Технологія виготовлення резисторів

За технологічним виконанням резистори можуть бути:

- виготовленими за допомогою обробки різанням (навиті з дроту або стрічок);

- штампованими з листів та штабів;

- вилитими з чавуну;

- плівковими.

Технологія отримання перших трьох виконань - типова, тому детально розглянемо технологію виготовлення плівкових резисторів.

За призначенням резистори поділяють на:

- регулювальні;

- пускові;

- гальмові;

- навантажувальні;

- додаткові;

- нагрівальні;

- заземлюючі.

До резисторів висувають такі вимоги:

- активний опір повинен бути близьким до розрахункового;

- повинні бути нагрівостійкими, надійними, механічно і електрично міцними;

- повинні бути дешевими.

До матеріалів резисторів є такі вимоги:

- повинні бути жаростійкими, не окислюватися, не зневуглецевуватися;

- повинні мати високий питомий електричний опір і малий температурний коефіцієнт електричного опору.

В якості матеріалів застосовують:

- дротові та стрічкові сплави типу константана (Cu+Ni), манганіна (Mg+Cu), ніхрому (Ni+Cr), фехралю (Fe+Cr+Al) тощо, а іноді використовують низьковуглецеву сталь;

- листові матеріали з електротехнічної сталі;

- чавун;

- неметалеві матеріали, звичайно вугільні композити.

Резистори з дроту та стрічок можуть бути безкаркасними і каркасними. Якщо вони мають спіральну циліндричну форму, то навиваються на оправку, чи без оправки (наприклад, на металеву пластину) найчастіше на ребро, а усередині спіралі розміщують фарфорові ізолятори. До кінців спіралі за допомогою паяння чи зварювання кріплять контактні затискачі.

Дротові та стрічкові спіральні елементи можуть виготовлятися на токарному чи намотувальному верстаті. Зигзагоподібні безкаркасні елементи виконуються на спеціальному верстаті за допомогою коливального механізму, який виготовляє форму. Каркасні, дротові та стрічкові резистори можуть також навиватися вручну чи на спеціальному верстаті з кільцевим човником.

Усі дротові та стрічкові резистори після виготовлення покриваються емаллю чи склоемаллю для захисту від навколишнього середовища.

Штамповані елементи резисторів виготовляють за типовою технологією (тобто: різання листа на штаби; штампування з штаб; доробочні операції; захисне покриття, найчастіше цинком).

Чавунні вилиті резистори також виготовляються за типовою технологією, тобто виливанням при температурі 1450-1480ºС. Шліфування бобишок відбувається на плоскошліфувальному верстаті, а захисне покриття виготовляється цинкуванням, алюмінієвою фарбою або рідинним склом.

Основою плівкових резисторів є кераміка, скло або шаруваті пластики. Плівки можуть бути трьох типів:

- вуглецеві, які отримують за допомогою піролітичного вуглецю при розкладанні вуглецеводню в результаті високої температури в вакуумі чи інертному газі. Для цього використовують спеціальні пічі з керамічними плитами, а процес триває від 20 хвилин до 8 годин;

- металоокисні плівки (окис титану, окис заліза, двоокис заліза, окис алюмінію, хрому, нікелю та інших металів) - ці покриття мають гарні властивості, високу жаростійкість; при їх нанесенні можлива організація потокове виробництво. До недоліків треба віднести: адгезію до ізоляційних основ, яка не дає можливості точно підібрати значення опору. Але ці резистори є перспективними, якщо буде підібрана відповідна основа;

- металізовані покриття, які отримують термічним випаровуванням в вакуумі, електрохімічним або хімічним осадженням, або ж іонно-плазменним розпиленням.

Технологія отримання плівкових резисторів наступна:

- підготовка поверхні до покриття;

- створення резистивних елементів;

- нанесення захисного покриття.

При підготовці ізоляційної основи до покриття виконують травління чи механічну обробку, знімають фаски. Основа промивається та оплавлюється для того, щоб зробити поверхню гладкою, а потім робиться розкалібрування основи, тобто отримання її точних розмірів.

При створенні резистивних елементів основу спочатку прокалюють, доки не припиниться газовиділення, а потім наносять провідний матеріал. В момент нанесення, основи обертають навколо вісі, щоб повністю з усіх боків вони були покриті рівномірно. Після цього перевіряють питомий електричний опір.

