程顯斌 莫桂玲

摘 要：闡述了有機(jī)粘結(jié)劑和無(wú)機(jī)粘結(jié)劑的配制、調(diào)和及用其修復(fù)零件的過(guò)程和注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：粘結(jié)劑；環(huán)氧樹(shù)脂；配方；粘補(bǔ)；硬化

中圖分類(lèi)號(hào)：S232.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.09.045

粘結(jié)工藝是利用化學(xué)粘結(jié)劑與零件之間所起的結(jié)合作用，來(lái)粘結(jié)零件，或粘補(bǔ)零件的裂紋、孔洞等的一種修復(fù)工藝?；瘜W(xué)粘結(jié)劑分為有機(jī)粘結(jié)劑和無(wú)機(jī)粘結(jié)劑兩大類(lèi)。

粘結(jié)工藝在修理中應(yīng)用范圍很廣，不僅可以粘結(jié)金屬零件，而且可以粘結(jié)非金屬零件；不僅可以粘結(jié)材料性質(zhì)相同的零件，還能粘結(jié)材料性質(zhì)不同的零件。它分為有機(jī)粘結(jié)和無(wú)機(jī)粘結(jié)兩大類(lèi)。

有機(jī)粘結(jié)劑包括環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑、酚醛樹(shù)脂粘結(jié)劑、聚硫橡膠粘結(jié)劑等，種類(lèi)很多，最常用的是環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑。常用的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑是氧化銅和磷酸配制的粘結(jié)劑。

環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)屬于一種有機(jī)粘結(jié)方式，因其具有粘結(jié)力強(qiáng)、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、收縮率小、絕緣優(yōu)良及機(jī)械性能較高等優(yōu)點(diǎn)，在修理中被廣泛采用。其主要成分是環(huán)氧樹(shù)脂，加入一定比例的增塑劑、硬化劑、稀釋劑和填充劑，均勻混合而成。

1 環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)前的準(zhǔn)備工作

粘結(jié)劑和零件表面的結(jié)合強(qiáng)度，與零件表面的清潔程度關(guān)系很大，零件表面越清潔結(jié)合強(qiáng)度越好，因此必須認(rèn)真做好準(zhǔn)備工作。

（1）清洗。鋼鐵零件一般用堿水除油，鋁合金和膠木零件用汽油清洗，并用砂布或砂輪打磨除去銹層。

（2）破損處的鉗工加工。在裂紋兩端鉆直徑3～4 mm的止裂孔，并在裂紋處開(kāi)深為零件厚度2/3左右的V形槽，表面應(yīng)毛糙，槽的兩側(cè)10～15 mm范圍內(nèi)應(yīng)加工至見(jiàn)到金屬光澤。對(duì)于較長(zhǎng)的裂紋或破洞，可按裂紋長(zhǎng)度和破洞大小用厚1.5～2 mm的鋼板或銅板配制一塊補(bǔ)板，補(bǔ)板應(yīng)比裂紋長(zhǎng)40 mm左右，寬50 mm左右，補(bǔ)板的表面形狀應(yīng)與零件表面密切吻合，然后將補(bǔ)板與零件鉆孔、攻絲。

（3）用清潔的毛刷，把裂紋和破洞四周的鐵屑、灰土等掃干凈，并用丙酮或香蕉水將零件和補(bǔ)板的粘結(jié)面擦洗干凈。

2 正確選擇粘結(jié)劑的配方

由于零件的材料和工作條件、受力情況、環(huán)境溫度等不同，要求的粘結(jié)劑配方也不同。

冷硬化粘結(jié)劑多用于體積較大，不便加熱的零件（如發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、后橋殼體等），或不能加熱的零件（如膠木、電瓶殼等）。熱硬化粘結(jié)劑則要求耐較高溫度或要求粘結(jié)強(qiáng)度高的零件，下面列舉幾種粘結(jié)劑的配方。

2.1 鑄鐵及鋁制零件的粘結(jié)劑配方

2.1.1 冷硬化粘結(jié)劑配方

（1）環(huán)氧樹(shù)脂6101# 100 g，鄰苯二甲酸二丁酯15～20 g，二乙烯三胺10～15 g，鐵粉100～120 g。硬化條件：常溫下24 h。

