Способ склеивания деталей Советский патент 1991 года по МПК C09J5/04 

Изобретение относится к клеевым соединениям и может быть использовано в различных областях народного хозяйства, при необходимости склеивания деталей из различных материалов.

Цель изобретения - повышение качества склеивания.

Изобретение иллюстрируется следующим образом.

Склеиваемые детали (изделия) зачищаются от грязи, ржавчины и т.д., обезжириваются, т.е. подготавливаются к склеиванию. Затем используют соответствующую клеевую композицию с содержанием в ней ферромагнитного порошка (наполнителя) в объеме 20-35% от объема клеевой композиции с дисперсностью частиц порядка .

В настоящее время широкое распространение для склеивания различных деталей (изделий) получили эпоксидные составы. Поэтому были проведены испытания эпоксидной смолы ЭД-20 (наиболее распространенной) - основа, отвердитепь - ПЭПА (полиэтиленполиамин) в соотношении 10:J,

а в качестве ферромагнитного наполнителя использовался ферромагнитный порошок ПЖВ-4 с дисперсностью частиц м и железоникелевый порошок 80НМЗО с дисперсностью частиц м). Испытания проводились на равномерный отрыв при растяжении сталь-сталь, медь-медь, дюралюминий-дюралюминий по 5 образцов каждого соединения и сравнивались соответственно с клеевыми соединениями с эпоксидной смолой с наполнителем без магнитного поля и с наложенным магнитным полем, а также и без наполнителя чистая ЭД-20+ПЭПА. Обработка результатов показала, что прочность склеенных деталей под воздействием магнитного поля и с одинаковым количеством ферромагнитного наполнителя выше с ПЖВ-4 в среднем на 18-25% (в сравнении).

Нижняя граница величины объемной концентрации ферромагнитного наполнителя 20% выбрана (установлена) из условий полной потери подвижности раствора (клея), при воздействии на него магнитного

О

ю

О СП

поля с помощью известной установки, т.е. клеевая композиция зависает под воздействием магнитного поля. Причем установлено, что зависание (не вытекание) происходит при 20% наполнителя и величине магнитного поля по магнитной индукции, равной 0,02 Тл (это минимально необходимые параметры для процесса склеивания). Затем все это было проверено экспериментом и подтверждено. При меньших параметрах зависание не происходит и клей вытекает из шва, тем самым происходит неравномерность по площади склеивания деталей (образуются пустоты, т.е. нарушение контакта деталей).

На основании теории планирования экспериментов и их осуществления получены уравнения регрессий (см. чертеж).

,94-86,14 p +3862,86 В-2742 tp В, где Rp- прочность на разрыв, кгс/см2(МПа);

р- объемная концентрация ферромагнитного наполнителя, % от объема эпоксид- ной композиции (от 0,2 до 0,35 - установлено),

В - величина магнитной индукции, воздействующего магнитного поля на клеевой шов (не менее 0,02 Тл),

Установлено, что при f 0,2 (20%), а В возрастает от 0,02 до 0,055 Тл. Rp возрастает с 27,5 до 39,1 МПа, т.е. прочность увеличивается на 42%, а при р 0,35 и тех же параметрах В, Rp возрастает с 25,4 до 35,5 МПа (40%). При дальнейшем увеличении р прочность на разрыв снижается и при р ,2 Rp уменьшается в 2 раза, несмотря на общую тенденцию возрастания прочности на разрыв при увеличении магнитного поля. Прочность на разрыв чистой ЭД-20 порядка 6,0 МПа.

Анализ полученных данных и позволяет остановиться на интервале / 0,2-0,35 (20- 30%) от объема композиции состава для клеевого шва изделий, работающих на разрыв. Аналогичные эксперименты были проведены и с другими материалами, которые подтвердили правильность выбранного диапазона р, величины В и дисперсность на- полнителя. Средние значения можно вычислить путем интерполяции, так как функция практически линейная (р 0,75 ,4 при ,02 Тл), ,4 при ,055 Тл. Причем указанный интервал сохраняет хорошую подвижность (текучесть равна нулю, т.е. вязкость стремится к бесконечности - возрастает в несколько раз по крайней мере) при этом В 1 0,02 Тл, при меньших значениях композиция вытекает из клеевого шва.

