本色导电氧化通常采用温度30－35℃，时间2～3min，随着处理工件数量的增加，使用时间延长和工件带走槽液等原因，槽液的有效成分有所下降，会导致后续产品上本色导电氧化膜耐蚀性能的下降。“Effectsofchromateandchromateconversioncoatingsoncorrosionofaluminumalloy2024-T3”公开的文献，虽然揭示了化学氧化膜的膜层特性以及防护机理；“铝合金表面无铬化学转化膜的制备及其性能”优化了化学氧化膜的配方让化学氧化配方，使氧化过程更环保，并测试了新配方膜层的耐蚀性，均没有考虑产品整机使用过程、生产过程的防护，不能解决产品实际制造和使用过程中的相关问题。
传统的铝件本色导电氧化工艺不能完全满足产品的使用和过程防护需求。由于铝的某些性能还不太理想如硬度、耐磨性和耐蚀性等表面性能，日常生产中，需通过铝的表面处理，诸如阳极氧化、化学氧化或表面涂层等手段来弥补上述弱点。而铝的氧化膜和涂层都具有一定的电阻。在某些特殊的场合和使用领域，往往对零件表面的导电性提出了要求。铝及其合金在空气中都会在其表面自然生成一层极薄的氧化膜。(厚度达0.01～0.05μ)这层自然氧化膜是无晶形的，因此使制作表面市区原有光泽。自然氧化膜虽然可以阻止铝及其合金继续腐蚀，然而由于表面各部分所受腐蚀因素的作用不一致，其氧化膜是疏松多孔不均匀、抗蚀能力不强，容易沾染污迹。因此自然氧化膜是不能可靠地防止铝及其合金的腐蚀。而且导电氧化温度对氧化膜耐蚀性影响较大，在溶液温度低于20℃时产生的氧化膜较薄，防护能力差；在溶液温度超过35℃时，氧化膜的耐蚀急剧下降，此时溶液反应太快，产生的氧化膜疏松，耐蚀性差，膜层结合力不好。铝材形成的彩虹色导电氧化膜表面色泽一致性差，影响产品外观。阳极氧化膜具备双重性，且孔隙较大、分布不均，难以达到较好的防腐效果；硫酸阳极氧化时，难以产生透明防护膜，多呈乳白色，受材料的表面状态影响较大，难以达到理想的外观效果。硬质阳极氧化在其使用范围上有较大局限性，结构稍复杂的工件，根本不宜生产。铝合金硬质氧化处理不当，可能引起产品表面色泽不均和产品烧蚀。
发明内容
本发明主要解决的问题是本色导电氧化膜层耐蚀性较差，本色导电氧化类产品装配、调测以及环境试验过程中的防护问题，提高电子设备的长期可靠性，提供一种工艺简单方便，抗蚀性能强，处理后的工件导电性能好，保持铝件本色，不腐蚀基体的机载复杂结构电子设备LRM模块的防护方法。
本发明采用的技术方案如下：一种高耐蚀机载铝基LRM模块的防护方法，其特征在于：结合LRM模块零件结构形式选择合适的装挂方式和挂具，在氧化过程中把LRM模块零件装在挂具上，固定LRM模块零件；将装挂好的LRM模块零件放入除油-碱蚀液中进行前处理,去除LRM模块产品表面的油污和氧化皮，然后根据LRM模块零件的材质选择酸洗液进行酸洗,防锈铝采用硫酸,含硅材料的氢氟酸，去除产品表面的浮灰、疏松性物质以及杂质，并用三级流动水对LRM模块零件进行清洗，把清洗完的产品放入塑料槽、PP/PVC槽或304不锈刚槽本色导电氧化液中，配合PH1-2的磷酸体系本导氧化液进行氧化处理，在20-30℃低温下，氧化4-6min，氧化完的LRM模块零件采用三级流动水清洗，把处理完的产品放入封闭液中进行封闭，放入烘箱中进行膜层固化；经本色导电氧化处理后，在LRM模块零件合金零件上获得既保持铝制品本色又不影响表面导电性的化学处理膜层，最后在LRM模块零件大面粘贴防静电膜。
本发明相比于现有技术的有益效果在于：
