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異種資料接合技能用于汽車鋁合金壓鑄件

更新時間:2014/11/13 9:19:17  點擊熱度:3804

  不用粘合劑也不用連接件就能将異種資料牢固接合在一起的異種材料接合技能,其适用資料的種類正在不斷擴大。

  開發出了直接接合樹脂與金屬的“AMALPHA”技能的日本MEC公司,将該技能适用的樹脂材料由原來的5種增加到了17種。金屬方面,除了鋁合金鍛造材料之外,還可接合鋁合金壓鑄材料。增加了鋁合金壓鑄材料之後,該技能有望快速推行到使用壓鑄件較多的汽車領域。

  目标是“可用于任何部位”

  下表列出了MEC公司測試過的材料、接合條件及接合強度。以前可接合的樹脂有聚苯硫醚(PPS)、聚酰胺(PA6)、聚醚醚酮(PEEK)、酚醛樹脂及環氧樹脂5種。此次增加了12種,分别為PA6T、PA66、PA11、PA12、聚鄰苯二甲酰胺(PPA)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、液晶聚合物(LCP)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚丙烯(PP)、三元乙丙橡膠(EPDM)、丁腈橡膠(NBR)。

  而金屬方面以前隻有鋁合金、不鏽鋼(SUS)和銅(Cu)3種材料,現在還可接合鋁合金壓鑄材料。

  表中的記号表明接合條件和接合強度。◎表明可通過射出成型進行接合,在拉伸試驗中,接合面未脫落而樹脂被損壞(母材損壞)。○表明熱壓焊接,在拉伸試驗中母材損壞。△表明通過射出成型或熱壓進行接合,但接合強度低,在1MPa左右的強度下,接合面就有可能脫落。“─”表明尚未測試。也就是說,标記為◎或○的樹脂與金屬可直接牢固接合。

  在金屬表面形成凹部

  樹脂與金屬的接合利用的是可形成物理性接合的“錨固效應”。其原理是,在金屬表面開一些微細的小孔,向其中澆注熔融樹脂,等樹脂冷卻凝固,樹脂就像錨一樣鈎在孔上,拔不下來了。

  接合工藝如下。首先,将金屬浸入脫脂液,去掉金屬表面附着的加工油和鏽等。第二步是将金屬浸入蝕刻液(表面粗化劑),使金屬表面粗化,形成一些微細的小孔。然後将金屬浸入酸性溶液中,沖掉金屬表面析出的副産物(污物),再水洗、幹燥。最後,通過射出成型、樹脂傳遞成型、熱壓成型等方法将熔融樹脂寫入表面開孔的金屬。樹脂凝固後,就制成了樹脂與金屬的接合品。

  MEC公司開發出了适合每種金屬的蝕刻液,并找出了适合每種樹脂的成形條件,從而增加了可異種接合的資料。其中,找出能夠與鋁合金壓鑄資料直接接合的樹脂(PPS、PA6、PA66、苯酚樹脂、環氧樹脂)是為了應用于汽車零部件。