При испытании клеевой композиции на сжатие (эпоксидная смола) было получено уравнение регрессии. Обработка результатов экспериментов показала,что прочность

на сжатие возрастает: при 20% и 0,02 Тл в 3,83 раза, при 20% и 0,055 Тл в 5,33 раза, при 120% и 0,02 Тл в 6,69 раза, при 120% и 0,055 Тл в 7,6 раза. Это в сравнении с чистой эпоксидной смолой без наполнителя и магнитного поля. Уравнение регрессии прочности на сжатие следующее: ,58+420,44 ,57 В-2200 / В, в том же интервале, что и для прочности на растяжение (разрыв). Прочность на сжатие

ЭД-20 (чистой) порядка 13,2 МПа, а с наполнителем в 20% без магнитного поля 40,5 МПа.

При введении в эпоксидную смолу различных наполнителей происходит повышение ее прочности на сжатие и растяжение. Прочность на растяжение растет до определенной величины с увеличением объемной концентрации наполнителей, а затем она уменьшится и даже может стать меньше

прочности исходной композиции. Наряду с этим прочность на сжатие практически растет постоянно, не снижаясь в данном интервале р.

Это все видно из уравнения регрессии,

а также подтверждено экспериментально.

При воздействии магнитного поля прочность в любом случае растет. При уменьшении объемной концентрации менее 20% прочность уменьшается до исходной композиции.

Отсюда можно сделать вывод, что положительный эффект в целом по прочности в предложенном способе значительно выше, чем в известном,

Все изложенное выше позволяет сделать вывод о том, что воздействие магнитного поля на данные клеевые композиции увеличивает их прочностные свойства за счет армирования его ферромагнитным порошком, наряду с этим возрастает производительность труда ориентировочно в 1,5-2 раза, ускоряется весь технологический процесс по склеиванию детали (изделий) в 1,2- 1,5 раза в зависимости от сравниваемых

технологий. Причем ориентация самого магнитного поля (вдоль оси растяжения образцов и перпендикулярно оси растяжения образцов - при испытании на разрыв) влияет на прочность клеевого шва и в первом

случае выше на 10-15% в сравнении со вторым. Предлагаемая клеевая композиция не вытекает из формируемого клеевого шва.

Формула изобретения

Способ склеивания деталей, включающий зачистку склеиваемых поверхностей,

стей и воздействие на них магнитного поля, отличающийся тем, что. с целью повышения качества склеивания, используют ферромагнитный наполнитель с диспернанесение на них клеевой композиции, со- 5 сностью 10 -10 м, в количестве 20-35% держащей ферромагнитный наполнитель, объема клеевой композиции, а магнитное контактирование склеиваемых поверхно- поле используют с индукцией 0,02-0,1 Т.

стей и воздействие на них магнитного поля, отличающийся тем, что. с целью повышения качества склеивания, используют ферромагнитный наполнитель с дисперсностью 10 -10 м, в количестве 20-35% объема клеевой композиции, а магнитное поле используют с индукцией 0,02-0,1 Т.

Изобретение относится к области клеевых соединений и может быть использовано в различных областях народного хозяйства при необходимости склеивания деталей из различных материалов. Изобретение позволяет повысить качество склеивания за счет способа, включающего зачистку поверхности склеиваемых деталей, нанесение на них клеевой композиции, содержащей ферромагнитный наполнитель с дисперсностью в количестве от объема клеевой композиции, контактирование склеиваемых детэпей и воздействие на них магнитного поля с индукцией 0,02-0,1 т, 1 мл,

R еж

(НПа) М-20+ПЭПА

(100 : 10)

С1

К Г2 Кр j

RCMf 309,58 +420,Mf+6064.576-2200f -В

Rp

Rp 238,5-9Ь,5у +ЗЬВ-24 В (усл.ед.)

0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 В,{ГА)

Rp