金属与金属粘接技术

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1、金属与金属粘接技术4.4.1乐泰胶水选择经表面处理后，金属就可涂 乐泰胶水。此时选胶就成为当务之急。由于金属的种类繁多，每一种金属是由其元素所组成，因此，其表面也呈现不同的特性。一种胶粘剂不可能满足各种金属粘接强度要求，就一种高性能胶粘剂而言，由于其配方的比例不同， 所用原料批次不一，也会出现性能差别较大的粘接体系，所以对胶粘剂的选择应予以高度重视。一般遵守的基本原则（详见3.1节所述）和考虑的因素为：金属粘接件使用环境条件；金属的种类及表面特性；金属接头形式、受力类型、大小和持续的时间；粘接面大小和固化条件；成本；现有设备（压机、夹具、热源和表面处理装置等）的状况等。在满足应用要求的前提下，

2、尽量选择成本低，易涂胶，室温固化的胶种。选胶时，应经初步筛选，去掉那些不合格的胶粘剂，选准几个牌号的胶加以试验，择其良者。一旦候选胶粘剂限于仅有的几个牌号，就比较容易地寻找到最佳粘接体系。金属表面的非结构性粘接，可选用热塑性树脂和橡胶类胶粘剂，其成本低，适用于低强度或中等强度的粘接。但金属部件通常都是用作结构件和受力构件，所进行的粘接同样也是结构粘接。因此，在谈及金属粘接用胶粘剂时，通常是指结构胶粘剂， 为便于选择现将金属粘接常用的结构胶粘剂的类型和通用 物理性能列于表4-4-1,仅供选胶时参考。国内金属粘接用胶粘剂牌号、性能和用途请参见14.2。表4-4-1金属粘接用结构乐泰胶水的性能胶粘剂

3、使用温度/C剪切强度/剥离冲击耐蠕耐溶耐湿性接头类型最高最低MPa强度强度变性剂性环氧-胺661020.734.5差 差良好良好良好硬环氧-聚酰胺6615.613.827.6 cHl 良好良好良好中等韧性及中柔性环氧-酸酎14915.620.734.5差 平？良好良好良好硬环氧-酚醛177-25322.1差差良好良好良好硬环氧-尼龙82-25344.8很好良好中等良好差韧性环氧-聚硫66-7320.7良好中等中等良好良好柔性丁睛-酚醛149-7320.7良好良好良好良好良好韧性及中柔性乙烯-酚醛107-5113.834.5很好 良好中等中等良好韧性及中柔性氯丁 -酚醛93-56.720.7良好

4、良好良好良好良好韧性及中柔性聚酰亚胺316-25320.7差 差良好良好中等硬聚苯并咪陛260-25313.820.7差 差很好良好良好硬聚氨酯66-25334.5良好良好良好中等差柔性丙烯酸双酯93-5113.8 27.6差中等良好差差硬鼠基内烯酸酯66-5113.8差差良好差差硬聚氧树脂82-56.717.2中等良好良好差良好韧性及中柔性热固性丙烯酸酯121-5120.7 27.6差差良好良好良好硬4.4.2 铝及其合金用乐泰胶水铝粘接最常选用的、 性能最佳的胶是改性环氧和酚醛胶粘剂。这类胶的粘接强度可达48310MPa ,已达到铝强度值的下限。最近国外采用乙烯基类胶粘剂粘接汽车发动机铝制

5、盖外板， 这种乙烯基类塑溶胶具有良好的隔音减振性能，还可吸收和透过薄油膜与铝（或其它金属）形成牢固的粘接。此胶初始剪切强度为4.15.5MPa,而采用橡胶胶粘剂粘接，其粘接强度仅为2.4MPa。常用的胶粘剂及其性能见表4-4-2。表4-4-2铝粘接用胶粘剂材料类型胶粘剂工作温度/C铝与铝玻纤增强的改性酚醛-253+260（冷冻或低温应用）改性环氧宿衬薄膜-253+260环氧-酚醛玻璃布-253+371铭与铝双组分环氧糊料-51+93（21 C以下低温应用）铝与铝双组分环氧银糊料-46+66（导电应用）单组分改性环氧糊料+177单组分环氧加银粉的糊料+121铝与铝双组分环氧体系+316（高温应用