工艺简单方便。本发明先根据LRM模块的结构情况选用合适的装挂方式和挂具，在氧化过程中把LRM模块零件装在挂具上，固定LRM模块零件；将装挂好的LRM模块零件放入除油-碱蚀液中进行前处理,去除产品表面的油污和氧化皮，然后根据LRM模块零件的材质选择酸洗液进行酸洗,防锈铝采用硫酸,含硅材料采用氢氟酸，去除产品表面的浮灰、疏松性物质以及杂质，并用三级流动水对LRM模块零件进行清洗，增强了氧化能力，具有良好的工艺性，，为提高铝氧化膜的电磁屏蔽性和耐蚀性铝合金导电氧化工艺奠定了基础。工艺操作简单，整个工艺简单方便。刚形成的新鲜膜成胶态，易碰伤，老化处理后膜坚固，与基材附着良好。另外，本发明在LRM模块表面粘贴了防静电膜，避免了产品在装配、调测过程造成的本色导电氧化膜污染以及本色导电氧化膜及产品基体物理破坏，保证了产品的过程表面质量，提高了产品的长期工作可靠性。
本发明把清洗完的产品放入塑料槽、PP/PVC槽或304不锈刚槽本色导电氧化液中，进行氧化处理，氧化时间在4～6分钟以内，氧化完的LRM模块零件采用三级流动水清洗，把处理完的产品放入封闭液中进行封闭，放入烘箱中进行膜层固化；经本色导电氧化及封闭处理后，在LRM模块零件合金零件上获得既保持铝制品本色又不影响表面导电性的化学处理膜层，可在铝基机载电子设备LRM模块表面得到耐蚀性好、抗污性好的本色导电氧化膜，防止LRM模块在使用过程中出现污染，进而造成产品腐蚀。该工艺方法稳定，LRM模块表面制得的本色导电氧化膜均匀致密、结合力好、耐蚀性高、抗污性好，不会出现以往本色导电氧化膜在产品流转、装配、调测过程中出现的本导膜变黑发黄等污染性物质以及腐蚀问题，从而造成产品防护失效。结果表明，该工艺所得氧化膜无色透明、导电性好，且具有很强的耐蚀性。从而防止有害气体和其它介质对金属的浸蚀，而且膜层具有良好的附着力。
本发明在氧化完后采用封孔液进行封孔；完后膜层进行老化；最后，在LRM模块结构件两个大面上贴防静电膜。该防护方法可有效提高LRM模块防护性能，避免LRM模块结构件外观受污染，避免产品装配、调测以及环境试验过程中对LRM模块结构件损伤，能显著提高耐磨性。封闭处理后，色泽无变化，提高本色氧化膜的耐蚀性和耐磨性，而试验导电性能影响又很小，质量稳定，膜层均匀、电阻率低、防护性能符合要求。本发明可以应用在具有高可靠性要求的机载综合化电子装备上，满足电子装备的电磁屏蔽要求。
附图说明
为了更清楚地理解本发明，现将通过本发明实施例，同时参照附图，来描述本发明，其中：
图1显示了本发明的实施对象装挂的LRM模块盒体构件示意图。
下面结合实施实例，对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式
参阅图1.根据本发明，结合LRM模块零件结构形式选择合适的装挂方式和挂具，在氧化过程中把LRM模块零件装在挂具上，固定LRM模块零件；将装挂好的LRM模块零件放入除油-碱蚀液中进行前处理,去除产品表面的油污和氧化皮，然后根据LRM模块零件的材质选择酸洗液进行酸洗,防锈铝采用硫酸,含硅材料采用氢氟酸，去除产品表面的浮灰、疏松性物质以及杂质，并用三级流动水对LRM模块零件进行清洗，把清洗完的产品放入塑料槽、PP/PVC槽或304不锈刚槽本色导电氧化液中进行氧化处理，氧化时间在4～6分钟以内，氧化完的LRM模块零件采用三级流动水清洗，把处理完的产品放入封闭液中进行封闭，放入烘箱中进行膜层固化；经本色导电氧化处理后，在LRM模块零件合金零件上获得既保持铝制品本色又不影响表面导电性的化学处理膜层，最后在结构件大面上贴防静电膜。
