容油型螺紋鎖固厭氧膠在發(fā)動(dòng)機(jī)裝配中的應(yīng)用

袁 挺，李詠斌，俞 雁，趙 喆，陳燕飛（廣州汽車集團(tuán)股份有限公司汽車工程研究院，廣東 廣州 511434）

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容油型螺紋鎖固厭氧膠在發(fā)動(dòng)機(jī)裝配中的應(yīng)用

袁 挺，李詠斌，俞 雁，趙 喆，陳燕飛
（廣州汽車集團(tuán)股份有限公司汽車工程研究院，廣東 廣州 511434）

摘要：研究了常規(guī)螺紋鎖固厭氧膠與容油型螺紋鎖固厭氧膠的性能差異，選擇容油型厭氧膠來(lái)解決常規(guī)厭氧膠在發(fā)動(dòng)機(jī)裝配過(guò)程中對(duì)油面粘接差的缺點(diǎn)，并對(duì)容油型厭氧膠在發(fā)動(dòng)機(jī)裝配中的可靠性進(jìn)行驗(yàn)證。研究結(jié)果表明，容油型厭氧膠在發(fā)動(dòng)機(jī)油面裝配中工藝簡(jiǎn)單，粘接可靠性良好。

關(guān)鍵詞：厭氧膠；螺紋鎖固；防松；應(yīng)用

厭氧膠早在1940年代即開始研制[1]，因其獨(dú)特的厭氧固化特性，使其具有貯存時(shí)間長(zhǎng)、固化時(shí)間短、涂覆工藝簡(jiǎn)單、膠接強(qiáng)度大、應(yīng)用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于汽車生產(chǎn)、裝配中的鎖緊、密封、固持、粘接及鑄件微氣孔滲補(bǔ)等技術(shù)領(lǐng)域。

厭氧膠固化前為液狀或膏狀，能100%地填充在不規(guī)則的機(jī)械密封縫隙表面，不僅具有優(yōu)異的密封效果，而且還可防止密封緊固零件生銹，降低維護(hù)費(fèi)用，比機(jī)械方式密封節(jié)省費(fèi)用40%～80%。

但是在發(fā)動(dòng)機(jī)密封中使用的螺栓、螺母等聯(lián)結(jié)零件，其表面一般都涂有一層防銹油，在裝配中如不對(duì)其表面做脫脂處理，進(jìn)而采用一般的厭氧膠在油面條件下其粘接效果很差，嚴(yán)重影響了機(jī)械的可靠性。

近年來(lái)出現(xiàn)的高強(qiáng)度容油型厭氧膠，可在油面緊固件上直接使用，免清洗。本文通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配實(shí)際對(duì)比試驗(yàn)，驗(yàn)證現(xiàn)有主流的容油型厭氧膠在發(fā)動(dòng)機(jī)油面裝配工藝中應(yīng)用的可靠性。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原料及儀器

271和263螺紋鎖固厭氧膠，50 mL規(guī)格，漢高樂(lè)泰（中國(guó)）有限公司；7263螺紋鎖固厭氧膠，50 mL規(guī)格，湖北回天新材料股份有限公司；丙酮，分析純，廣東西隴化工股份有限公司。

旋轉(zhuǎn)黏度儀，美國(guó)Brookfield；數(shù)顯扭力扳手，日本東日扭力機(jī)械制造有限公司；鼓風(fēng)干燥箱，上海宏測(cè)半導(dǎo)體科技有限公司；發(fā)動(dòng)機(jī)，廣汽自主研發(fā)；螺栓，8.8級(jí)別，市購(gòu)。

1.2 性能測(cè)試

1）黏度

根據(jù)GB/T2794—1995，用旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)測(cè)試膠液黏度。

2）初固時(shí)間

采用丙酮清洗螺栓和螺母試件，將膠液涂在螺栓和螺母上，把螺母擰上，使其預(yù)加扭矩為零，然后在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下靜置固化，測(cè)試螺母相對(duì)螺栓手?jǐn)Q不動(dòng)的時(shí)間[2]。

