Способ обработки поверхности металлов перед склеиванием

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оо897310 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 2404.80 (21) 2918707/23-05 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Опубликовано 15.0182. Бюллетень ЙЯ 2

Дата опубликования описания 1501,82 51)М. Кл.

8 05 0 1/38

Государственный комнтет

СССР но делам нзобретеннй н открмтнй (53) УДК 678.066 (088.8) Ю.К.Ежовский, A.Ë.Åãoðoâ, С.И.Кольцов и А.В.Елиса"еей

Б са - ..-.,. ;.-„-„, Е (72) Авторы

Изобретения

Ленинградский ордена Октябрьской Ре

Трудового Красного Знамени технолог им.Ленсовета люцее„а о@ена (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛОВ

ПЕРЕД СКЛЕИВАНИЕМ

Изобретение относится к технологии обработки поверхности металлов перед склеиванием и может быть использовано в машиностроении, электронной и оптической промьпяленностях для повышения надежности и эксплуатационной прочности клееных соединений как между металлами, так и металлами с другими материалами.

Известен способ подготовки поверхности металлов перед склеиванием путем предварительной (дробеструйной, химической и др.) обработки, создающей развитую, увеличивающую площадь соприкосновения поверхность (1j .

Известен также способ обработки поверхности металлов перед склеиванием растворами полимерных аппре. гов (2). в „Однако если в первом случае поверхность сильно загрязняется обрабатываемыми материалами, то во втором— на нее сильное действие оказывает влага, пыль, режимы последующей обработки. Это приводит к недостаточной воспроизводимости и надежности клееных соединений. Кроме того, для укаэанных способов характерна малая эффективность прн склеивании некоторых: металлов, таких как титан, хром, никель и сплавы, содержащие эти материалы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ обработки поверхности металлов перед склеивани" ем путем очистки поверхности,вправления в кислой фосфатнофторидной ваннй, об- " работки фосфатом и фторидом титана и последующей промывки горячей во.дой f3) .

Цель изобретения — повышение адгеэии клееных соединений.

Поставленная цель достигается тем, что очищенную поверхность металла перед склеиванием обрабатывают при

100-300 Си давлении 100-0,01 мм рт.ст. сначала попеременно парами воды и хлорида титана, а затем парами моноэтаноламина.

Металлические части изделия, подлежащие склеиванию, помещают в камеру, где,цостигается разрежение не ниже 10- мм рт.ст. и при 100-3000Ñ попеременно обрабатывают парами воды (Р 0 = 100-10 мм рт.ст.) и хлорида титана (PT.tg4 =1-100 мм рт.ст.)

ic промежуточным удалением избытка реагентов после выдержки в его парах

0 5-5 мин и продуктов реакции до

897310 первоначального давления. При каждом цикле обработки на поверхности металла формируется тонкий(-ЗА) монослой оксида титана, связанный с поверхностью прочными химическими связями.

Обработку повторяют от 4 до 30 раз до получения слоя двуокиси титана необходимой толщины. Последний служит для гомогенизации поверхности, а его толщина определяется природой металла или сплава и качеством поверхности (степенью шероховатости). далее в тех же условиях поверхность модифицируют амином путем одноразовой обработки поверхности в его naрах. На подготовленную предлагаемым способом металлическую поверхность наносят клеящий состав и склеивают по рекомендованной. технологии. В процессе отвердения клея осуществляется химическая cess . между аминогруппами поверхности и компонентами клеящего состава (эпоксигруппами), чем и достигается высокая прочность клееных соединений.

П р и.м е р 1. Образец из стали марки Х18Н9Т тщательно очищенный и обезжиренный, помещают в камеру, в которой достигается давление

5-10 мм рт.ст., и при 120 С обрабатывают попеременно парами воды (Р 1 =10 мм рт.ст.) и хлорида титана 30 (Р „И,„ =.10 мм рт.ст.) с промежуточным удалением избытка реагента после выдержки в его парах 0,5 мин и продуктов реакции. Обработку повторяют

20 раз, после чего в камеру напускают35 пары моноэтаноламина (Рн „» д

=100 мм: рт.ст.) и выдерживают 5 мин. далее образец охлаждают до 60 С и наносят клеящий состав, склеивая по рекомендованной технологии. 40

Результаты испытаний на адгеэион ную прочность приведены в таблице.

