對(duì)于返修的舊制件,如果上面沉積有堅(jiān)韌的積炭薄層,則在膠接修補(bǔ)前必須將積炭仔細(xì)除去。
積炭一般由燃燒產(chǎn)物、金屬氧化物、塵埃、油脂及其膠質(zhì)油泥沉積物等復(fù)雜成份組成。清除積炭的方法可分為機(jī)械處理和化學(xué)處理兩種。但無論使用什么方法,都需事先除油脫脂。
機(jī)械處理主要用手工工具刮除,如用鋼絲刷、銅絲刷、刮刀、風(fēng)動(dòng)工具等清除。必要時(shí)先將制件在煤油中浸泡一段時(shí)間,然后用磨料等清除。
化學(xué)處理又分為堿性熔鹽浴法和溶液處理法兩種。
(三)化學(xué)脫脂
如果條件許可,對(duì)膠接件最好采用化學(xué)脫脂法。在化學(xué)脫脂法以及在后面所述的化學(xué)處理法的配方中所用的水,均為軟水或純水,即用一般容易得到的蒸餾水來配制處理溶液。洗滌用水采用自來水。
。ㄋ模┏暡撝
通常的表面處理方法很難將雜質(zhì)從復(fù)雜結(jié)構(gòu)部件的細(xì)縫、低洼等死角處清除出來。在這種場(chǎng)合,超聲波可較理想地解決問題。
超聲波是通過高頻發(fā)生器與換能器的結(jié)合而由電振動(dòng)能轉(zhuǎn)變來的機(jī)械振動(dòng)能。采用超聲波脫脂時(shí),在干凈的液體中放入換能器,又在它的附近放入處理的制件。當(dāng)超聲波的頻率為20-5000Hz時(shí),已有足夠高的能量對(duì)流體進(jìn)行翻動(dòng),同時(shí)在表面相的界面上產(chǎn)生很大的機(jī)械沖刷力將雜質(zhì)從壁上撕掉或沖擊出來,因此大大加快了清掃污物的速度。此法比較適用于小型的復(fù)雜部件。如果凈化的部件較大,則頻率就應(yīng)相應(yīng)降低。在大多數(shù)情況下,一般部件放在功率為20W/cm2 的超聲波中處理20-60s 后,就能得到足夠清潔的表面。使用液體要經(jīng)常更換,以免在清潔的部件表面上形成污染膜。
二、機(jī)械處理法
機(jī)械處理法是工業(yè)上常用的處理方法之一。主要有機(jī)械打磨和機(jī)械噴砂兩種方法。
(一)機(jī)械打磨法
通常先用鋼絲刷刷去膠接表面松散的氧化層,然后用砂輪、砂布、砂紙或粗銼進(jìn)行打磨加工,使膠接表面得到一定的粗糙度。
機(jī)械打磨法適用于大部分材料。表3-5分別示出了國產(chǎn)水砂紙、木砂紙和鐵砂布的型號(hào)和粒度號(hào)數(shù)的對(duì)照情況,供使用時(shí)參考。機(jī)械打磨法簡(jiǎn)便易行,化費(fèi)很省,但在實(shí)際操作時(shí)難以得到相同的重復(fù)結(jié)果,操作的重演性和均勻性較差,因此通常只在要求不高的場(chǎng)合使用。
表3 國產(chǎn)水砂紙型號(hào)與粒度號(hào)數(shù)對(duì)照
型 號(hào) | 180 | 220 | 240 | 280 | 320 | 400 | 500 | 600 | |
磨料粒度號(hào)數(shù) | 上海產(chǎn)品 | 100 | 120 | 150 | 180 | 220 | 240 | 280 | 320 |
天津產(chǎn)品 | 120 | 150 | 160 | 180 | 220 | 260 | - | - |
表 4 國產(chǎn)木砂紙型號(hào)與粒度號(hào)數(shù)對(duì)照
型 號(hào) | 00 | 0 | 1 | 3/2 | 2 | 5/2 | 3 | 4 | |