3）貯存穩(wěn)定性

采用80 ℃快速測(cè)定法[3]：將瓶裝厭氧膠放于80 ℃烘箱中，2 h不凝膠則表示其常溫貯存時(shí)間為2年，視為貯存穩(wěn)定性合格，反之不合格。

4）扭矩強(qiáng)度

按照GB/T 18747.1—2002進(jìn)行測(cè)試。

5）容油性

取10個(gè)潔凈的螺栓，分2組，一組涂上機(jī)油，并在（23±2）℃下正立靜置24 h，使油流自然流下，保證10個(gè)螺栓表面的油盡量相當(dāng)，另一組不涂機(jī)油，然后2組螺栓分別按照GB/T 18747.1—2002涂膠，規(guī)定固化時(shí)間，測(cè)試涂機(jī)油螺栓破壞力矩，與不涂機(jī)油油螺栓破壞力矩比較，計(jì)算強(qiáng)度保持率。

6）耐介質(zhì)性能

將涂好的試件固化24 h后放在各種介質(zhì)中（機(jī)油、柴油、防凍液等）分別在不同的溫度下放置168 h，同時(shí)準(zhǔn)備一組試件置于室溫下做空白試驗(yàn)，取出試件測(cè)試扭矩強(qiáng)度，與常溫強(qiáng)度比較，計(jì)算強(qiáng)度保持率[3]。

7）耐熱老化性能

將涂好的試件固化24 h后放在180 ℃烘箱中老化168 h，室溫測(cè)試強(qiáng)度，與常溫強(qiáng)度比較，計(jì)算強(qiáng)度保持率。

8）臺(tái)架試驗(yàn)

對(duì)有防銹油的發(fā)動(dòng)機(jī)和螺栓，表面進(jìn)行簡(jiǎn)單清潔，不做脫脂處理，直接涂膠，裝配，固化24 h之后進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)，直至交變循環(huán)結(jié)束。

每隔25 h觀察1次，紀(jì)錄螺栓松動(dòng)情況和油箱泄漏情況。

2　結(jié)果與討論

2.1 基本性能的對(duì)比

263和7263分別是國(guó)外和國(guó)內(nèi)容油性厭氧膠的2款代表性產(chǎn)品，271為常規(guī)的傳統(tǒng)型代表產(chǎn)品。3種厭氧膠基本性能對(duì)比見表1。

表1　基本性能Tab.1 Basic performance

從表1可以看出，3款厭氧性螺紋鎖固膠都屬于高強(qiáng)度品種，其中7263的初固時(shí)間、扭矩強(qiáng)度、耐熱老化及耐介質(zhì)性能與263十分接近，不同材質(zhì)螺栓上的初固時(shí)間和扭矩強(qiáng)度的差異相對(duì)271而言明顯要小，而且耐熱性能和耐125 ℃機(jī)油性能明顯優(yōu)于271。另外7263黏度略大且具備一定的觸變性，施工時(shí)不容易流淌，操作性更好。

2.2 容油性能的對(duì)比3種厭氧膠油面粘接性能的對(duì)比見表2。

表2　油面粘接Tab.2 Oily surface adhesion comparison

從表2可以看出，容油性厭氧螺紋鎖固膠7263和263容油性性能十分接近，且在油面的強(qiáng)度保持率在75%以上，明顯高出傳統(tǒng)型產(chǎn)品271。其油面的破壞扭矩滿足廣汽發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配要求。

2.3 臺(tái)架試驗(yàn)

3種厭氧膠臺(tái)架試驗(yàn)對(duì)比結(jié)果見表3。

表3　臺(tái)架試驗(yàn)對(duì)比Tab.3 Bench test results

由表3可以看出，在發(fā)動(dòng)機(jī)表面不進(jìn)行脫脂處理直接裝配后，傳統(tǒng)型產(chǎn)品271裝配的螺栓100 h開始松動(dòng)，150 h開始漏油，而容油性厭氧螺紋鎖固膠7263和263裝配的螺栓直至400 h試驗(yàn)結(jié)束，均未出現(xiàn)松動(dòng)和漏油現(xiàn)象。