Пример 2. Образец из титана помещают в камеру и при давлении

5-10 мм рт.ст. и температуре 200 С обрабатывают попеременно парами воды (Pq

4 фаза, после чего проводят обработку парами моноэтаноламина (Р 40Нр

=10 мм . рт.ст.) в течение 5 мин. После охлаждения до 60 С наносят клея- 55 п ий состав.

Результаты адгеэионной прочности клеевого соединения приведены в таблице.

Пример 3.Образцы из никеля помещают в камеру, где достигают давления

1 10-Змм рт.ст. и при 300 С обрабатывают парами воды (Рц,д =80 мм рт.ст.) и хлорида титана (P ; p4 =50 мм рт.ст.)

10 раз с выдержкой в парах реагентов

2 мин, после чего проводят обработку парами моноэтанолами в этих же условиях в течение 5 мин и после охлаждения до 60 С склеивают по любой рекомендованной технологии.

Результаты испытаний на адгеэионную прочность клеевого соединения приведены в таблице.

H p и м е р 4. Образцы из сплава

"ковар" обрабатывают по технологии, описанной в примере 1,, после чего склеивают.

Результаты испытаний, приведены в таблице.

Пример 5. Образцы из медного сплава БРП-1 подвергают обработке аналогично примеру 2, после чего склеивают эпоксидным клеем по рекомендованной технологии.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 6. Образцы из алюминия подвергают обработке аналогично .примеру 3, после чего склеивают эпоксидным клеем по рекомендованной технологии.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 7. Образцы из алюминий-магниевого сплава подвергают обработке, аналогично примеру 1, после чего склеивают эпоксидным клеем.

Результаты испытаний на адгеэионную прочность приведены в таблице.

Как видно иэ результатов испытаний соединений на адгезиониую прочность (усилие отрыва) предлагаемая обработка не только повышает прочность клееного соединения в 2-2,5 раза, но и значительно повышает воспроизводимость результатов, что проявляется в уменьшении разброса параметров ° Предлагаемый способ позволяет обрабатывать перед склеиванием не только титан и сплавы, содержащие его, но и другие материалы, поскольку синтезируемый оксид титана получается независимо от природы подложки.

897310

Усилие отрыва, f-10 Па

Пример

Склеив аемый матери ал

Тип клея

Обработка по способу предлагаемому известному

40-65

11-30

1 Нержавеющая сталь Х18Н9Т

Эпоксидный

ЭК-23

29-45

8-25

Эпоксикремний органический

60-85

85-100

40-50

35-60

30-46

40-70

13-25

10-28

2 Титан

ЭК-23

ЭК-9

ЭК-23

3 Никель

Эпоксикрем ний органический

30-40

40-55

4-20

10-30

4 Сплав "ковар"

ЭК-23

ЭК-9

«и

5 Сплав на основе меди- ?

20-40

60-80

80-90

ЭК-23

30-55

40-60

6 Алюминий

ЭК-23

ЭК-9

7 Алюминиймагниевый сплав

AM- 30

50-65

20-40

ЭК-23

П р и м е ч а н и е. Адгезионная прочность определяется по методу нормального отрыва.

Клеящий состав ЭК-9 используется с наполнителем из нктрида бора.

Формула изобретения Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Способ обработки поверхности метал1.-Технология изготовления клееных конструкций. Под ред.М.Боднара. лов перед склеиванием нанесением на очищенную поверхность титан-содержащего соединения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше- 45 ния адгезии, поверхность металла 2. Авторское свидетельство СССР обрабатывают при 100-3000С и давле- М 293030, кл. С 09 J 5/00, 1971. ник 100-0,01 мм рт.ст. сначала по- 3. Патент США 9 3928112, переменно.парами воды и хлорида ти- кл.156-319, опублик.23.12.75 (ротана, а затем парами моноэтаноламкнй. тотип).

Составитель Ф.Вакар

Техред A. Савка . Корректор Е.Рошко

Редактор М. Дылын

Заказ 11792/10 Тираж 721 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4