Спосіб склеювання деталей із фторопласту

Реферат: Спосіб склеювання деталей із фторопласту, при якому поверхні деталей механічно обробляють, знежирюють, наносять хоча б на одну зі склеюваних поверхонь клей, притискають деталі одну до одної та полімеризують клей. Крім того, після знежирення та перед нанесенням клею на поверхні з'єднуваних деталей наносять у вакуумі адгезійний наношар, що складається з двох послідовно нанесених шарів хрому та алюмінію, причому шари хрому та алюмінію мають товщину від 20 нм до 200 нм кожний. UA 71621 U (54) СПОСІБ СКЛЕЮВАННЯ ДЕТАЛЕЙ ІЗ ФТОРОПЛАСТУ UA 71621 U UA 71621 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Запропонована корисна модель способу склеювання деталей з фторопласту, яка належить до склеювання прецизійних деталей оптоелектронних приладів і може бути використана на підприємствах оптико-електронного приладобудування для виготовлення приладів з надійними з'єднаннями прецизійних деталей. В теперішній час широко відомий спосіб склеювання деталей з фторопласту, при якому поверхні деталей при необхідності механічно обробляють, після чого хімічно модифікують, а для склеювання використовують органічні клеї [1]. Ефективним способом хімічної модифікації поверхні фторопласту є обробка 1%-ним розчином металевого натрію в безводному рідкому аміаку. Після такої обробки фторопласт можна склеювати клеями на основі модифікованих ацеталями фенолоформальдегідних смол, а також поліуретановими, епоксидними, поліефірними та іншими органічними клеями, герметиками типу УТ та автомобільними герметиками. Проте такий спосіб модифікації поверхні фторопласту перед склеюванням є надзвичайно небезпечним і вимагає строгого дотримання спеціальних заходів по техніці безпеки. Аміачний розчин натрію вельми небезпечний (самозаймання і вибухи при потраплянні води або дії вологи повітря) і дуже чутливий до кисню повітря. Тому в процесі роботи з ним над розчином треба підтримувати безперервний струм сухого холодного (-45°С) азоту, що не містить кисню. Як ємності для розчину можна використовувати лише посуд зі скла (ємність Дюара) або з неіржавіючої сталі; посуд з алюмінію, міді та конструкційної сталі є абсолютно непридатним. При загорянні розчин можна гасити лише сухою порошкоподібною содою. У жодному випадку при гасінні не можна використовувати воду, 2 а також пінні та сухі вуглекислотні вогнегасники. На обробку 1 м поверхні фторопласту витрачається приблизно 8 грам металевого натрію в розчині. Таким чином, відомі способи з'єднання деталей з фторопласту є трудомісткими та небезпечними. Найбільш близьким технічним рішенням, прийнятим за прототип, є патент Російської Федерації [2], у якому запропоновано з метою підвищення міцності клейового з'єднання обробляти поверхні склеюваних деталей з фторопласту у жевріючому електричному розряді після механічної обробки та знежирення. Після обробки у жевріючому розряді фторопласт може склеюватися будь-якими клеями, які утворюють після затвердіння клейові плівки. Для механічного впливу на поверхню виробів з фторопласту використовують поверхні твердих тіл: щітки, абразивний інструмент, струменеві обробки та інші. Механічна дія на поверхню виробу з фторопласту викликає створення розвиненої поверхні за рахунок її мікроскопічного руйнування. Наступна обробка поверхні виробу з фторопласту у жевріючому розряді створює хімічно активні вільні мікрорадикали. У результаті хімічних реакцій за участю цих радикалів на поверхні виробу з фторопласту з'являються полярні групи та виникають неграничні зв'язки, що сприяють виникненню привитих сополімерів при взаємодії з компонентами клею. Обробку поверхні виробів з фторопласту проводили на установці, що забезпечувала виникнення жевріючого розряду (плазми) у об'ємі камери. Наприклад, обробку проводили на установці «Булат-6» при -2 -3 напрузі від 800 до 1000 В та тиску у камері від 1*10 до 1*10 мм рт. ст. Після обробки у жевріючому розряді деталі із фторопласту склеювали клеями відповідно до вимог з їх використання. Цей спосіб забезпечує досить високі показники механічної міцності. До