Способ обработки поверхности металлов перед склеиванием

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оо 897310(22) Заявлено 240480(21) 2918707/23-05с присоединением заявки йо(51)М, Кл,з 8 05 0 1/38 Государствеииый комитет СССР ио делам изобретеиий и открытий(72) Авторы йзобретения Ленинградский ордена Октябрьской Ре Трудового Красного Знамени технологим,Ленсовета люцУФ. о 1 Уена(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛОВ ПЕРЕД СКЛЕИВАНИЕМ кель и сплавы, содержащие эти материалы.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомурезультату является способ обработкиповерхности металлов перед склеивани"ем путем очистки поверхности,вправленияв кислой фосфатнофторидной ваннй, об-"работки фосфатом и фторидом титанаи последующей промывки горячей во.дой Г 31 .Цель изобретения - повышение адгеэии клееных соединений.Поставленная цель достигается тем,что очищенную поверхность металлаперед склеиванием обрабатывают при100-300 Си давлении 100-0,01 мм рт.ст.сначала попеременно парами воды ихлорида титана, а затем парами моноэтаноламина,Металлические части изделия, под"лежащие склеиванию, помещают в камеру где,постигается разрежение нениже 10-мм рт.ст, и при 100-300 фСпопеременно обрабатывают парами воды (Ри о = 100-10 мм рт.ст. и хлоРиДа титана (РтС 4 =1-100 мм Рт.ст.)1 с промежуточным удалением избыткареагентов после выдержки в его парах0,5-5 мин и продуктов реакции до 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.10Известен способ подготовки поверхности 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 аппре. тов 2 .в Однако если в первом случае по верхность сильно загрязняется обраба" тываемыми 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, ни- З 0 Ю.К.Ежовский, А.Л.Егоров, С.И,Кольцов и А.В.Елисеей Б сз,".;с; О:первоначального давления. При каждом цикле обработки на поверхности металла формируется тонкий(-ЗЙ) монослойоксида 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 наносят 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 Х 18 Н 9 Т, 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 (Ртц+ =.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 напускают 35 пары моноэтаноламина (РН СНд пН =100 мм рт.ст.) и выдерживают 5 мин. далее образец охлаждают до 60 С и наносят клеящий состав, склеивая по рекомендованной технологии. 40Результаты испытаний на адгеэион- ную прочность приведены в таблице.П р и м е р 2. Образец из титана помещают в камеру и при давлении 5.10 мм рт.ст, и температуре 200 С обрабатывают попеременно парами воды (Р =10 "мм рт.ст) и хлорида титана (РТСд =10 "мм рт,ст.) с про-межуточным 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 моноэтаноламина (РН Суц Он"- =10 мм рт.ст.) в течение 5 мин, После охлаждения до 60 С наносят клея пий состав. Результаты адгеэионной прочности клеевого соединения приведены в таб" лице.П р и м е р 3.Образцы из никеля помещают в камеру, где достигают давления 1 10 Змм рт.ст. и при 300 фС обрабатывают парами воды (Рц,д =80 мм рт.ст,) и хлорида титана (Рт,сего =50 мм рт.ст.) 10 раз с выдержкой в парах реагентов 2 мин, после чего проводят обработкупарами 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.П р и м в 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 БРЦподвергают 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 аналогично примеру 3, после чего склеивают эпоксидным клеем по рекомендованной технологии.Результаты испытаний приведены в таблице.П р и м е р 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 параметровПредлагаемый способ позволя" ет 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, Г 10 ПаЮОбработка по способу При- мер Склеив аемый материалТипклея предлагаемому известному 40-65 11-30 1 Нержавеющая сталь Х 18 Н 9 Т ЭпоксидныйЭК29-45 8-25 Эпоксикремний органический 60-8585-10040-5035-60 30-46 40-70 13-25 10-28 2 Титан ЭК ЭКЭК3 Никель Эпоксикремний органический 30-4 0 40-55 4-20 10-30 4 Сплав "ковар" ЭК ЭКи5 Сплав на основе меди 20-40 60-80 80-90 ЭК30-55140-60 6 Алюминий ЭК ЭК7 Алюминиймагниевый сплав АМ50-65 20-40 ЭКСоставитель Ф.ВакарТехред А. Савка . Корректор Е.Рошко Редактор М. Дылын Заказ 11792/10 Тираж721 . ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП фПатентф, г.Ужгород, ул.Проектная,4 П р и м е ч а н и е. Адгезионная прочность определяется по методу нормального отрыва.Клеящий состав ЭКиспользуется с наполнителем из нктрида бора..формула изобретения Источники информации,принятые во внимание при экспертизеСпособ обработки поверхности метал 1. Технология изготовления клееных конструкций. Под ред.М.Боднара. лов перед склеиванием нанесением наочищенную поверхность титан-содержащего соединения,о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения адгезии, поверхность металла 2. Авторское свидетельство СССР обрабатывают при 100-300 ОС и давле- М 293030, кл. С 09 4 5/00, 1971. ник 100-0,01 мм рт.ст. сначала по. Патент США Р 3928112, переменно.парами воды и хлорида ти- кл.156-319, опублик.23.12.75 (нротана, а затем парами моноэтаноламкнй, тотипу.50