6、）组分A糊料+371组分B糊料长期使用环氧-酚醛玻璃布+316双组分环氧体系+232组分A液体组分B粉料单组分环氧糊料铝与铝双组分环氧-55+66（快速固化）双组分环氧浆料+49双组分液体环氧+49铝与铝双组分环氧糊料-46 +82（面上有湿汽） 铝与铝双组分环氧-46 +93（油污表面） 铝与混凝土双组分环氧糊料-20 +82铝与软玻纤单组分氯丁酚醛-34+149铝与硬玻纤双组分改性环氧糊料-55+82单组分铝填充改性环氧糊-40+121铝与泡沫塑料双组分环氧液体糊料-55+82（聚苯乙烯、聚氨酯等）单组分再生橡胶（水分散）糊料-37+149铝与玻璃双组分环氧稀浆料-55+93硅酮橡胶糊料-

7、62 +177双组分改性环氧/胺酸糊料-55+93铝与银钢双组分环氧糊料+82铝与MYLAR（聚酯薄膜）单组分合成橡胶树脂-46+121铝与尼龙双组分环氧糊料+82单组分鼠基丙烯酸酯-54+79铝与PVC单组分合成橡胶树脂-58+121双组分环氧糊料-55+93续表材料类型胶粘剂工作温度/C铝与特佛隆（聚四氟乙烯）单或双组分环氧糊料+260铝与橡胶环氧（高强度用）-54+79（通用）单组分氟基丙烯酯液体铝与橡胶单组分合成橡胶液体-34+110（布纳N-丁睛、海帕龙、天然、填充树胶、GR-S、KEL-F、氯丁红片、海绵、纯树胶）铝与硅酮橡胶单组分硅酮橡胶糊料-65+232铝与木材双组分环氧糊料-

8、55+82单组分环氧糊料-55+1774.4.3 钢铁粘接用乐泰胶水为钢铁类材料所推荐的胶粘剂有：（1）聚合物合金胶粘剂 酚醛-聚乙烯醇缩甲醛胶、酚醛 -聚乙烯醇缩丁醛胶、酚醛-丁睛胶、酚 醛-氯丁胶、环氧-尼龙胶、环氧-丁睛胶、环氧-酚醛胶等。（2）热固性胶粘剂 环氧-多胺型胶、环氧-酸酎型胶、聚异氟酸酯胶等。（3）热塑性胶粘剂 改性聚氯乙烯胶、氟基丙烯酸酯胶、聚甲基丙烯酸酯+单体型胶等。（4）耐高温胶粘剂 聚酰亚胺胶和聚苯并咪陛胶等。美国在军事装备粘接中曾成功地使用胶粘剂对合金钢进行粘接。所用胶粘剂如下：丁睛-酚醛胶在中等温度下可提供很高的粘接强度，但在高温下其强度会迅速下降。聚苯并咪陛（

9、PBI）胶在较大的温度范围内，特别是在高温下能保持高的粘接强度。其它胶粘剂还有环氧-酚醛胶、聚酰亚胺月丙烯酸酯胶 （双组分、室温固化卜环氧胶带（在 121c温度下，施加 345MPa压力，固化1h）、环氧糊状胶（在121 C、接触压力下固化 1h）、 双组分双酚A环氧/聚酰胺固化剂体系胶（在接触压力下室温固化）。最近，美国陆军的一份研究报告对通常的军需品（指枪炮、弹药）用超高强度钢-4340钢推荐了 4种表面处理方法，使用了两种不同的胶粘剂：单组分的120c固化的环氧糊 （EC-2214）和双组分室温固化的丙烯酸类胶粘剂 （TAME 2000）。研究发现，尽管表面处理方法不同，用EC2214粘

