Склеивание металлов и пластмасс - Ковачич Л.
Скачать (прямая ссылка):
Вместо микроскопической оценки травленой поверхности можно использовать испытания на смачивание водой, на отдир или другие разрушающие методы контроля. Если с помощью этих испытаний установлено, что травление проведено качественно, то можно гарантировать, что на прочность шва будут влиять только качество клея и технологический процесс склеивания. Таким образом, из расчета прочности соединения можно исключить коэффициент поверхностной обработки.
ФОСФА ТИРОВ АН ИЕ
Фосфатирование первоначально применяли как способ обработки поверхности металлов под лакокрасочные покрытия. Только недавно его стали применять при склеивании металлов. Фосфатирование способствует увеличению долговечности клеевого соединения, повышает его коррозионную стойкость.
При фосфатировании на поверхности металлов образуется тонкий пористый слой нерастворимых фосфатов. Для фосфати-рования применяют Zn(H2P04)2 и фосфорную кислоту; для ускорения процесса в ванну часто добавляют HN03. Составы для фосфатирования поставляют в готовом виде. Фосфатирование проводят при нагревании; образующиеся покрытия имеют значительную толщину.
Для улучшения качества обработки и главным образом для повышения стойкости к коррозии после фосфатирования производят хромирование. Оно заключается в погружении в раствор Сг03 (2—5 г/л) на 30—60 с при 60—80 °С. После промывки горячей водой детали сушат 10 мин при 105—110 °'С.
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА
Электрохимическую обработку применяют практически только для металлов, прежде всего для алюминия. В зависимости от выбранных параметров (напряжение, плотность тока, температура, состав электролита) может произойти либо растворение оксидов, либо так называемое электролитическое полирование, либо образование новых оксидных слоев различной структуры, пористости и т. д.
Использование электрохимических процессов для повышения адгезии является предметом споров специалистов. Мнения об эффективности электрохимической обработки придерживаются только польские, советские и некоторые английские исследователи, причем польские и английские авторы рекомендуют только хромовую кислоту.
84
Согласно английскому стандарту DTD 910 С для анодной обработки алюминия используют 2—5%-ный растворы очень чистой хромовой кислоты (минимальное содержание Сг03 99,5% и до 0,02% Cl-ионов). Ванна с раствором является одновременно катодом; температура 40±2°С; напряжение от 5 В в течение первых 10 мин повышается до 40 В и остается на этом уровне 20 мин. В течение последующих 5 мин напряжение возрастает до 50^В, и на этом уровне сохраняется 5 мин. Затем следует промывка холодной проточной водой, горячей (с температурой не выше 65 °С), сушка струей воздуха, нагретого до 50—65 “С. Этот процесс можно комбинировать с обычным обезжириванием и травлением.
Авторы [86, 87] считают, что оптимальные результаты достигаются при анодной обработке в смеси концентрированных серной и фосфорной кислот при режимах, применяемых для электролитического шлифования. Эта обработка пригодна только при склеивании каучуковыми клеями, модифицированными фенолоформальдегидными смолами. В случае остальных клеев происходит снижение прочности шва на 50—65% по сравнению с оптимальными значениями, полученными при травлении.
Устранение пористости окисленного слоя (например, промыванием горячей водой, благодаря чему возникают гидратированные кристаллы оксидов и поры заполняются кристаллизационной водой) приводит к снижению адгезии, в частности при использовании полихлоропреновых и некоторых других клеев.
Следует отметить, что смачиваемость поверхностей при электрохимической обработке хорошая, но конечная прочность в некоторых случаях снижается (по сравнению с другими способами обработки). Кроме того, при электрохимической обработке образуются более толстые и пористые оксидные слои, чем при кислом травлении. Это выгодно с точки зрения стойкости соединения к коррозии, но толстый слой оксида часто приводит к снижению прочности соединения при сдвиге, потому что при разрушении нарушается граница металл — оксид, в то время как граница оксид — клей остается ненарушенной.
С учетом экономических факторов можно отметить, что использование электрохимической обработки целесообразно только для соединений, предназначенных для работы в коррозионноактивных средах. Ее можно применять и для деталей со сложной поверхностью, например при ремонтных работах, когда необходимо производить местную подготовку поверхности.
,5,? НАНЕСЕНИЕ АДГЕЗИОННЫХ ГРУНТОВ
В качестве адгезионных грунтов кроме силанов применяют смесь поливинилбутираля, фосфорной кислоты и основного хромата цинка; при склеивании эпоксидными клеями подходящим адгезионным грунтом является фенолоформальдегидная смола, модифицированная виниловыми полимерами. Адгезионным грунтом может служить и клей, который имеет хорошую адгезию к субстрату и одновременно подходящие функциональные труппы для взаимодействия субстрата с основным клеем.
85
При оценке качества поверхностной обработки субстрата перед склеиванием часто используется уже упоминавшееся испытание на смачиваемость водой. Это испытание свидетельствует о поверхностном натяжении на обезжиренной или травленой поверхности. Испытываемую поверхность укладывают под углом 30—45° и капают из глазной пипетки, шприца или из бюретки дистиллированную воду (1—3 капли). Если капля легко скатывается (без следов смачивания), то поверхность не пригодна для склеивания; наоборот, если капля растекается, можно начинать склеивание.
