沖蝕磨損是較為常見的磨損形式之一,占常出現的磨損破壞總數的8%[1]。其廣泛存在于現代工業生產中,如水輪機葉片、泥漿泵以及混凝土和瀝青攪拌機中的攪拌葉片和護板的磨損等。因此,選擇一種簡單、快速、費用低、效果好的能防止及修復零部件磨損的工藝十分重要。以改性環氧樹脂為粘接劑,添加陶瓷顆粒而成的復合材料,固化后具備了優異的耐沖蝕磨損性能[1],將其作為耐磨涂層材料應用于各類過流部件的表面,其涂覆工藝簡單,成本低廉,無熱影響區及變形。這種復合材料除了可用于零件表面耐腐蝕、耐磨損的預置涂層及零件腐蝕磨損表面的修復之外,還廣泛用于修補工件上的各種缺陷如裂紋、劃傷、尺寸超差及鑄造缺陷等[2-9]。此共混體系當且僅當各有機相之間、無機填料及骨架材料表面與所接觸的有機相之間牢固地粘合在一起,材料才能顯示出良好的性能。為了改進界面之間的粘接,就需要一種界面交聯劑,稱為偶聯劑。在環氧樹脂膠粘劑中,成熟和實用的就是有機硅烷偶聯劑,本試驗應用的KH-550就屬此類偶聯劑,其表面能γc與環氧樹脂粘接劑的表面能γ之間滿足良好偶聯效果必備條件:γ≥γ[10]。
    有機硅烷偶聯劑常用的使用方法有如下幾種[8-10]:1)表面處理法。將質量分數為0.5%~1.0%的偶聯劑配制成95%的乙醇溶液,使用時加入填料中并攪拌均勻,晾干后再在120~160°C下烘30min,然后冷卻至室溫即可。此法有利于偶聯劑的均勻分散,可以在較短的時間內實現對填料表面的有機化處理。2)遷移法。將所選用的硅烷偶聯劑按膠粘劑干膠量的1%~5%計,直接加到膠粘劑組分中去。在固化過程中,由于分子的擴散作用,偶聯劑分子遷移到被粘接材料表面。3)對填料直接處理。4)把偶聯劑加到環氧/填料混合體系中。后兩種方法的缺點是不利于偶聯劑的均勻分散,故在本實驗中,筆者選用前兩種使用方法處理碳化硅顆粒,并用超聲波分散。
    著重研究了在環氧膠粘涂層中加入偶聯劑KH-550對共混體系粘接強度(包括剪切強度、拉伸強度及彎曲強度)、耐磨性的影響,以便確定在膠粘涂層中較好的使用方法及佳加入量。
    1 試驗
    1.1 試驗材料
    本試驗所采用的環氧膠粘涂層的基本配方為:
    A組分:基料環氧樹脂E-44/E-51=1/1,10.0g;增韌劑聚氨酯預聚體,2.0g;少許有機硅油消泡劑。
    B組分:固化劑改性胺T31,2.0g;固化促進劑DMP30,0.5g。
    1.2 試樣的制備及測試方法
    本試驗的試驗方案見表1。為了確定改性環氧樹脂與鋼及SiC粒子間的粘接強度,分別測定了改性環氧樹脂與鋼間的剪切強度和拉伸強度,以及改性環氧樹脂粘接SiC粒子間的彎曲強度。剪切試樣為50mm×20mm×3mm的片狀試樣,將2片試樣搭接,中間充填改型環氧樹脂,環氧樹脂固化后進行剪切強度測定。拉伸試樣為