Нанесення лакового покриття може проводитися зануренням або напиленням. Після нанесення виконують сушіння (звичайно терморадіаційне), потім наносять різьбу і в пази армують уводи. Перевіряють параметри виготовленого резистора (операція має назву “відбракування електричним тренуванням”), а на виготовлений резистор наносять емаль та висушують.

Контроль параметрів резисторів ще називається “розкалібровкою за класами точності”, тобто виконується контроль електричних і механічних параметрів і маркування резисторів.

Тема 2.11 Термообробка деталей та складальних одиниць

Термічна обробка звичайно проводиться для металів, щоб відновити їх властивості, втрачені при обробці тиском або різанням, покращити структуру матеріалу або відновити її, а також зміцнити поверхню деталей. Існує декілька способів термообробки. Головні з них наступні:

- відпал першого роду - проводиться для будь-яких металів і сплавів при дуже високій температурі та тривалому часі витримки, підрозділяється на дифузійний, рекристалізаційний та відпал для зняття напруги;

- відпал другого роду – використовується для металів та сплавів, які витримують фазові перетворення при нагріванні та охолодженні - якщо відпал першого роду проводять з дуже тривалою витримкою часу як нагріву так і охолодження, то відпал другого роду має вже достатньо високу швидкість охолодження від 50 до 200^о/год;

- нормалізація – схожа на відпал, але охолодження йде в спокійному повітрі. При цьому зменьшується час термообробки;

- гартування – проводиться для металів та сплавів, які мають фазові перетворення при переході в твердий стан. При гартуванні дуже висока швидкість охолодження, тому параметри гартування: час, температура, швидкість охолодження. Розрізняють декілька способів гартування:

а) гартування в одному охолоджувачі;

б) преривчасте гартування в двох середовищах;

в) ступеневе гартування може бути в декількох середовищах, є найдосконалішим;

г) ізотермічне гартування;

д) гартування з самовідпуском;

є) поверхневе гартування струмами високої частоти або з допомогою полум’я.

Дефектами гартування є: коробління; щілини; зміна форми; неповне гартування; перегрів металу; “м’які плями на металі”; окислення та обезвуглецювання; залишкова напруга;

- відпуска може проводитися як окремим видом термообробки, так і як обов’язковий компонент після деяких видів термообробки, наприклад, після гартування.

Розрізняють три види відпуски:

а) низькотемпературна, яка проводиться впродовж 1-3 годин при температурі 150 - 250^оС;

б) середньотемпературна від 350 до 400^оС;

в) високотемпературна 450-650^оС.

Окрім вказаних вище методів термообробки є ще наступні промислові способи:

- обробка холодом, запропонована в кінці 30-х років, може проводитись після гартування з наступною відпускою;

- хімікотермічна обробка, вона відноситься, як до видів поверхневого покриття так і до видів термічної обробки. При цьому змінюється хімічний склад поверхневих шарів;

- термомеханічна обробка, тобто сполучення пластичного деформування з термообробкою.

Хімікотермічна обробка проводиться за рахунок дифузії в нагрітий поверхневий шар металу таких елементів як: вуглець (цементування); азот (азотування); вуглець + азот ( ціанування); хром (хромування) і таке інше.

Обладнанням для термообробки є термічні пічі, які класифікуються за джерелом енергії на електричні та пламеневі, що працюють на твердому, рідинному та газоподібному паливі. За тривалістю дії можуть бути періодичними та безперервними. За захистом від впливу навколишньго середовища можуть бути: без захисту від окислення; з повітряним середовищем та з захисним газовим середовищем.

Найбільше використання для всіх видів термічної обробки знайшли муфельні пічі, які можуть бути як пламеневі так і електричні. Звичайно це пічі періодичної дії.

Є ще пічі-ванни, які працюють на електричному стумі та використовуються для гартування та відпалу. Пічі-ванни мають наступні переваги:

- швидкість нагрівання;

- відсутність окислення та обезвуглецювання;

- дуже точно можна встановити режим.

Проте їх можна використовувати тільки для невеликих за розміром деталей.

Для низькотемпературної відпуски використовують масляні пічі-ванни.