论文摘要
铝、镁合金因其优异性能在航空、航天、武器装备、机械、建筑、化工、交通、仪器仪表、电子电器等领域得到广泛应用。铝、镁合金结构粘接在其使用中起到重要作用。表面氧化处理技术是铝、镁及其合金表面胶接前处理的主要方法。但关于铝合金阳极氧化处理前后的不同处理条件及干燥放置条件等方面的研究有待进一步深入研究。铝合金与橡胶之间的高强度粘接机制研究比较少。而关于镁合金的化学转化、阳极氧化等表面处理对粘接性能的影响研究尚未见相关报道。论文以硬铝LY12为试验材料,研究了砂纸打磨、碱蚀处理、阳极氧化等粘接前表面处理方式对铝合金粘接性能的影响以及阳极氧化后不同处理条件及干燥方式对铝合金粘接性能的影响。结果表明：中等粒度的砂纸打磨后再直接粘接的试样具有较高的粘接强度,磷酸阳极氧化处理明显提高了粘接件的拉剪强度和耐久性,在氧化处理之前进行碱蚀处理,可以使粘接件的拉剪强度和耐久性将得到进一步的提高。铝合金磷酸阳极氧化膜经过冷风吹干、50℃烘干和100℃烘干处理后,粘接试样的拉剪强度随烘干温度升高略有增大,而经100℃烘干处理后,由于氧化膜中产生了许多微小裂纹,导致其耐久性有所下降。磷酸改性的硼硫酸阳极氧化处理后的试样粘接前的干燥方式对其粘接性能由一定的影响,沸水封闭处理导致其粘接性能明显降低。与磷酸阳极氧化相比,无论是何种干燥方式,磷酸改性的硼硫酸阳极氧化处理后的试样的粘接性能皆相对较差。以锻铝LD7为试验材料,研究了其进行表面处理后与橡胶的粘接性能,以及通过添加ZDMA对橡胶基体配方调整或用硅烷偶联剂改性金属表面的方法对NBR橡胶和金属铝片的粘合性能的影响。结果表明,以硫酸及磷酸为电解质进行LD7铝合金阳极氧化实验,随着阳极化时间的延长,氧化膜的厚度会增加,其与橡胶的粘接性能会得到提高；在磷酸氧化液中,升高氧化电压,氧化膜的厚度也会提高,其与橡胶的粘接性能会得到提高。经阳极氧化处理后的试片,涂覆粘合剂后在真空条件下干燥,较在常压下干燥,所得到的粘合性能要好。与简单机械打磨法、机械喷砂法相比,阳极氧化法处理的铝合金与橡胶的剥离强度最好,其破坏形式为橡胶本体的内聚破坏。SEM和能谱分析表明,橡胶分子在铝合金表面通过长时间的浸润和扩散,会不断地向孔洞进行渗透,渗入几率和渗入深度均有所提高,并与氧化膜间形成牢固的物理结合。添加ZDMA的实验测试表明,剥离强度先是随ZDMA用量增加而增加,当用量多余六份时,剥离强度开始降低。ZDMA最佳添加份数约为3份。采用A174偶联剂对铝合金进行表面处理后,其与橡胶的粘结性能要优于未经偶联剂处理的铝合金。以镁合金AZ31为试验材料,研究无铬化学转化处理和阳极氧化处理对镁合金AZ31的粘接强度的影响,结果表明,通过发现化学转化处理和阳极氧化处理二者皆能提高镁合金的粘接强度。而以阳极氧化处理试样的粘接强度更高且耐蚀性更好,优化了适合镁合金粘接的化学转化处理和阳极氧化处理技术。