表面处理对汽车异种材料胶粘性能的影响

表面处理对汽车异种材料胶粘性能的影响

汽车轻量化不仅能提高汽车动力性，降低燃油消耗和排放，而且能有效提高汽车车身刚度和耐撞性。为实现汽车轻量化，越来越多的铝合金材料、复合材料等先进轻质材料被应用在汽车上。传统的熔焊连接很难实现不同材料的连接，而机械连接需要使用紧固件，这将导致整车质量的增加。因而，胶结成为了较为理想的连接方式。但是，在材料制造过程中，尤其是金属材料制造过程中，可能会在材料表面产生油污、尘污和氧化层等污染物，使材料胶粘刚度下降甚至无法连接。因而，需要对材料进行表面处理。介绍了各种表面处理方法。

常见的材料表面处理方法包括机械处理、蚀刻处理、阳极氧化处理、化学试剂清洗和物理处理5种。通过试验对不同表面处理方法进行分析。选择7003-T5铝合金和玻璃纤维增强环氧树脂复合材料作为基材，制造相应的板件。对制造的铝合金板件进行不同表面处理处理，并测量处理前铝合金板件和处理后铝合金板件表面的水接触角和粗糙度。利用Terocore 16005胶粘剂将铝合金板件与玻璃纤维增强环氧树脂复合材料板件胶粘，并对胶粘后的试验件进行剪切性能测试。剪切性能测试按照美国材料与试验协会制定的ASTM D5868标准。试验结果显示：①进行表面处理前，铝合金板件的水接触角为82.9°，5种表面处理方法处理后铝合金板件的水接触角分别为114.7°、112.1°、98.0°、94.5°和64.5°；②进行表面处理前，铝合金板件的粗糙度为0.43μm，5种表面处理方法处理后铝合金板件的粗糙度分别为0.79、0.36、0.65、0.44、0.34μm；③进行表面处理前，铝合金板件与玻璃纤维增强环氧树脂复合材料板件胶粘所形成试件的剪切强度为2.9MPa，5种表面处理方法处理后的剪切强度为 4.1、4.3、4.2、4.9、4.5MPa。可以看出，进行表面处理后，胶粘连接性能得到了提高，不同表面处理方法对胶粘性能的改善大致相同。

Saida Khan et al. SAE 2016-01-0516.

编译：张振伟