2.磷酸鹽類2.1.磷酸一氧化銅膠粘劑 此膠是由磷酸與氧化鋁配成的溶液同氧化銅配合使用。室溫固化,耐高低溫性能優(yōu)良。碳鋼套接膠接件的壓剪強度≥90MPa,在-180℃時膠接強度不變,高溫耐600℃。線脹系數(shù)比金屬小,為<1×10-6/℃,熱導(dǎo)率為1.1W/(m·k),適用于刀具、量具、斷裂軸的膠接,殼體裂縫、鑄件砂眼等修復(fù)及粘堵。我國在60年代初開發(fā),用于硬質(zhì)合金車刀、鉸刀的膠接,具有簡便、經(jīng)濟效果好的優(yōu)點,并開拓用于金屬件等補漏和密封等方面,成為無機膠粘劑中的一個主要品種。 (1)制法 ①氧化銅。工業(yè)上的制法是將銅渣焙燒,初步氧化以除去水分和有機雜質(zhì)。冷卻后,得到的初步銅氧化物進(jìn)行粉碎,再二次氧化,得到粗制氧化銅。在加熱下將它溶解于硫酸中,生成硫酸銅溶液,待澄清后,在加熱和攪拌的條件下,加人鐵刨花還原,生成純凈的銅,用熱水洗滌至無硫酸根及鐵質(zhì)后干燥。再級過450℃下氧化焙燒8小時,冷卻后粉碎,再在氧化爐中氧化焙燒,過篩,制得氧化銅。其反應(yīng)式如下: 氧化銅也可用硫酸銅自制,其制法是在三口燒瓶中先將硫酸銅和水加熱溶解,待澄清后,控制反應(yīng)溫度在70-80℃,于攪拌的條件下滴加10%氫氧化鈉溶液,控制pH9~10,回流20分鐘,停止反應(yīng)。取出沉淀的氫氧化銅,用沸水洗至中性,于150℃干燥。干后粉碎,放人馬弗爐中于900士15℃焙燒活化4小時,呈塊狀物。冷卻后用球磨機粉碎,過篩(200目篩),再于110~140℃烘1~2小時即成。其反應(yīng)式如下: 市售的試劑級或工業(yè)品氧化銅,其含量≥98%,細(xì)度(100目篩余)≤1.0%。但直接用于調(diào)膠,極易凝膠而固化,適用期極短,導(dǎo)致膠接強度低落。一般經(jīng)150~200℃烘焙后可提高膠接強度,但最好經(jīng)900±15℃焙燒4小時的處理,有利于延長膠液的適用期,并獲得較高的膠接強度。 ②磷酸溶液配制。在每100毫升磷酸中徐徐地加入5克試劑級氫氧化鋁粉末,攪拌成乳白色狀液體,加熱至220~260℃,保持1~2小時,使氫氧化鋁溶解后并蒸去溶液中的水份,自然冷卻至室溫。生成物主要是磷酸二氫鋁,含有部分焦磷酸鹽,其相對密度在1. 85~1.9。主要反應(yīng)式如下: 配合氫氧化鋁可延長膠料的凝膠時間,也使膠料有相當(dāng)?shù)倪m用期,以獲取較高的膠接強度。磷酸溶液在低溫久貯下會有晶體析出,影響使用。可將它加熱至50-60℃,待其全部融化成澄清溶液,冷卻后照常使用;對仍難融化或吸濕溶液;置于燒杯中加熱至220-260℃,冷卻備用。 (2)應(yīng)用工藝。膠接件應(yīng)選用套接和糟接,配合間隙一般采用0.1~0.3毫米。膠接面的光潔度愈低愈好,一般以▽1~▽3為宜,表面須除銹、除油清洗干凈。 ①配膠。氧化銅(甲)克數(shù)與磷酸溶液(乙)毫升數(shù)的配比(K)可按下式瓦制: K=甲/乙=3~5 K值大,膠料凝固速度隨之加快,K值>5以上,膠料凝固極快,難以調(diào)膠,且膠接強度增加并不明顯。氣溫對K值也有影響,因此要根據(jù)氣溫加以調(diào)節(jié)。一般冬季室溫較低,K取大值;夏季反之,取小的K值,通常K值取4~4.3為宜,如環(huán)境溫度在25℃左右,相對濕度<80%時,膠料的適用期約為10分鐘左右。 調(diào)膠:按確定的K值配料一,將稱量的甲組分置于銅板或玻璃板上,使其中間呈凹坑。用注射器或滴管提取溶液乙組分,住人凹坑中,用竹片調(diào)和均勻,約1~2分鐘膠料呈糊狀,并能用竹片把膠拉成1厘米以上絲條,膠料基本無氣泡即可使用。調(diào)膠時產(chǎn)生放熱反應(yīng),易使膠料凝結(jié)而固化,故需用導(dǎo)熱好的銅板,使熱量易于散發(fā),防止膠料較快地凝結(jié)。每次調(diào)膠量以10克以下為宜,隨調(diào)隨用。若用膠量較大時,可采取多人同時分別調(diào)膠。 配制導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性等膠粘劑時,應(yīng)將甲、乙膠料先行調(diào)和均勻,再加入導(dǎo)熱或?qū)щ姷牟牧险{(diào)勻。 ②涂膠工藝。用竹片或棒、刮刀或刷子,在兩個膠接面上均勻地涂上膠液,槽接件要來回推拉幾次,套接件要慢慢地旋入和退旋幾次,使膠液均勻地分布在膠接面上,擠出的多余膠掖刮去,也可用帶濕棉紗擦凈。 ③膠接條件。膠接件先在40~50℃烘2小時,再升溫至100-120℃烘2小時。也可在60~80℃烘4~6小時或室溫(25℃)下2~3天使之固化。固化溫度高,反應(yīng)速度快,所需時間短。膠液易吸濕,故膠接件在未固化前不置于潮濕場所,否則會導(dǎo)致膠接強度下降。
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