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时间:2018-10-06
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1、螺丝的表面处理被粘材料的表面处理与胶接(一)表面特性的影响1、清洁度:金属表面吸附着一层内聚强度低的表面能低的污染层和氧化膜,这将降低胶接强度。一般地,金属表面干净时,接触很小甚至为零。材料处理后接触随时间而变化,在空气中易受环境气氛的污染,接触角升高,约5H后接触角趋于稳定。表面处理前后的接触角和胶接强度金属处理方法接触角(度)剪切强度Mpa铝未处理脱脂H2SO4/Na2Cr2O7H2SO4/Na2Cr2O7+高温烘676707817.219.336.325.5不锈钢未处理脱脂H2SO4/Na2Cr2O750-75671036.6
2、44.349.7钛未处理脱脂H2SO4/Na2Cr2O750-7561-71109.522.443.22、粗糙度:被粘材料表面用纱布打磨或喷砂处理,适当地将表面粗化均能提高胶接强度。糙化过程去除原先存在的表面层。形成新的表面层(净化),而且喷砂表面比抛光表面有更大的实际胶接面积,表面太粗糙反而会降低胶接强度,因为过于粗糙的表面不能将胶粘剂良好侵润,凹处易残面空气对胶接不利。胶粘剂重量比固化条件(oC/H)Upa喷砂抛光环氧-聚酰胺70/3074/1658.327.860/4074/1657.734.650/50/74/1659.03
3、8.2环氧-DTA100/1060/9685.061.93、表面化学结构:表面的化学组成与结构对被粘材料的胶接性能、耐久性能、热老化性能等都有重要影响,而表面结构对胶接性能的影响往往是通过改变表面层的内聚强度、厚度、孔隙度、活性和表面能来实现。 用铬酸酸蚀铝表面后,将铝试样侵泡在60oC蒸馏水中清洗,很容易在表面生成以AL2O3.3H2O为主的氧化铝水合物,其内聚强度较低,厚度>103A,使接头出现破坏,强度大大降低,并且能在铝试片表面观察到单晶或粉末状图谱以及虹色干涉现象。在热自来水中清洗时,填充效率很低,水合物生成较少,其表面
4、看不到虹色或单晶图谱,胶接强度较高。因此,要得到高剥离强度,铝表面氧化物应该是无水的。铬酸蚀后清洗条件Mpa破坏类型电子衍射法外观自来水60oC20.6内聚无图谱无色90oC20.0内聚无图谱无色蒸馏水60oC6.4粘附单晶图谱虹色90oC5.8粘附粉末状图谱虹色(二)表面处理方法1、溶剂碱液和超声波脱脂法:溶剂脱脂法:常用擦洗法即用无油棉花(脱脂棉)沾溶剂如丙酮、汽油、甲苯等直接擦洗被粘材料表面。碱液脱脂法:采用热碱液中处理油污表面,如30-55%磷酸钠(Na4P2O7)、10-50%NaOH、10-6%Na2CO3或30-85%
5、的碱性硅酸盐。NaOH虽是强碱,由于其润湿性能并不太好,又不易漂洗干净,其效果不如碱性硅酸盐;碱性硅酸盐由SiO2和Na2O混合。比例为1:2时清洁效果最好;比例为1:1时,适用于铝材的清洁。超声波脱脂法:一般部件放在功率为20瓦/cm2的超声波中处理20-60秒即可得到足够清洁表面。2、机械加工:打磨和喷砂砂纸打磨操作简便,但均匀性较差,难以得到相同的重复效果。喷砂法能迅速简便的清除表面的污物,并产生不同粗糙度的表面。3、化学腐蚀法: 被粘材料经上述处理后须放在酸液或碱液中进行化学腐蚀处理。这可进一步除去表面上的残留污物,并使表
6、面生成具有良好内聚强度的活化或钝化氧化层,(严格控制水的纯度)。4、涂底胶法: 在处理好的表面上,先涂一层很薄的底胶,以改进胶接性能。5、等离子体法 用等离子体法处理PE、聚丙烯、聚四氟乙烯等难粘材料的胶接强度大大提高,这是因为表面处理后接触角降低,极限表面张力增 加,因而改进胶粘剂对其侵润和粘附力。 材料胶接强度(Mpa)材料胶接强度 未处理处理后未处理处理后 高压PE2.222.0聚酯B4.38.3 低压PE2.510.3聚氟乙烯2.09.0 尼龙66.027.8聚碳酸酯2.96.5PS4.028.2聚丙烯2.621.7 聚酯A
7、3.711.7聚四氟乙烯0.535.3(三)各种材料的表面处理与胶接1、金属材料1.1、铝合金:按脱脂——碱液处理——铬酸酸蚀处理法。溶剂脱脂法只能除去铝表面的污物使表层的自然氧化变得干净;碱液法除去油污,又将表层自然氧化膜溶解在碱液中,并形成新的氧化膜;酸蚀法处理能溶解表层的自然氧化膜,并再生成一层致密而坚硬的氧化膜,膜厚为1-3um,内聚强度高,吸附力强,因而胶接性能良好,酸蚀处理后的表面常是在自来水中漂洗干净,并出现一层均匀水膜。待擦净并在70°C以下烘干。2Al(OH)3+3H2SO4→Al2(SO)4+6H2ONa2CrO
8、7+H2SO4→Na2SO4+2CrO3+H2O2Al+2CrO3→Al2O3+Cr2O3 美国标准处理H2SO4——重铬酸钠溶液配方:Na2CrO71(2.4%) (66-71°C)/10-12分 浓H2SO410(22.4%)
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