Применение Huntsman Araldite AV 170 для структурного склеивания разнородных материалов в облегченной автомобильной промышленности

С популяризацией технологий облегчения автомобильной промышленности производители автомобилей широко применяют сочетание алюминиевого сплава и пластика, армированного углеродным волокном (CFRP), для производства кронштейнов кузова и компонентов моторного отсека. Из-за большой разницы в коэффициенте линейного теплового расширения между двумя материалами обычные клеи склонны к расслоению, растрескиванию и снижению прочности при длительном чередовании высоких и низких температур и в условиях вибрации. Производитель компонентов коммерческого транспорта применил однокомпонентный эпоксидный конструкционный клей термоотверждения Araldite AV 170 для массового склеивания кронштейнов моторного отсека из углеродного волокна и рам из алюминиевого сплава, обеспечив надежное практическое применение.

Связующими подложками в этом проекте являются композитные материалы из углеродного волокна аэрокосмического класса и алюминиевый сплав 6063. Предварительная обработка поверхности проводилась в строгом соответствии с техническими условиями изделия: поверхности тщательно обезжиривались ацетоном от масла, жира и пыли с последующей пескоструйной обработкой для механического придания шероховатости. После придания шероховатости была проведена вторая обработка обезжириванием, после чего детали были полностью высушены для обеспечения превосходной межфазной адгезии. Araldite AV 170 – тиксотропная паста, не оседающая при нанесении, пригодная как для ручного, так и для автоматического нанесения. Толщину клея контролировали на уровне 0,05–0,10 мм, чтобы сбалансировать прочность на сдвиг внахлест и равномерное соединение. Он способен заполнять зазоры до 3 мм, что хорошо учитывает допуски обработки деталей.

Процесс отверждения проводился по стандартному графику: 60 минут отверждения при температуре 150 ℃, что обеспечивает полную сшивку клея. После отверждения прочность на сдвиг внахлестке достигла 28–30 Н/мм² при 23 ℃, а прочность на отслаивание роликом составила 5,8 Н/мм. Его высокая прочность эффективно снимает внутреннее напряжение, вызванное тепловым расширением и сжатием разнородных материалов. После 100 термических циклов от -30℃ до 70℃ и длительных испытаний на вибрацию на склеенных соединениях не обнаружено расслоений и трещин, при этом степень сохранения прочности превышает 94%. Длительная рабочая температура затвердевшего клея составляет до 120 ℃, что идеально адаптируется к высокотемпературной среде моторного отсека. Оно также обладает превосходной стойкостью к моторному маслу, неэтилированному бензину, смазочному маслу и другим химикатам, отвечая требованиям обслуживания на протяжении всего жизненного цикла транспортных средств.

Что касается хранения и массового производства, клей имеет срок годности 2 года при хранении при температуре 2–8 ℃ и может стабильно использоваться в течение 6 месяцев при температуре 15–25 ℃ после извлечения из холодного хранилища, что соответствует подготовке сырья и непрерывному производству на промышленных сборочных линиях. До сих пор склеенные компоненты этой партии эксплуатировались на транспортных средствах более 2 лет без каких-либо нарушений склеивания, зарекомендовав себя как проверенное решение для структурного склеивания разнородных материалов в автомобильной промышленности.