磨料粒度號(hào)數(shù) | 上海產(chǎn)品 | 150 | 120 | 80 | 60 | 46 | 36 | 30 | 20 |
天津產(chǎn)品 | 160 | 140 | 100 | 80 | 60 | 46 | 36 | 30 |
表 5 國產(chǎn)鐵砂布型號(hào)與粒度號(hào)數(shù)對(duì)照
型 號(hào) | 0000 | 000 | 00 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | |
磨料粒度號(hào)數(shù) | 上海產(chǎn)品 | 220 | 180 | 150 | 120 | 100 | 60 | 36 | 24 |
天津產(chǎn)品 | 200 | 180 | 160 | 140 | 100 | 60 | 36 | 30 |
。ǘC(jī)械噴砂法
通常,不會(huì)因機(jī)械噴砂而影響裝配尺寸和光潔度的膠接件,以及在使用中耐磨蝕性要求不高的膠接件,均可采用機(jī)械噴砂法。
在進(jìn)行噴砂前,最好先用溶劑去除油污,這樣噴砂后膠接表面特別干凈。機(jī)械噴砂法既快又好,膠接強(qiáng)度均勻穩(wěn)定,操作也很簡(jiǎn)單,其中特別對(duì)銅合金、鋁合金和鋼材的膠接效果最佳。但機(jī)械噴砂法也有一定的局限性。例如,對(duì)于薄膜材料、軟質(zhì)多孔材料、電鍍后的零件、精密零件及大型零件等都不宜采用。一般,機(jī)械噴砂法用于中等或稍小的一些膠接件以及較粗糙的膠接件等。另外,噴干砂粉時(shí)的粉塵較大,對(duì)操作工人的身體健康會(huì)造成危害,因此必須注意勞動(dòng)保護(hù)。
機(jī)械噴砂法又可分為干法和濕法兩種。
干法是單純用磨料進(jìn)行噴砂,一般用于化學(xué)處理法難以處理的合金,以及在表面上有較多鱗片和氧化物的場(chǎng)合。干法噴砂后殘留在表面上的細(xì)粉磨料 應(yīng)用 干凈的壓縮空氣或氮?dú)獯祪簟?/FONT>
濕法是將磨料、液體和空氣混合在一起使用。它的主要優(yōu)點(diǎn)是能控制和減少粉塵飛揚(yáng),并且可以用噴霧淋洗的方法除去噴砂表面上的殘留物。
機(jī)械噴砂法能使膠接表面產(chǎn)生圓的或凹凸不平的形狀,其深度與膠接材料的性質(zhì),磨料的特性、大小以及所用的噴砂壓力等有關(guān)。其中,磨料的特性和大小是最重要的因素。例如,用尖銳的切割式磨料時(shí),噴砂效果最好。這類磨料包括剛玉砂、金剛砂、石英砂等。而圓球形磨料,如玻璃珠、金屬彈等的效果較差。因?yàn)閳A球形磨料將使表面產(chǎn)生交疊的金屬粒子層,這些疏松的金屬粒子層依附在金屬基體上,使膠接性能不佳。表6列舉了這兩種磨料膠接性能的比較。表7是幾種金屬噴砂處理時(shí)的磨料大小范圍。
為了簡(jiǎn)便,除鋁材之外的所有金屬表面,均可用干凈的、尺寸為0.25-0.40mm 大小的鋼礫或鐵礫磨料噴砂0.5min 左右,即可完成噴砂處理。對(duì)鋁材,只能用砂子或剛玉磨料作噴砂處理。用噴砂處理非金屬材料時(shí),較軟的非金屬材料(如某些熱塑性塑料)不適宜用粗磨料去增加它的膠接強(qiáng)度,因?yàn)樵谲涃|(zhì)材料表面上的凹凸和容易產(chǎn)生內(nèi)聚性破壞,以致辭大大降低膠接強(qiáng)度。
表6 玻璃珠與石英磨料膠接效果的比較
被膠接件材料 | 膠粘劑 | 磨 料 | 剝離強(qiáng)度( N/cm ) |
鋁合金 | 醛酚 -橡膠 | 玻璃珠 | 18-54 |
石英砂 | 108-162 | ||
改性環(huán)氧 | 玻璃珠 | 0-27 | |