（2）環(huán)氧樹(shù)脂634#100 g，鄰苯二甲酸二丁酯20 g，乙二胺8 g，玻璃絲沫1～2 g，二硫化鉬粉1～2 g，鐵粉50～200 g。硬化條件：常溫下24 h。

（3）環(huán)氧樹(shù)脂618#100 g，聚酰胺樹(shù)脂200 g，鐵粉50～200 g，玻璃絲沫1～2 g。硬化條件：常溫下48 h或在180 ℃中保溫2 h。

2.1.2 熱硬化粘結(jié)劑配方

（1）環(huán)氧樹(shù)脂637#100 g，鄰苯二甲酸二丁酯12～15 g，鄰苯二甲酸酐35 g，石棉粉25～35 g。硬化條件：零件加熱至90～100 ℃后粘結(jié)，并在130～140 ℃中保溫4～5 h，再隨爐冷卻至室溫。

（2）環(huán)氧樹(shù)脂6101#100 g，順丁烯二酸酐40 g，鄰苯二甲酸二丁酯20 g，填充劑適量。硬化條件：常溫下硬化1 h，再緩慢升溫至180 ℃中保溫2 h，隨爐冷卻至室溫。

2.2 電瓶殼的粘結(jié)劑配方

環(huán)氧樹(shù)脂637#100 g，鄰苯二甲酸二丁酯10 g，乙二胺6～8 g，石棉粉30 g，丙酮10～15 g。硬化條件：常溫下24～30 h。

2.3 離合器片的粘結(jié)劑配方

環(huán)氧樹(shù)脂6101#100 g，鄰苯二甲酸二丁酯15～20 g，鄰苯二甲酸酐35 g，石棉粉35 g。硬化條件：在130～150 ℃中保溫4 h，再隨爐冷卻至室溫。

2.4 電氣絕緣零件的粘結(jié)劑配方

環(huán)氧樹(shù)脂634#100 g，鄰苯二甲酸二丁酯10 mL，乙二胺8～12 mL，膠木粉30 g，常溫硬化2～3天。

3 粘結(jié)劑的調(diào)制

（1）熱硬化粘結(jié)劑的調(diào)制：將環(huán)氧樹(shù)脂放在燒杯中，加熱至全部融化，并在此溫度下保溫2～3 min。加熱的方法，可以用紅外線(xiàn)燈照射，也可以在火爐或電爐上隔水加熱。然后依次加入增塑劑、填充劑和硬化劑。每加一種成分時(shí)都要仔細(xì)攪拌均勻，加入硬化劑后，在室溫下的使用期為18～24 h。

（2）冷硬化粘結(jié)劑的調(diào)制：將環(huán)氧樹(shù)脂放入杯中，冬天需要加熱至30～40 ℃，夏天不需要加熱。然后加入增塑劑和填充劑，并仔細(xì)攪拌均勻，最后加入硬化劑，攪拌均勻后即可使用。一般有效使用時(shí)間為0.5 h左右，如攪拌均勻后應(yīng)立即倒在干凈白紙上散熱，可以延長(zhǎng)有效使用時(shí)間至1.5 h左右。

4 零件的粘結(jié)修復(fù)過(guò)程

4.1 熱硬化粘結(jié)劑的粘結(jié)

將準(zhǔn)備好的零件放入加熱爐內(nèi)加熱，爐溫應(yīng)在120～140 ℃之間，爐內(nèi)不能有煙和明火。當(dāng)零件加熱至90～100 ℃ 時(shí)取出，在裂紋的V形槽中灌注熱硬化粘結(jié)劑，并在粘結(jié)劑上貼兩層玻璃布，玻璃布之間應(yīng)均勻涂上粘結(jié)劑。然后將粘結(jié)好的零件放入加熱爐內(nèi)，在120～140 ℃中，保溫4～5 h，再隨爐冷卻至室溫。

4.2 冷硬化粘結(jié)劑的粘結(jié)

