喻少英,何燕春

（中國(guó)航空計(jì)算技術(shù)研究所，陜西 西安 710119）

機(jī)箱托架導(dǎo)軌膠膜粘接新工藝技術(shù)

喻少英,何燕春

（中國(guó)航空計(jì)算技術(shù)研究所，陜西 西安 710119）

對(duì)機(jī)箱托架導(dǎo)軌的材料選用聚四氟乙烯軟帶，粘接采用膠膜粘接工藝進(jìn)行了全面研究，確定了膠膜粘接熱壓工藝參數(shù)：熱壓溫度130～140℃，時(shí)間15～20min,壓力3～4kg/cm2。對(duì)膠膜粘接工藝（新工藝）和膠黏劑粘接工藝（老工藝）進(jìn)行了比較，結(jié)果表明：選用的膠膜粘接工藝參數(shù)合理，在最佳工藝參數(shù)條件下，膠膜粘接的剝離強(qiáng)度是膠黏劑粘接強(qiáng)度的1.5倍以上，工藝周期同膠黏劑粘接周期相比，縮短了70%以上，滿(mǎn)足機(jī)箱托架導(dǎo)軌粘接要求，因此膠膜粘接工藝是托架導(dǎo)軌粘接首選。

聚四氟乙烯；導(dǎo)軌；粘接；膠膜；聚酰亞胺膠膜

前言

機(jī)載設(shè)備計(jì)算機(jī)機(jī)箱是用托架固定并用鎖鉤鎖緊，以便維修時(shí)方便取出，而托架上需粘接耐磨、減震材料的導(dǎo)軌，以保證機(jī)箱的防震性和耐磨性。聚四氟乙烯導(dǎo)軌（簡(jiǎn)稱(chēng)F4帶）是氟塑料中的一種。F4帶是已知塑料中化學(xué)穩(wěn)定性最好的，它不溶于任何溶劑，幾乎不吸水，具有更優(yōu)良的耐腐蝕性能，摩擦系數(shù)為0.04。具有很好的電絕緣性，自潤(rùn)滑性、耐老化性、耐高、低溫性，耐氣候性，可在-190～250℃范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用，已被廣泛應(yīng)用于航空航天、石油、化工、電子電器等諸多領(lǐng)域[1～2]。聚四氟乙烯導(dǎo)軌與其他塑料導(dǎo)軌相比，具有無(wú)可比擬的優(yōu)越性。但是表面未經(jīng)過(guò)活化處理的聚四氟乙烯要與導(dǎo)軌很牢固的粘結(jié)在一起是不可能的。因?yàn)榫鬯姆蚁┦堑湫偷碾y粘材料，直接用膠黏劑很難達(dá)到高強(qiáng)度的粘接。近三十年來(lái)，國(guó)外對(duì)聚四氟乙烯的粘接研究大多集中在難粘原因及各種表面處理方法上，但至今仍未開(kāi)發(fā)出一種不需要表面處理、使用方便、粘接強(qiáng)度高的膠黏劑[3]。為了提高聚四氟乙烯材料粘接性、抗壓強(qiáng)度、硬度、耐磨性、潤(rùn)滑性、抗負(fù)載變形性及其尺寸穩(wěn)定性和導(dǎo)熱性，研究人員在20世紀(jì)60年代初又開(kāi)發(fā)了填充聚四氟乙烯，從而使聚四氟乙烯在各領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與設(shè)備

膠膜材料為復(fù)合材料，聚酰亞胺膠膜；導(dǎo)軌材料為經(jīng)活化處理的聚四氟乙烯軟帶，簡(jiǎn)稱(chēng)F4帶；托架為鋁材：表面經(jīng)陽(yáng)極化處理；設(shè)備：電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)；側(cè)板式熱壓機(jī)（帶溫度控制、壓力控制、時(shí)間控制）。

