關(guān)永安，王 焱，廖爾清，劉 葵，戚鋼志，付金良

（1.貴州飛機(jī)有限責(zé)任公司制造工程部，貴州 安順 561019；2.黎陽(yáng)航空動(dòng)力有限公司特種檢測(cè)中心，貴州 平壩 561104）

鋁合金表面處理工藝對(duì)SY-14C膠粘劑粘接強(qiáng)度的影響

關(guān)永安1，王 焱1，廖爾清1，劉 葵1，戚鋼志2，付金良2

（1.貴州飛機(jī)有限責(zé)任公司制造工程部，貴州 安順 561019；2.黎陽(yáng)航空動(dòng)力有限公司特種檢測(cè)中心，貴州 平壩 561104）

探討了鋁合金表面處理工藝對(duì)“SY-D4抑制腐蝕底膠”與“SY-14C膠粘劑（膠膜）”粘接強(qiáng)度的影響，分析了不同處理工藝下試片的破壞形貌，為兩種膠的應(yīng)用提供了使用依據(jù)。

鉻酸陽(yáng)極化處理；膠粘劑；金屬鋁蜂窩；剪切強(qiáng)度；剝離強(qiáng)度

根據(jù)“SY-D4抑制腐蝕底膠”與“SY-14C膠粘劑（膠膜）”的使用說(shuō)明書規(guī)定，鋁合金零件粘接前，必須對(duì)鋁合金表面進(jìn)行化學(xué)處理，化學(xué)處理的方法主要有鉻酸陽(yáng)極化處理、硫酸陽(yáng)極化處理或磷酸陽(yáng)極化處理，其中以磷酸陽(yáng)極化為相對(duì)最佳。但是，由于本研究的鋁合金表面處理工藝均為鉻酸陽(yáng)極化與硫酸陽(yáng)極化處理，沒(méi)有磷酸陽(yáng)極化處理生產(chǎn)線，所以僅能進(jìn)行鋁合金鉻酸陽(yáng)極化與硫酸陽(yáng)極化處理的配套對(duì)比試驗(yàn)，以確定現(xiàn)有兩種鋁合金表面處理工藝中，適合于“SYD4抑制腐蝕底膠”與“SY-14C膠粘劑（膠膜）”配套使用的相對(duì)最佳表面處理工藝。

經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)分析，獲得了相對(duì)最佳的施工方案，確保了某產(chǎn)品的試制進(jìn)度。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

實(shí)驗(yàn)原料詳見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)原料Tab.1 Raw materials for experiments

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

UTM4000型微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，深圳三思縱橫科技股份有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

為了保證鉻酸陽(yáng)極化與硫酸陽(yáng)極化這兩種表面處理工藝所制備的試片測(cè)試數(shù)據(jù)具有可比性，采取了試片的粘接與測(cè)試相同的工藝和環(huán)境，具體粘接工藝如圖1所示。

1.4 性能測(cè)試

（1）剪切強(qiáng)度：按照HB 5164—1981《金屬膠接拉伸剪切強(qiáng)度試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)，采用微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行測(cè)定。

（2）板-板90°剝離強(qiáng)度：按照HB 5165— 1981《金屬膠接90°剝離強(qiáng)度試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)，采用微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行測(cè)定。

（3）板-芯90°剝離強(qiáng)度：按照GJB 130.8—1986《膠接鋁蜂窩夾層結(jié)構(gòu)90°剝離強(qiáng)度試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)，采用微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行測(cè)定。

（4）數(shù)據(jù)變化率：以硫酸陽(yáng)極化試片測(cè)試數(shù)據(jù)為第1組數(shù)據(jù)、鉻酸陽(yáng)極化試片測(cè)試數(shù)據(jù)為第2組數(shù)據(jù)，則數(shù)據(jù)變化率/％=

圖1 “SY-D4抑制腐蝕底膠”與“SY-14C膠粘劑（膠膜）”配套粘接工藝流程圖Fig.1 Process flowchart of bonding between SY-D4 corrosion-inhibiting primer and SY-14C adhesive（film）

2 結(jié)果與討論

2.1 性能測(cè)試分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 SY-D4、SY-14C試驗(yàn)數(shù)據(jù)Tab.2 Test data of SY-D4 and SY-14C

2.2 試片的破壞形貌

2.2.1 不同表面處理工藝室溫剪切試片的破壞形貌

在不同表面處理工藝條件下，室溫剪切試片的破壞形貌如圖2所示。

圖2 不同表面處理工藝的室溫剪切試片破壞形貌Fig.2 Damage morphologies of room-temperature shearing specimens for different surface treatment process [a.硫酸陽(yáng)極化試片；b.鉻酸陽(yáng)極化（填充）試片；c.鉻酸陽(yáng)極化（不填充）試片]

