[發明專利]由含有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金制成的工件的處理和粘合方法

無效

• 申請號: 200580028865.8
• 申請日: 2005-07-13
• 公開（公告）號: CN101068897A
• 公開（公告）日: 2007-11-07
• 發明（設計）人: D·帕爾;N·布蘭克;U·哈特曼;M·斯特格
• 申請（專利權）人: SIKA技術股份公司
• 主分類號: C09J5/00
• 分類號: C09J5/00;C09J175/04;C09J163/00;B62D27/02
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司
• 代理人: 周建秋;王鳳桐

技術領域

本發明涉及一種由具有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金制成的工件的粘合區域的處理方法，還涉及一種粘接兩個工件的方法，其中至少一個工件由具有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金組成，且所述工件各具有至少一個粘合區域。

背景技術

除貴金屬外，大部分金屬和金屬合金都具有水合氧化物和/或氫氧化物層。具有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金廣泛應用于工業尤其是工業制造業中。

目前，這些材料必須通過傳統的連接方法如鉚接、焊接或螺栓連接來連接。然而，人們發現這些傳統的連接方法有許多缺點。例如，當這種組件(assembly)承載負荷時，在接合位置(join?site)存在非常高的應力峰。此外，這種傳統的組件通常不密封，并且當連接不同材料時，經常存在接觸腐蝕。最后，特別是非鐵金屬材料，且尤其是鋁不適合與其他材料焊接。

使用粘合劑通過粘合方式連接材料的方法類似于已知的連接方法。此處的粘合劑為通過表面附著(附著力)和內力(內聚力)將一個工件與另一個工件連接的非金屬材料。

與其他連接方法例如鉚接、焊接或螺栓連接相比，粘接具有許多優點。例如，在整個粘合區域上可獲得均勻的應力分布，這對靜力強度和動力強度(static?and?dynamic?strength)都很有利。而且對表面和微觀結構沒有損害。另外，粘合劑可起到密封功能。由于使用粘合劑能夠減少相當多的重量，因此尤其在輕量結構情況下能顯示進一步的優點。重要的是，使用粘合劑即使將不同的材料互相連接在一起也是可能的。粘接通常是在面上進行，特別是在整個面上進行。

然而，對于材料粘接的耐久性和承載，將粘合區域預處理使粘合劑能夠與粘合區域穩固連接是很重要的。這種情況下，在具有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金的情況下，在環境空氣中形成的水合氧化物和/或氫氧化物層會引起特別的問題。這些自然形成的層以不規則且未精確限定的過程產生，并含有氧化物、氫氧化物，且有時還有羥基氧化物，通常以混合物形式存在。

由于形成的產物結構不同，以這種方式自然形成的表面具有易存留水的孔。至少在最上面會發生水合作用。這種表面層對材料表面的附著力和粘合力很差，在負載情況下，在這種氧化物和/或氫氧化物層內會導致不可預料的脫附現象或開裂。此外，在粘接情況下，表面結構和水合作用導致公知的“弱邊界層”，從而導致這些工件之間的粘接過早失敗。

粘合區域還必須保持無腐蝕，這樣在粘合劑和粘合區域之間的粘接才不會被金屬或金屬合金與來自環境中的濕氣之間的反應所削弱，且在長期負載下不會破壞。

這些表面的另一個問題是，即使將傳統的處理方法用于涂覆確定的氧化物層，例如使用鋁陽極氧化(Eloxal)(電氧化鋁)的情況，由于表面能低，也很難徹底實現用粘合劑潤濕氧化物層。結果粘合區域不能與另一個粘合區域充分連接。

發明內容

因此，基于本發明的技術問題是改進由具有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金制成的工件的粘接。

根據本發明的第一教導，通過具有由具有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金所制成工件的粘合區域的處理方法解決上述技術問題。

即，本發明提供了一種處理工件粘合區域的方法，所述粘合區域至少由具有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金構成，該方法的特征在于下述步驟：

-清潔所述粘合區域

-活化所述粘合區域

-用增粘劑涂覆至少部分所述粘合區域，和

-通過后處理將所述增粘劑進行化學轉化。

附圖說明

圖1示出了用于產生等離子流的等離子體噴嘴。

具體實施方式

在本發明中，具有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金具體包括金屬鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、錫、鎂、鋁和它們與另一種的合金或者它們與其它合金成分如硅或碳的合金。在這些合金中，特別優選各種鋼和鋁合金。特別優選非鐵金屬材料，如鋁、鎂或鈦材料。具有水合氧化物和/或氫氧化物層的優選的材料為鋁。最后，諸如硅和硅氧化物(玻璃)的材料也可以具有氧化物和/或氫氧化物層，因此同樣落入本發明的申請范圍。

下面將鋁作為材料來描述本發明。然而，本發明并不限于鋁材料。一般地，本發明涉及具有水合氧化物和/或氫氧化物層的金屬或金屬合金。