недоліків цього відомого способу можна віднести необхідність використання спеціалізованого вакуумного обладнання та джерел живлення з електричною напругою 1000 В. Обробка у плазмі жевріючого розряду викликає перегрівання деталей, вимагає застосування короткочасних обробок з перервами для охолодження та не забезпечує високої міцності з'єднання деталей із фторопласту. Задачею запропонованої корисної моделі є спрощення способу з'єднання деталей з фторопласту та підвищення міцності клейового з'єднання. Поставлена задача вирішується тим, що запропоновано спосіб склеювання деталей з фторопласту, при якому поверхні деталей механічно обробляють, знежирюють, наносять хоча б на одну зі склеюваних поверхонь клей, притискають деталі одну до одної і полімеризують клей, який відрізняється тим, що після знежирення та перед нанесенням клею, на поверхні з'єднуваних деталей наносять у вакуумі адгезійний наношар, що складається з двох послідовно нанесених шарів хрому та алюмінію, причому шари хрому та алюмінію мають товщину від 20 нм до 200 нм кожний. Новизна запропонованого технічного рішення полягає в тому, що попереднє нанесення адгезійних наношарів з хрому та алюмінію для клейового з'єднання деталей із фторопласту не було відоме раніше. Спрощення запропонованого способу полягає в тому, що в ньому використовують більш просту та універсальну технологію вакуумного напорошення. Підвищення міцності клейового 1 UA 71621 U 5 10 15 20 25 30 35 з'єднання пояснюється тим, що кожен з адгезійних шарів виконує власну функцію: під час напорошення атоми хрому дифундують у приповерхневий шар фторопласту та забезпечують високе значення адгезії алюмінію. Алюміній є більш хімічно активним та забезпечує високу адгезію до клею. Приклад реалізації. Деталі з фторопласту попередньо були оброблені на фрезерувальному устаткуванні, а після обробки їх поверхня була знежирені ацетоном та ізопропіловим спиртом. Деталі були розміщені у камері вакуумної установки УВН-74, як матеріали для напорошення використовували хром високої чистоти електролітичний з водневим очищенням та алюміній високої чистоти для вакуумних напорошень. Напорошення проводили у вакуумі при значенні -5 тиску від 5 до 6*10 мм рт. ст. без додаткового нагрівання деталей з фторопласту. Хром та алюміній послідовно наносили методом фізичного випаровування у вакуумі при нагріванні резистивного випаровувача з вольфраму. Контроль товщини здійснювали безпосередньо в процесі напорошення за допомогою кварцевого вимірювача товщини Sigma SQM242. Після нанесення адгезійних наношарів хрому та алюмінію на деталі наносили шари відомих клеїв (клей типу У Τ та автомобільний герметик). Після полімеризації проводили механічні випробування міцності з'єднання та порівнювали з міцністю з'єднання деталей по прототипу. Результати випробувань показали, що при оптимальних товщинах адгезійних наношарів хрому та алюмінію клейові з'єднання мають більшу міцність. При нанесенні адгезійних наношарів товщиною менше 20 нм кожний не досягалась висока міцність з'єднання. При товщинах адгезійних наношарів більше 200 нм кожний збільшення міцності з'єднання не спостерігалось. Таким чином, запропонований спосіб є новим та більш корисним. Література. 1. Клеи и герметики. / Под ред. Д.А. Кардашова - М.: Химия, 1978. 2. Булатова Н.В., Нурутдинов М.Х., Ермаков В.И. Способ подготовки поверхности полимерных материалов перед склеиванием. Патент Российской Федерации № RU 2126810, 27.02.1999. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб склеювання деталей із фторопласту, при якому поверхні деталей механічно обробляють, знежирюють, наносять хоча б на одну зі склеюваних поверхонь клей, притискають деталі одну до одної та полімеризують клей, який відрізняється тим, що після знежирення та перед нанесенням клею на поверхні з'єднуваних деталей наносять у вакуумі адгезійний наношар, що складається з двох послідовно нанесених шарів хрому та алюмінію, причому шари хрому та алюмінію мають товщину від 20 нм до 200 нм кожний. Комп’ютерна верстка M. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2