將冷硬化粘結(jié)劑涂抹在已經(jīng)準(zhǔn)備好的V形槽內(nèi)，粘結(jié)層的厚度應(yīng)高于原來(lái)表面1～2 mm，并在粘結(jié)劑上貼一層玻璃布。然后將零件在室溫下放置1～2天，必要時(shí)在陽(yáng)光下曝曬4～5 h即可硬化。對(duì)于要加補(bǔ)板的零件，將裂紋周?chē)可险辰Y(jié)劑以后，將補(bǔ)板用平頭螺釘擰緊，再在補(bǔ)板和平頭螺釘?shù)谋砻嫱恳粚诱辰Y(jié)劑。

5 粘結(jié)零件硬化質(zhì)量的檢查和機(jī)械加工

檢查粘結(jié)劑的硬化質(zhì)量，用丙酮擦抹粘結(jié)層，如果有溶解現(xiàn)象，則說(shuō)明沒(méi)有硬化；如果無(wú)溶解現(xiàn)象，則說(shuō)明已經(jīng)硬化，可以使用。

用環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)的零件，可以進(jìn)行機(jī)械加工，加工過(guò)程中進(jìn)刀不能過(guò)大，速度不能過(guò)高，不可沖擊敲打。

6 環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)時(shí)的注意事項(xiàng)

（1）被粘結(jié)的零件表面一定要徹底清除油污、銹層和灰塵，否則會(huì)大大降低粘結(jié)強(qiáng)度。

（2）加熱樹(shù)脂的溫度不能過(guò)高，一般不超過(guò)80 ℃，以免硬化劑加入后硬化速度過(guò)快，來(lái)不及使用。

（3）對(duì)被粘結(jié)零件，如果施加適當(dāng)壓力，可使粘結(jié)效果更好。

（4）胺類(lèi)硬化劑有毒，使用時(shí)不要與皮膚直接接觸，應(yīng)戴上手套和口罩，并在通風(fēng)環(huán)境下操作。

（5）汽油、丙酮和香蕉水易燃，應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離火源。

（6）粘結(jié)零件時(shí)，粘結(jié)層的厚度不能太厚和太薄，一般以0.2 mm左右強(qiáng)度最高。

（7）在硬化過(guò)程中，不能變動(dòng)零件粘結(jié)面的相互位置，否則對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度影響很大。

7 典型零件粘補(bǔ)工藝

7.1 氣缸體裂紋的粘補(bǔ)

在缸體裂紋兩端鉆直徑3 mm的止裂孔，并在裂紋處開(kāi)V形槽，用丙酮將粘補(bǔ)處擦洗干凈。在前面列舉的冷硬化粘結(jié)劑的配方中，選用一種配方，調(diào)制后涂敷在V形槽中，并高出周?chē)矫?～2 mm，再用玻璃布貼在粘結(jié)劑上。粘補(bǔ)后在常溫下放置1～2天，即可硬化。

7.2 離合器片的粘結(jié)工藝

將離合器摩擦片，按鋼片總成上的鉚釘孔大小和孔數(shù)鉆孔，并用鏟刀和砂紙除去鋼片總成上的粘附物和銹層，再用丙酮或香蕉水將摩擦片和鋼片總成的粘結(jié)面擦洗干凈。

將竹片削成與鉚釘大小一樣，長(zhǎng)5～6 mm的竹，數(shù)量與鉚釘孔數(shù)相同。按照前面列舉的離合器片的粘結(jié)劑配方，調(diào)制好粘結(jié)劑，并迅速涂在鋼片總成和摩擦片的粘結(jié)面上，并將兩摩擦片粘結(jié)在鋼片總成上，注意將孔對(duì)正，把竹涂上粘結(jié)劑插入孔中，再用夾具將摩擦片壓緊。然后放入熱爐中，在130～150 ℃中保溫4 h，然后隨爐子冷卻至室溫，拆開(kāi)夾具，將摩擦片邊緣稍加修整即可。

8 無(wú)機(jī)粘結(jié)