1.2 性能指標(biāo)要求

a.按正交試驗(yàn)方法，根據(jù)剪切強(qiáng)度和剝離強(qiáng)度的測(cè)試值，確定膠膜粘接的壓力、溫度和時(shí)間的最佳值。

b.在最佳工藝參數(shù)下，膠膜的剝離強(qiáng)度應(yīng)大于1.2kN/m。

c.確定膠膜粘接導(dǎo)軌工藝流程。

1.3 性能測(cè)試

a.剝離強(qiáng)度的測(cè)試按GB/T2790-1995《膠黏劑180度剝離強(qiáng)度測(cè)試方法》進(jìn)行。

b.剪切強(qiáng)度的測(cè)試按GB/T7124-2008《膠黏劑拉伸剪切強(qiáng)度測(cè)試方法》進(jìn)行。

剪切強(qiáng)度：在平行于膠層的載荷作用下，膠接試樣破壞時(shí)，單位膠接面上所承受的剪切力（MPa）。

剝離強(qiáng)度：在規(guī)定的剝離條件下，使膠接試樣分離時(shí)，單位寬度所能承受的載荷（kN/m）。

2 熱壓工藝參數(shù)

2.1 膠膜粘接工藝參數(shù)的選擇

采用膠膜粘接，首先要確定膠膜粘接的工藝參數(shù)：壓力、溫度、時(shí)間。工藝參數(shù)確定的合理，是保證導(dǎo)軌粘接強(qiáng)度的主要因素，壓力太小，F(xiàn)4帶與托架不能緊密接觸，壓力太大，F(xiàn)4帶和托架易變形，影響使用壽命。溫度低則粘接強(qiáng)度小，而溫度高則強(qiáng)度高，但溫度不易太高，托架是鋁材冷熱溫差太大及易變形。因此工藝參數(shù)的選擇至觀重要。經(jīng)過(guò)查詢(xún)資料和對(duì)材料的了解，我們選擇壓力：2kg/cm2、3kg/cm2、4kg/cm2；溫度：100℃、120℃、140℃；時(shí)間：10min、15min、20min。

2.2 剝離強(qiáng)度測(cè)試

不同壓力、溫度、時(shí)間下聚酰亞胺膠膜的剝離強(qiáng)度見(jiàn)表1。

表1 不同壓力、溫度、時(shí)間下聚酰亞胺膠膜的剝離強(qiáng)度Table 1 The peel strength parameters of polyimide film under different pressure,temperature and time

2.3 剪切強(qiáng)度測(cè)試

不同壓力、溫度、時(shí)間下聚酰亞胺膠膜的剪切強(qiáng)度見(jiàn)表2。

表2 不同壓力、溫度、時(shí)間下聚酰亞胺膠膜的剪切強(qiáng)度Table 2 The shear strength parameters of polyimide film under different pressure,temperature and time

2.4 最佳工藝參數(shù)的確定

從表1和表2，按照正交數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論：溫度對(duì)剝離強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度的影響最大，壓力的影響次之，時(shí)間的影響最小。得出的最佳工藝參數(shù)為：壓力3～4kg/cm2溫度130～140℃，時(shí)間15～20min。

在最佳工藝參數(shù)下，膠膜剝離強(qiáng)度為4.4kN/m，大于1.2kN/m，滿(mǎn)足技術(shù)指標(biāo)要求。

3 粘接工藝

3.1 膠膜粘接工藝(新工藝）

膠膜粘接F4導(dǎo)軌的工藝流程如下：

檢查→裁F4帶和膠膜→表面處理→定位→熱壓→檢驗(yàn)

首先，按圖紙要求，將導(dǎo)軌帶裁好，將托架粘導(dǎo)軌處劃出要粘接的部位，用丙酮清洗干凈，目的是清除導(dǎo)軌表面上的油污、銹跡、灰塵等雜質(zhì)。托架導(dǎo)軌處不需要打磨，將膠膜、F4帶依次放置到托架的粘接面上，疊合、對(duì)齊、壓緊，用膠帶固定，將熱壓機(jī)預(yù)熱至工作溫度后，將托架放入熱壓機(jī)中，進(jìn)行熱壓，熱壓完成后，取出，用目視法進(jìn)行外觀檢查。

3.2 膠黏劑粘接工藝（老工藝）

膠黏劑粘接F4導(dǎo)軌的工藝流程如下：

檢查→裁F4帶→表面處理→保護(hù)→打磨→表面處理→配膠→涂膠粘接→放置→第一次清膠→放置→第二次清膠→熱固化→檢驗(yàn)