石英砂 | 180-270 |
表 7 噴砂磨料大小范圍
膠接材料 | 方 法 | 磨料大。ㄌ(hào)數(shù)) |
鋼 | 干 法 | 80-100 |
鋁 | 濕 法 | 140-325 |
黃銅 | 干 法 | 80-100 |
黃銅 | 濕 法 | 140-325 |
不銹鋼 | 濕 法 | 140-325 |
三、化學(xué)處理法
化學(xué)處理法是將膠接件在室溫或更高溫度下浸入堿液、酸液或某些無機(jī)鹽溶液,除去其表面疏松氧化物和其他污物。對(duì)于某些較活潑的金屬,在處理后還需適當(dāng)“鈍化”處理,以獲得牢固和穩(wěn)定的膠接表面。
化學(xué)處理法具有高效、經(jīng)濟(jì)、質(zhì)量穩(wěn)定和能大面積使用的特點(diǎn)。它除能粗化、清潔表面,還可以產(chǎn)生一種耐化學(xué)反應(yīng)的表面層,提高膠接件使用的耐久性。對(duì)于一些易氧化的金屬和諸如聚四氟乙烯之類的非極性材料,從快速、可靠和提高膠接強(qiáng)度的角度考慮,化學(xué)處理法尤其是一種最為簡(jiǎn)便的方法。
表8列舉了鋁合金材料用不同表面處理方法處理后膠接強(qiáng)度的比較情況。從表中可知,化學(xué)處理可以獲得最高的膠接強(qiáng)度。
表8 鋁合金表面處理與膠接強(qiáng)度的關(guān)系
處 理 方 法 | 抗剪強(qiáng)度( MPa ) |
未處理 | 3.1 |
脫脂處理 | 5.9 |
脫脂,噴砂處理 | 9.3 |
陽極化處理 | 13.6 |
脫脂、重鉻酸鈉、 硫酸 處理 | 19.3 |
脫脂、噴砂、重鉻酸鈉、硫酸處理 | 21.7 |
(注)膠粘劑為含有填料的雙組份環(huán)氧樹脂膠
必須根據(jù)不同的膠接材料采用不同的化學(xué)處理方法。處理時(shí)間、處理溫度不同,得到的膠接強(qiáng)度也不同;瘜W(xué)處理法的不足之處在于大部分處理液具有一定的腐蝕作用,并可能產(chǎn)生有害氣體,因此在操作時(shí)必須注意通風(fēng)和勞動(dòng)保護(hù).
四、涂底膠法
在膠接表面涂底膠有以下幾種作用:
1、保護(hù)作用 使膠接面保持清潔,防止受腐蝕或污染,延長(zhǎng)已處理好的表面的存放時(shí)間。
2、改善膠接性能 如彈性底膠與環(huán)氧樹脂膠配合,就能改善脆性。環(huán)氧樹脂膠所用的彈性底膠有氯丁橡膠、丁腈橡膠、聚硫橡膠等。
3、固定膠膜或工件定位
4、改善表面的粘附性 這里主要是指涂布一層偶聯(lián)劑。偶聯(lián)劑能使膠液與膠接材料這間形成化學(xué)鍵,從而使膠接強(qiáng)度和對(duì)環(huán)境作用的抵抗能力大大提高。但使用不宜用得太多,因?yàn)椴粌H偶聯(lián)劑一般較為昂貴,而且太多了會(huì)導(dǎo)致辭整個(gè)膠層的耐熱性會(huì)有所下降。
表9示出了偶聯(lián)劑對(duì)膠接強(qiáng)度的影響情況,從表中所列的情況來看,偶聯(lián)劑可使膠接強(qiáng)度提高1 倍之多。目前,常用的偶聯(lián)劑主要是各類硅氧烷,除此以外還有鉻的絡(luò)合物、磷酸酯、有機(jī)酸類及有機(jī)胺類等。
表9 偶聯(lián)劑對(duì)膠接強(qiáng)度的影響
膠粘劑類型 | 偶聯(lián)劑類型 | 與未用偶聯(lián)相比強(qiáng)度提高倍數(shù) |
聚氨酯 | KH-550 | 2.8-7.5 |
環(huán)氧樹脂 | KH-570 | 1.6 |
酚醛 -丁腈 | KH-580 | 2.1-3.3 |