为了槽液的稳定性，2-3天从槽液中取出10％的旧液，然后添加10％的新液，按此比例每10次为一个循环周期。
本色化学氧化液的配方及工艺条件如下：
磷酸(H3PO4)40～60ml/L
铬酸酐(CrO3)15～25g/L
氟化钠(NaF)2～4g/L硼酸(H3BO3)0.8～1.2g/L
温度20～30℃
时间4～6min
氧化过程中氧化液进行溶液过滤，充分流动，以得到质量好的本色化学氧化膜。
本色化学氧化层进行封闭孔处理工艺条件如下：
硅基复合封闭剂10～20ml/L，使用温度25～30℃，浸渍时间20～30s，封闭孔处理后进行膜层固化处理，固化条件为60℃温度下，30min。
本色化学氧化、封闭孔处理以及膜层固化完后，LRM模块结构件大面上贴上防静电膜，防静电膜的起电电压＜100v，表面电阻106～109Ω，耐高温不低于85℃。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进应当属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种高耐蚀机载铝基LRM模块的防护方法，其特征在于：结合LRM模块零件结构形式选择合适的装挂方式和挂具，在氧化过程中把LRM模块零件装在挂具上，固定LRM模块零件；将装挂好的LRM模块零件放入除油-碱蚀液中进行前处理,去除LRM模块产品表面的油污和氧化皮，然后根据LRM模块零件的材质选择酸洗液进行酸洗,防锈铝采用硫酸,含硅材料采用氢氟酸，去除产品表面的浮灰、疏松性物质以及杂质，并用三级流动水对LRM模块零件进行清洗，把清洗完的产品放入塑料槽、PP/PVC槽或304不锈刚槽本色导电氧化液中，配合PH1-2的磷酸盐体系本导液进行氧化处理，在20-30℃低温下，氧化4-6min，氧化完的LRM模块零件采用三级流动水清洗，把处理完的产品放入封闭液中进行封闭，放入烘箱中进行膜层固化；经本色导电氧化处理后，在LRM模块零件合金零件上获得既保持铝制品本色又不影响表面导电性的化学处理膜层，最后在LRM模块零件大面粘贴防静电膜。
2.如权利要求1所述的高耐蚀机载铝基LRM模块的防护方法，其特征在于：为了槽液的稳定性，2-3天从槽液中取出10％的旧液，然后添加10％的新液，按此比例每10次为一个循环周期。
3.如权利要求1所述的高耐蚀机载铝基LRM模块的防护方法，其特征在于：本色化学氧化液的配方及工艺条件是：
磷酸(H3PO4)40～60ml/L
铬酸酐(CrO3)15～25g/L
氟化钠(NaF)2～4g/L硼酸(H3BO3)0.8～1.2g/L
温度20～30℃
时间4～6min
氧化过程中氧化液进行溶液过滤，充分流动，以得到质量好的本色化学氧化膜。
4.如权利要求1所述的高耐蚀机载铝基LRM模块的防护方法，其特征在于：硅基复合封闭剂10～20ml/L，使用温度25～30℃，浸渍时间20～30s，封闭孔处理后进行膜层固化处理，固化条件为60℃温度下，30min。
5.如权利要求1所述的高耐蚀机载铝基LRM模块的防护方法，其特征在于：本色化学氧化、封闭孔处理以及膜层固化完后，LRM模块结构件大面上贴上防静电膜，防静电膜的起电电压＜100v，表面电阻106～109Ω，耐高温不低于85℃。
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