首先，按圖紙要求，將導(dǎo)軌帶裁好，用丙酮清洗干凈，將托架粘導(dǎo)軌處劃出要粘接的部位，用膠帶把粘接部位以外的部分保護(hù)好，用200目砂紙進(jìn)行打磨，露出金屬光澤表面，粘接表面的粗糙度以25～12.5μm為佳，可增加粘接面積，使導(dǎo)軌面粘接F4帶后達(dá)到強(qiáng)度要求。再用丙酮清洗表面上的油污、銹跡、打磨灰塵。

粘接過(guò)程包括調(diào)膠、涂抹、固化三個(gè)過(guò)程。調(diào)膠根據(jù)需要量，將A、B兩份膠按1∶1的質(zhì)量比擠出，放置于干凈的玻璃板或金屬板上調(diào)勻。在一定時(shí)間內(nèi)盡快將調(diào)好的導(dǎo)軌膠涂抹在粘合面上。固化是在一定溫度和時(shí)間的作用下，粘合面上的導(dǎo)軌膠達(dá)到粘接強(qiáng)度的過(guò)程。導(dǎo)軌還必須施加一定的壓緊力，在整個(gè)固化過(guò)程中的壓力應(yīng)保持不變，直至完全固化為止，一般要求常溫固化48h，之后用目視法進(jìn)行外觀檢查。

4 結(jié)論

（1）采用膠膜粘接導(dǎo)軌，選用的工藝參數(shù)為：壓力3～4kg/cm2，溫度130～140℃，時(shí)間15～20min合理，滿(mǎn)足技術(shù)指標(biāo)要求。

（2）在最佳工藝參數(shù)下，測(cè)試的剝離強(qiáng)度為4.4kN/m，是1.2kN/m的3.6倍，滿(mǎn)足指標(biāo)要求。

（3）采用膠黏劑粘接，測(cè)試的剝離強(qiáng)度為2.86kN/m，是1.2kN/m的2.3倍，滿(mǎn)足指標(biāo)要求。

（4）膠膜粘接剝離強(qiáng)度（4.4kN/m）是膠黏劑粘接剝離強(qiáng)度（2.86kN/m）的1.5倍以上。

（5）采用膠膜粘接導(dǎo)軌，工藝周期同膠黏劑粘接周期相比，縮短了70%以上,故采用膠膜粘接托架導(dǎo)軌是最優(yōu)選擇。

［1］許志勇.F4帶在機(jī)床大修改造中的應(yīng)用[J].裝備維修技術(shù),2010,（1）：135.

［2］張永明，李紅，張恒.含氟功能材料[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

［3］姜虹.聚四氟乙烯在機(jī)床維修中的應(yīng)用[J].中國(guó)重型裝備,2010（4）:33～36.

New Technology of Case Bracket Guide Rail Film Bonding Process

YU Shao－ying and HE Yan－Chun
（Aeronautic Computing Technique Research Institute,Xi’an 710119,China）

A comprehensive study on using PTFE soft belt as the material of case bracket guide rail and the adhesive film bonding process as the bonding technology is carried out.And the hot pressing process parameters of adhesive film bonding are confirmed as follows:the hot pressing temperature,time and pressure is 130～140℃,15～20min and 3～4kg/cm2respectively.The adhesive film bonding process（new technology）and adhesive bonding process（old technology）are compared,the results showed that under the optimum process parameters,the peel strength of adhesive film bonding process is at least 1.5 times than that of adhesive bonding,and its cycle time reduces more than 70%.The adhesive film bonding process can meet the requirements of case bracket guide rail bonding;therefore it is the preferred choice.

Polytetrafluoroethylene（PTFE）;guide rail;bonding;adhesive film;polyimide film

TQ437.4

B

1001-0017（2014）03-0222-03

2014-02-17

喻少英（1962－），女，江西萍鄉(xiāng)人，畢業(yè)于江南大學(xué)，工程師，主要從事航空電子產(chǎn)品的粘接、點(diǎn)封、灌封、三防等工藝研究。