10、接的接头在强度方面只存在很小差别（6%）。而使用丙烯酸类胶粘剂 TAME 2000,粘接强度存在很大差异（高达45%）;尽管两种胶粘剂都表现出优异的耐高温性能，但EC2214在60c基本保持不变， 而TAME2000在高温下明显地比室温高。然而，在60 C ,环氧仍然具有比丙烯酸类更高的强度。4.4.4 钛及其合金用乐泰胶水由于钛耐高温性能好，它的主要应用领域也在高温场合下，选择胶粘剂时自然也要选用那些耐高温胶粘剂。需选用的胶有：环氧-尼龙胶、环氧-聚硫胶、改性酚醛胶、酚醛-有机硅胶、酚醛-缩醛胶、聚氨酯胶、聚酯型胶、聚苯并咪陛胶、聚酰亚胺胶和聚酰胺酰亚胺胶等。上述胶粘剂中聚合物合金胶一般可在

11、177c下使用，超过这温度其剪切强度会明显下降。聚酰亚胺胶使用温度可达 316C,并可提供11.012.4MPa的粘接强度。4.4.5 铜及其合金用乐泰胶水常选用的胶粘剂有：环氧-多胺体系胶、环氧-多氨基酰胺胶、聚酯-聚异氟酸酯胶、酚醛-缩醛胶、酚醛-丁睛胶、环氧-尼龙胶、聚氨酯胶、有机硅胶、尼龙胶和丙烯酸酯类胶等。由于铜特殊的氧化特点，在正常情况下属难粘接金属。国际铜研究学会（INC-RA）为鉴定铜的粘接特性曾用环氧胶粘剂，分别对钢、铝、铜进行了粘接对比试验，对三种粘接件先后进行了长期沸水、剥离、热冲击和六个月的使用试验。试验结果表明钢、铝试样经试验后无破坏，而铜则很快破坏，有的甚至几天内逐

12、渐破坏。环氧-酸酎体系月和乙烯-酚醛胶等都不能提供良好的粘接强度。后来的试验表明环氧胶体系中只能选用双氧胺或三聚鼠胺为固化剂 的胶才能为铜提供长期的粘接强度。除环氧胶外，可成功地对铜进行粘接的胶还有聚氨酯、 有机硅、尼龙-环氧、丁睛-酚醛、氯丁酚醛、厌氧胶等。4.4.6 镁及其合金用乐泰胶水（1）聚合物合金胶粘剂：酚醛-缩甲醛胶、酚醛-缩丁醛胶、酚醛-丁睛胶、酚醛-氯丁胶、环氧-尼龙胶、环氧-橡胶型胶粘剂等。（2）热固性胶粘剂：环氧-多胺型、环氧-酸酎型、环氧-多氨基酰胺型胶粘剂、聚酯 -聚异鼠酸酯胶粘剂等。（3）热塑性胶粘剂：聚甲基丙烯酸酯胶、氟基丙烯酸酯胶、尼龙胶粘剂等。4.4.7 锌及其

13、合金用乐泰胶水常采用的胶粘剂有：环氧、有机硅、氟基丙烯酸酯、丁睛-酚醛和橡胶胶粘剂等。4.4.8 被及其合金用乐泰胶水适于被粘接的胶粘剂有：环氧-酚醛（固化条件为：177C, 345MPa压力）、丁睛-酚醛（固化条件：177C,压力为345MPa）、环氧（室温固化，接触压力 /环氧-尼龙、聚酰亚胺、聚 苯并咪陛等胶粘剂。由于被可在538 c以上应用，仍具备足够的强度，故在高温应用领域具有一定位置。 在200 288c空气中应采用聚苯并咪陛胶粘接， 粘接体系相对稳定；低于288c空气中应用，可选用 聚酰亚胺胶粘剂，也可进行成功地粘接。4.4.9 其它金属粘接用乐泰胶水鸨及其合金粘接用胶粘剂资料报道很少，已成功通用丁睛-环氧胶粘剂、有机硅胶粘剂等对鸨进行了粘接。馍通常以合金形式应用，常用的胶粘剂有环氧-尼龙、聚酰胺、酚醛-丁睛、酚醛-缩醛、多异氟酸酯、三聚氧胺和氯丁胶粘剂等。在高温结构件中粘接中可采用聚苯并咪陛和聚酰亚胺 胶粘剂等。其它金属（镉、银、金、铀等）粘接所推荐的胶粘剂为环氧胶、酚醛-环氧胶、环氧-橡胶型胶粘剂等。