钛合金表面前处理方法对涂层附着力的影响研究.pdf

匦垂堑圜一匾垂圃_圆一+匿亟噩噩囹匿主觋卜圆一匝藿觋一圆钛合金表面前处理方法对涂层附着力的影响研究1前言2试验部分2．武汉材料保护研究所，湖北武汉430030)采用打磨、化学氧化、偶联剂前处理液处理3种方式对钛合金进行表面处理，通过测试2种底漆在其表面的拉拔附着力，比较3种处理方式对钛合金表面涂层附着强度的促进效果。结果表明：化学氧化和偶联钛合金；化学氧化；前处理剂；拉拔附着力钛合金具有密度小、比强度高、无磁性、无毒、耐展前途的新型结构材料，现在不仅成为航空航天工业中不可缺少的结构材料，在造船、化工、冶金、医疗等钛合金属于高电位金属，极易引起其它接触的低电位金属的电偶腐蚀，如铝、钢材等，因此在与其他异种金属同时使用时，需在钛合金表面涂覆绝缘性保护面易形成一种表面能低下的氧化物薄膜旧J，此惰性氧结合力，长时间工作环境中涂层易脱落，影响涂层的对钛合金进行表面处理，使基体表面粗化、去除可增强钛合金与聚合物的附着力。本文采用打磨、化学氧化、偶联剂处理等3种表面处理方法对钛合金试板进行前处理，并对前处理方式对钛合金上漆膜的附着强度的影响情况进行了比2．2试验方法试验主要采用TC4，TA2试板进行试验，按照3种前处理方法对试样进行表面前处理，然后按涂料施采用360目砂纸对钛合金试板进行打磨处理，除去表面的低表面能氧化物薄膜，并使试板表面粗化，然后使用丙酮清理除油，干燥后待用。化学氧化是使用强酸对具有强耐蚀性的钛合金表面进行清除处理，然后将其浸渍于无机酸或碱f生溶液中使之氧化着色，在钛合金表面形成致密的氧化物膜，是一种提高钛合金表面涂层附着力的有效方法13i其中酸洗槽液配方组成及工艺参数如表2所示：赵欣1，汪洋2。刘兰轩2(1．北京星航机电设备制造厂，北京100074；[摘要]荆前处理液处理能显著提高钛合金表面有机涂层的附着强度，拉拔附着力可达IOMPa。[关键词]腐蚀性强等众多优于普通金属的特性，是具有较大发方面也获得了广泛的应用⋯。涂料。但由于钛金属活性较大，在自然状态下，其表化物薄膜粘附性极差，严重影响钛合金与有机涂层的使用寿命。表面能低下钛氧化物薄膜或通过偶联剂键接等方式，较研究。主要原材料工工艺喷涂钛合金表面配套底漆，干燥固化后进行拉拔附着力试验。打磨2．2．2化学氧化处理钛合金的化学氧化按照如下工艺及参数进行：表l主要原材料列表续表12．2．1J。
3结果与讨论其中氧化槽液配方组成及工艺参数如表3所示：2．2．3偶联剂前处理液处理均具有高键合能力的偶联剂，使用其进行钛合金表面将试板用360目砂纸打磨后，用丙酮擦拭钛合金表面除去灰尘和油污，待丙酮干燥后，在试板上涂刷WH一1150钛合金表面处理剂，处理剂干燥后，进行3种前处理方法的效果比较钛合金试板表面涂层的拉拔附着力测试数据如破坏形式，其中A代表涂层与基材的脱落，B代表漆比较表4和表5中的数据可知：TC4试板上涂层3．2偶联剂前处理液浓度对涂层附着力的影响从偶联剂提高涂层附着力的机理分析，偶联剂前涂层粘接强度起作用的只是单分子层，过多的硅烷往往在基体表面形成沉积层，从而减弱“键桥”作用；并4结论机涂层的附着力，其作用效果百j与l：艺复杂鼠箨在氢WH一1150前处理液中包含能与金属和聚合物处理时，偶联剂可与金属表面的氧化层形成化学键合，同时能与底漆中的活性基团反应，是一种提高金属表面涂层附着力的简单、便捷方法H底漆涂装。表4和表5所示：备注：表4和表5中测试数据后面的字母代表其膜的内聚破坏，C代表胶粘剂的破坏。的附着力要优于TA2试板上涂层附着力；WH一1底漆相比WH一1152b底漆，在钛合金表面具有更好的附着强度，WH一1152a底漆在只进行打磨处理时附着力达到10MPa，而WH一1152b仅为1MPa左右，并且破坏形式均为漆膜与基材的脱离；采用化学氧化和偶联剂处理液处理后的试板上漆膜的附着力明显增强，特别是钛合金上附着力相对较差的底漆WH一1152b，TC4上的附着力可提高至11MPa，TA2上的附着力可提高至8MPa，破坏形式变成漆膜的内聚破坏。处理液的浓度对涂层附着力的影响较大。不同浓度偶联剂前处理剂处理后，WH一1152a底漆的附着力如表6所示：由表6数据可知，前处理剂的稀释比例对涂层的粘接性能有很大的影响。粘接强度随前处理剂浓度的增大而增大；当浓度增加到一定范围后，粘接强度反而下降。这是因为前处理剂，组要是通过硅烷偶联剂的化学键接作用来提高涂层的附着力，而硅烷提高且浓度过高，偶联剂自身形成二聚体、三聚体等环状物，使偶联剂失去偶联作用，而造成粘接强度下降。偶联剂前处理液处理能有效提高钛台金表面有脆问题的化学氧化处理媲美，具有无污染、操传漪单、无腐蚀的优点，具有广阔的应用前景。[参考文献][3]钛合金表面前处理方法对涂层附着力的影响研究表2酸洗液的配方组成及工艺参数项目参