密封连接器的玻璃烧结工艺.pdf

密封连接器的玻璃烧接工艺 与塑料密封连接器相比，玻璃与金属封接而成的连接器具有下列特点： 1）较好的机械强度 由于玻璃与金属封接时，是通过玻璃液与金属氧化层互相浸润，形成混合化学键，这种化 学键结合力远大于塑料粘附金属的结合力。所以用玻璃与金属封装的连接器具有足够的抗拉和 抗扭强度。 2）耐高温性 玻璃是一种无机非金属材料，它有较高的软化点温度，而且它在较高温度环境中使用时不 会释放任何有害成份。而塑料不仅不耐高温，而且在高温环境下易挥发出有害成份。这就是有 些连接器特别是一端需要完全密封并用来做工作界面的连接器（如程序控制器和毫米波同轴连 接器等）不能用塑料作绝缘材料的原因。 3）良好的密封性 －3 3 泄漏率可达到10 Pa·cm /s。此外，玻璃同一般绝缘材料一样，具有良好的电性能参数， 玻璃的绝缘电阻和介质耐压完全能满足连接器的设计要求。它还具有很强的防腐蚀能力，适用 于恶劣的环境。 总体上讲，塑料密封连接器生产工艺较简单，生产成本低，但它的可靠性不如玻璃密封的 连接器。而以玻璃作绝缘材料的连接器，虽然生产工艺较复杂，成本较高，但它具有的一些特 性是塑料密封连接器所无法替代的。在航空及航天科技领域，有许多特殊要求的连接器，用塑 料密封无法满足其性能要求，而只能采用玻璃与金属封接，才能满足连接器的高精度、高可靠 性的要求。我厂生产的XK、XKE和JY系列以及部分特种密封电连接器就是典型的以玻璃作绝缘 材料的多插针连接器。下面就以它的生产过程为例，阐述玻璃烧结密封连接器的加工工艺。 一．烧结夹具 烧结夹具的选材及加工连接器接触件对位置度和垂直度的要求均较高，玻璃与金属封接连 接器的尺寸精度完全是由烧结夹具来保证的，所以选择制备烧结夹具用的材料很重要。在选取 烧结夹具用的材料时，首先要求满足以下条件：（1）材料要耐高温，且熔点温度要高于烧结温 度。（2）在高温情况下不与玻璃浸润，也不污染玻璃。（3）材料要有足够的机械强度，并易 于机械加工。 目前烧结行业普遍采用高纯石墨作烧结夹具材料。石墨毛坯的工艺制备过程对石墨质量影 响非常大。选择购买高纯石墨坯件时，石墨的体积密度和抗压强度应比较高。其体积密度值应 3 在1.65g/cm 以上，其抗压强度应大于40MPa。为了达到上述要求，必须严格要求石墨毛坯的加 工。 石墨毛坯的加工是通过把高纯石墨粉用树脂作粘结剂，在特定外形的模子中用大型压机压 制成需要的形状，然后在煤油中浸渍，再经高温煅烧而成的。影响石墨坯件密度的因素主要有 毛坯的大小和压机的压力。在压机压力确定后，外形尺寸越小其密度就越大。用煤焦油浸渍后 烧结，是为了增加石墨粉之间的粘结强度，同时还可以提高石墨的密度和纯度。石墨毛坯必须 经2次以上的浸渍，即在1次浸渍煤焦油烧结后，紧接着再浸渍煤焦油烧结1次。有时还要进 行3浸、4浸。每多浸1次其密度和纯度以及强度都有所提高，而且使石墨粉之间粘结得更牢， 更不易脱落，这是我们非常期望得到的结果。但每多浸1次成本会大幅度提高。所谓3高（高 纯度、高密度、高强度）石墨都是经过至少2次浸渍而成的。所以，我们在选择用作烧结夹具 的石墨材料时，最好选择方砖大小的毛坯，至少经过2次浸渍。因为外形尺寸太大，不但压紧 程度受限，而且浸渍效果也不好。 在加工烧结夹具时，由于石墨材料的质地偏软，加工时不易定位，通常用线切割机割出金 属定位模板，把石墨毛坯刨或铣成外形相应的方块，再把其中一面磨平，以磨平面为基准面， 紧贴定位模板，在钻床上钻孔。如果钻通孔，可以一次钻好；如果是钻盲孔，先必须选比要求 直径小0.1mm～0.2mm的钻头（其定位模板孔也相应偏小），深度钻到比要求尺寸浅0.3mm左右， 然后拆除定位模板，再用所需直径的平底钻头锪孔和清根。这样才可以保证石墨夹具的加工精 度。 由于石墨在加工过程中会粘上油污且容易吸潮，所以必须经预处理才能用于封接产品。首 先，随炉升温到500℃左右且保温半小时，去掉油污，然后在比封接温度高10℃左右的氮气保 护气氛中预烧20min以上即可。这样就可避免石墨夹具在封接时给玻璃绝缘子带来杂质和气体。 二．金属材料的净化和预氧化处理 1．金属净化 金属零件加工好后要把表面油污清洗干净，金属零件内部还含有气态杂质（CO、CO 、H 、