2.2.2 不同表面處理工藝高溫（150 ℃）剪切試片的破壞形貌

在不同表面處理工藝條件下，高溫（150℃）剪切試片的破壞形貌如圖3所示。

圖3 不同表面處理工藝的高溫（150℃）剪切試片破壞形貌Fig.3 Damage morphologies of 150℃shearing specimens for different surface treatment process [a.硫酸陽(yáng)極化試片；b.鉻酸陽(yáng)極化（填充）試片；c.鉻酸陽(yáng)極化（不填充）試片]

2.2.3 不同表面處理工藝室溫板-板90°剝離試片的破壞形貌

在不同表面處理工藝條件下，室溫板-板90°剝離試片的破壞形貌如圖4所示。

圖4 不同表面處理工藝室溫板-板90°剝離試片的破壞形貌Fig.4 Damage morphologies of room-temperature 90°peeling specimens(plate-plate) for different surface treatment process [a.硫酸陽(yáng)極化試片；b.鉻酸陽(yáng)極化（填充）試片；c.鉻酸陽(yáng)極化（不填充）試片]

2.2.4 鉻酸陽(yáng)極化（不填充）表面處理工藝室溫板-芯（鋁蜂窩）90°剝離試片的破壞形貌

在鉻酸陽(yáng)極化（不填充）表面處理工藝條件下，室溫板-芯（鋁蜂窩）90°剝離試片的破壞形貌如圖5所示。

2.3 粘接試片破壞情況分析

由表2、圖2～4可以看出，鋁合金表面采用鉻酸陽(yáng)極化（不填充）處理的試片，其剪切強(qiáng)度（室溫、150 ℃）、板-板90°剝離強(qiáng)度均比鉻酸陽(yáng)極化（填充）處理與硫酸陽(yáng)極化處理的試片高。究其原因可能是由于鉻酸陽(yáng)極化（不填充）處理試片的內(nèi)聚破壞面積均大于另外兩種處理方式的試片，所以其粘接強(qiáng)度較高。

圖5 板-芯（鋁蜂窩）90°剝離試片的破壞形貌Fig.5 Damage morphologies of 90° peeling specimens（plate-aluminum honeycomb core）

由表2、圖2～4還可以看出，硫酸陽(yáng)極化處理試片的內(nèi)聚破壞面積率相對(duì)最低，甚至在板-板90°剝離強(qiáng)度測(cè)試中，出現(xiàn)氧化膜整體脫落現(xiàn)象，從而導(dǎo)致鋁合金表面處理試片中綜合性能相對(duì)最差，無(wú)法滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)使用要求，所以硫酸陽(yáng)極化處理工藝不能用于該產(chǎn)品的生產(chǎn)。

由表2、圖3～5可以看出，鋁合金表面采用鉻酸陽(yáng)極化（不填充）處理的試片，其綜合性能相對(duì)最好，板-芯90°剝離強(qiáng)度試片的破壞形貌呈現(xiàn)鋁蜂窩局部拉斷、薄板上殘留鋁蜂窩拉斷物，完全符合產(chǎn)品夾層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、使用要求，所以，應(yīng)該采用鉻酸陽(yáng)極化（不填充）處理工藝進(jìn)行鋁合金表面處理。

3 結(jié)語(yǔ)

在某產(chǎn)品的試制過(guò)程中，先采用鉻酸陽(yáng)極化（不填充）處理工藝對(duì)鋁合金表面進(jìn)行處理，然后再進(jìn)行產(chǎn)品的粘接工藝，制備出的產(chǎn)品性能良好，完全滿足了產(chǎn)品設(shè)計(jì)使用要求。

Effect of aluminum alloy surface treatment process on bonding strength of SY-14C adhesive

GUAN Yong-an1, WANG Yan1, LIAO Er-qing1, LIU Kui1, QI Gang-zhi2, FU Jin-liang2
(1.Manufacturing Engineering Department of AVIC Guizhou Aircraft Co.,Ltd., Anshun, Guizhou 561019, China; 2.Special Testing Center of Liyang Aero Power Co.,Ltd., Pingba, Guizhou 561104, China)

The effect of aluminum alloy surface treatment process on the bonding strength between SY-D4 corrosioninhibiting primer and SY-14C adhesive(adhesive film) was explored and the damage surface morphologies of the specimens treated by different processes were analyzed. These results provided a basis for the application of both the adhesives.

chromic acid anodizing; adhesive; metal aluminum honeycomb; shear strength; 90°peel strength

TG494

A

1001-5922（2016）06-0063-04

2016-02-23

關(guān)永安（1954-），男，研究員，主要從事膠粘劑、密封劑、復(fù)合材料等方面研究工作，先后在國(guó)際、國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)研討會(huì)及學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文近30篇。E-mail：guan0250@163.com。