钛及其合金是高强耐热结构材料,具有优异的耐腐蚀性能,大大超过了不锈钢。在空气中表面极易形成一层黑色、疏松的氧化膜,对粘接强度影响很大,必须除去。为了使钛能适应300℃以上的高温,必须考虑表面处理能使粘接在该温度下保持坚固和耐久,因此,钛及钛合金的处理一直是比较困难的。研究发现,金红石(R)型钛金属氧化层结构不如锐钛(A)型有利于粘接。
钛及其合金脱脂用的溶剂有丙酮、甲乙酮、异丙醇、三氯乙烯等。如果用氯化溶剂脱脂,会增加焊接附近的腐蚀开裂应力,必须在粘接前彻底清除。
碱液侵蚀钛及其合金表面易形成金红石型氧化物,粘接效果不好。而用酸液侵蚀较好,但最大的问题是酸蚀处理时会放出氢气,产生“氢脆”,严重劣化钛及其合金的力学性能。若用硝酸:氢氟酸=10:1(体积)处理钛及其合金时,就可将氢脆作用抑制到最低程度。再加入适量的硫酸钠,处理后的钛粘接耐久性提高5—10倍。
具体的处理方法为,非氯化溶剂脱脂后,于非硅酸盐碱液中60~65℃浸泡5min,水洗后于下述溶液中室温处理2min。
氢氟酸(70%) 4.2~6.1mL
硝酸(70%) 82~103mL
硫酸钠(无水) 5.8~6.1g
去离子水 稀释至1000mL
水洗后再于以下溶液中处理2min。
磷酸三钠 13.0~13.7g
氢氟酸(70%) 4.3~5.1mL
氟化钠 5~5.88
蒸馏水 稀释至1000mL
水洗后60℃干燥30min,处理后的工件在粘接前该用干净的牛皮纸包裹。
阳极氧化处理的钛合金表面,呈多孔蜂窝状氧化物形态,初始粘接强度高,耐久性好。
以氢氧化钠为主的混合液(NaOH、EDTA、Na2SO3、酒石酸钠)作为阳极氧化溶液,处理后的钛合金粘接剪切强度为26~30MPa,是不同表面处理方法的最高者。
近年来,氢氧化钠阳极氧化(SHA)处理受到青睐,它的粘接耐久性与铬酸阳极氧化(CAA)相当或还好,更为重要的是SHA为环境友好工艺。
对于钛合金要求粘接强度高和耐久性好的粘接,环氧胶黏剂则为首选。典型配方(质量份)为:
F-51环氧树脂 100
6269脂环族环氧树脂 20
羧基液体丁腈橡胶 20
4,4′-氨基二苯砜 33
玻璃粉(200目) 30
钛白粉 30
镁盐晶须(M-HOS) 10
8-羟基喹啉 2
KH-560 2
125℃/2h+200℃/2h固化。 环氧树脂 - www.epoxy8.com -(责任编辑:admin) |