常用的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑是以氧化銅和磷酸為主要成分的無(wú)機(jī)化學(xué)物質(zhì)配制而成。它可以粘結(jié)金屬、非金屬等各種材料，適用于受沖擊力不大，工作溫度較高和粘結(jié)后不需要拆卸的地方。這種無(wú)機(jī)粘結(jié)劑具有良好的耐高溫性能，它能耐600 ℃以上的高溫，而且在高溫下強(qiáng)度變化很小，所以在拖拉機(jī)修理中，常用來(lái)修復(fù)缸蓋氣門(mén)過(guò)梁處的裂紋，以及粘結(jié)破裂的排氣管等。可以在常溫下操作，不需要特殊設(shè)備，因而修理成本低。缺點(diǎn)是脆性大，不能承受強(qiáng)烈沖擊。

8.1 粘結(jié)前的準(zhǔn)備

無(wú)機(jī)粘結(jié)前，應(yīng)用砂紙、噴砂或其他機(jī)械加工的方法除去銹層，再用汽油、丙酮或香蕉水徹底清潔。如補(bǔ)裂紋，先在裂紋兩端鉆直徑3～4 mm的止裂孔，再在裂紋處開(kāi)V形槽，并使粘結(jié)表面粗糙，以增加粘結(jié)強(qiáng)度。如果補(bǔ)破洞還需要準(zhǔn)備補(bǔ)板。

8.2 粘結(jié)劑的配制與調(diào)和

氧化銅與磷酸的配合比為氧化銅3.5～4.5 g/mL（磷酸）。配合比越大，即氧化銅在粘結(jié)劑中的比例越大，粘結(jié)強(qiáng)度越好，但凝固速度也更快。一般取3.5～4.5 g/mL，冬季可取大些，夏季小些。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，配合比為4 g/mL的粘結(jié)劑強(qiáng)度最好，使用時(shí)間也較長(zhǎng)。

將已經(jīng)稱(chēng)好的氧化銅粉和鈷粉放在一塊做調(diào)和用的銅板上，中部掏一凹坑，然后用量杯將濃縮后的磷酸緩緩倒入，用竹片由內(nèi)向外緩慢調(diào)和均勻，約2～3 min后即成濃膠狀，并能拉出10 mm以上的絲條，即可使用。

8.3 粘接和硬化

（1）粘結(jié)：用竹片將調(diào)和好的粘結(jié)劑涂在已經(jīng)開(kāi)好槽的裂紋處。如果是破洞則可以加補(bǔ)板。如果要粘結(jié)兩個(gè)零件，必須在接觸面上充分涂好粘結(jié)劑。當(dāng)采用套接時(shí)，應(yīng)將軸慢慢地放入孔里，間隙間要充滿(mǎn)粘結(jié)劑。當(dāng)采用槽接或平面粘結(jié)時(shí)，粘合后應(yīng)輕輕地壓一下，以使粘結(jié)劑厚度均勻。套接的粘結(jié)強(qiáng)度最大，槽接次之，平面粘結(jié)強(qiáng)度最低。零件的粘結(jié)層的厚度對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度也有影響，其厚度以0.15～0.20 mm時(shí)強(qiáng)度最高。

（2）硬化：粘結(jié)后的零件在室溫下硬化8～12 h后即可使用。有條件的地方，可將粘結(jié)好的零件先在室溫下硬化2 h，再在60～80 ℃中硬化3～5 h，即可使用。

8.4 無(wú)機(jī)粘結(jié)的注意事項(xiàng)

（1）每次調(diào)和量以取氧化銅粉4～20 g為宜，過(guò)多則調(diào)和時(shí)放熱多，會(huì)迅速硬化。

（2）應(yīng)盡可能在較低的溫度下調(diào)和粘結(jié)，以延長(zhǎng)粘結(jié)劑的使用時(shí)間。

（3）在硬化過(guò)程中，不能變動(dòng)零件粘結(jié)面之間的相對(duì)位置，否則影響粘結(jié)強(qiáng)度。

（4）調(diào)和工具使用后，應(yīng)立即用清水洗凈，否則，干硬后不易清洗。