Способ обработки поверхности металлов перед склеиванием Советский патент 1982 года по МПК B05D1/38 

Изобретение относится к технологи обработки поверхности металлов перед склеиванием и может быть использовано в машиностроении, электронной и оптической промыщленностях для повышения надежности и эксплуатационной прочности клееных соединений как между металлами, так и металлами с другими материалами. Известен способ подготовки поверх ности металлов перед склеиванием путем предварительной (дробеструйной химической и др.) обработки, создающей развитую, увеличивающую площадь соприкосновения поверхность 1. Известен также способ обработки поверхности металлов перед склеиванием растворами полимерных аппрет в 2. 4 ..Однако если в первом случае поверхность сильно загрязняется обраба тываемыми материалами, то во втором на нее сильное действие оказывает вл га, пыль, режимы последующей обработ ки. Это приводит к недостаточной воспроизводимости и надежности клееных соединений. Кроме того, для указанных способов характерна малая эффективность при склеивании некоторых металлов, таких как титан , хром, никель и сплавы, содержащие эти материалы. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достига емому результату является способ обработки поверхности металлов перед склеиванием путем очистки поверхности,травления в кислой фосфатнофторидной ванне, обработки фосфатом и фторидом титана и -последующей промывки горячей во.- . дои 3 . Цель изобретения - повышение адгезии клееных соединений. Поставленная цель достигается тем, что очищенную поверхность металла перед склеиванием обрабатывают при 100-300°С и давлении 100-0,01 ммрт.ст. сначала попеременно парами воды и хлорида титана, а затем парами моноэтаноламина. Металлические части изде.лия, подлежащие склеиванию, помещают в камеру, где достигается разрежение не ниже рт.ст. и при 100-300°С попеременно обрабатывают парами.воды (РНОО рт.ст.) и хлорида титана ( 1-100 мм рт.ст.) с промежуточным удалением избытка реагентов после выдержки в его парах 0,5-5 мин и продуктов реакции до первоначального давления. При каждом цикле обработки на поверхности метал ла 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 парах. На подготовленную предлагаемым способом металлическую поверхность н носят клеящий состав и склеивают по рекомендованной, технологии. В процессе отвердения клея осуществляется химическая связь между аминогруппами поверхности и компонентами клея щего 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 Обрабатывают попеременно парами воды (P) 10 мм рт.ст.) и хлорида титана (Ptitg4 рт.ст.) б промежуточным удалением избытка реагента после выдержки в его парах 0,5 мин и пр дуктов реакции. Обработку повторяют 20 раз, после чего в камеру напускаю пары моноэтаноламина (P(|.с-у. 100 мм-рт.ст.) и выдерживают 5 мин. Далее образец охлаждают до и на носят клеящий состав, склеивая по ре комендованной технологии. Результаты испытаний на гадгезионную 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 (РНОО мм рт.ст.) и хлорида ти тана ( рт.ст.) с промежуточным удалением избытка реагента (после выдержки в его парах 1 мин) и продуктов реакции до первоначального давления. Обработку повторяют 4 раза, после чего проводят обработку парами монозтаноламина (РИ|1-Со й4-ОН 10 гл рт.ст.) в течение 5 мин. Пос ле охлаждения до 60° С наносят клеяп ий состав. Результаты адгезионной прочности клеевого соединения приведены в таблице. Пример 3.Образцы из никеля помещают в камеру, где достигают давления l-io- MM рт.ст. и при 300 С-обрабатывают парами воды ( 80 мм рт.ст.) и хлорида титана (Рт;се4 РТ.ст.) 10 раз с выдержкой в парах реагентов 2 мин, после чего проводят обработку парами моноэтанрлами в этих же условиях в течение 5 мин и после охлаждения до склеивают по любой рекомендованной технологии. Результаты испытаний на адгезионную прочность клеевого соединения приведены в таблице. П р и м е р 4. Образцы из сплава ковар обрабатывают по технологии, описанной в примере 1,.после чего склеивают. Результаты испытаний, приведены в таблице. П р и м е р 5. Образцы из медного сплава БРЦ-1 подвергают обработке аналогично примеру 2, после чего склеивают эпоксидным клеем по рекомендованной технологии. Результаты испытаний приведены в таблице. П р и м е р 6. Образцы из алюминия подвергают обработке ангшогично примеру 3, после чего склеивают эпоксидным клеем по рекомендованной технологии. Результаты испытаний приведены в таблице. Пример. Образцы из алюминий-магниевого сплава подвергают обработке .аналогично примеру 1, после чего склеивают эпоксидным клеем. Результаты испытаний на адгезионную прочность приведены в таблице. Как видно из результатов испытаний соединений на адгезионную прочность (усилие отрыва) предлагаемая обработка не только повышает проч ность 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. Прим Клеящий -Формула изобретения Способ обработки поверхности мет лов перед склеиванием нанесением на очищенную поверхность титан-содержащего соединения,отличающий с я тем, что, с целью повышения адгезии, поверхность металла обрабатывают при ЮО-ЗООС и давлении 100-0,01 мм рт.ст. сначала попеременно парами воды и хлорида титана, а затем парами монЬэтаноламин ечание. Адгезионная прочность определяется по методу нормсшьного отрыва. состав ЭК-9 используется с наполнителем из нитрида бора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.-Технология изготовления клееных констр(кций. Под ре д. М. Вод н ара. Перев« с англ, под ред. Д.А.Кардашова. M.J Мир, 1975, с.15-20. 2.Авторское свидетельство СССР 293030, кл. С 09 J 5/00, 1971. 3.Патент США О 3928112, кл.156-319, опублик.23.12.75 (прототип).