3　應(yīng)用

汽車行業(yè)中發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、車橋等不同部位零件的粘接鎖固，不同的部位有不同的鎖固要求。這些部位是整個(gè)汽車制造中最重要的部位，需要防銹，往往帶有潤(rùn)滑油、防銹油等多種油污，所以表面油污一般不會(huì)清洗，故其粘接時(shí)需要一種高容油性的粘接劑。

高容油性厭氧膠節(jié)省清潔工序，提高效率，降低成本，鎖固強(qiáng)度高。厭氧膠的施工工藝為：

1）涂覆

涂膠部位應(yīng)根據(jù)零件的功能確定,螺紋頭部的2～3牙一般不涂膠，膠層長(zhǎng)度應(yīng)為螺栓公稱直徑的1.2～1.5倍，涂膠厚度應(yīng)等于螺紋的牙形高度，膠膜要求連續(xù)均勻，無(wú)流淌和斷膠現(xiàn)象。涂膠量要適度，多涂導(dǎo)致厭氧膠的浪費(fèi)，并增加涂膠工作量；少涂將會(huì)導(dǎo)致厭氧膠的防松強(qiáng)度明顯降低。

滴數(shù)滴厭氧膠至螺栓與螺母嚙合處，使其滿足上述要求，將零件組裝，上緊至規(guī)定力矩。

2）裝配

裝配時(shí)主要考慮初固和固化這2項(xiàng)指標(biāo)對(duì)裝配操作時(shí)間的影響，螺栓（螺母）應(yīng)在螺紋鎖固膠初固時(shí)間前完成裝配，裝配后螺紋鎖固膠在初固時(shí)間前可進(jìn)行調(diào)整，超過(guò)初固時(shí)間不應(yīng)再調(diào)整螺栓（螺母），如需調(diào)整須更換螺栓（螺母）并重新涂膠。

3）固化

裝配結(jié)束后，螺紋鎖固膠一般在24～26 h后完全固化，固化后螺紋鎖固膠起到防松作用。

4）拆卸及再裝配

一般情況下，用普通方法即可拆開；直徑較大的螺紋（M26以上），用普通方法較難拆卸,將用膠部位加溫至230 ℃后趁熱拆卸；再裝配時(shí)需將原膠層清理干凈，并用清洗劑清洗后再涂膠。

4　結(jié)論

1）油面粘接試驗(yàn)和臺(tái)架試驗(yàn)表明，容油性螺紋鎖固厭氧膠油面粘接性能優(yōu)異，臺(tái)架試驗(yàn)沒(méi)有螺栓松動(dòng)；常規(guī)厭氧膠油面粘接效果差，臺(tái)架試驗(yàn)100 h后已經(jīng)出現(xiàn)螺栓松動(dòng)。

2）國(guó)外和國(guó)內(nèi)容油性厭氧膠的代表產(chǎn)品263和7263厭氧膠在所有性能上十分接近，其容油性、耐溫性以及耐介質(zhì)性能均比傳統(tǒng)產(chǎn)品有了明顯提升。

3）采用容油性厭氧膠對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行裝配不需要特意清洗，簡(jiǎn)化了裝配工藝，降低了成

Application of oil-tolerant thread-locking anaerobic adhesive in engine assembly

YUAN Ting, LI Yong-bin, YU Yan, ZHAO Zhe, CHEN Yan-fei
( Automotive Engineering Institute, Guangzhou Automobile Group Co., Ltd., Guangzhou, Guangdong 511434, China)

Abstract：The performance difference of the conventional and the oil-tolerant thread-locking anaerobic adhesives was investigated. The shortcoming of less bonding to oily surfaces for the conventional anaerobic adhesives in the engine assembly was solved via using the oil-tolerant anaerobic adhesives and the bonding reliability of the oil-tolerant anaerobic adhesives in engine assembly was verified through the experiments. The results showed that the bonding process of the oil-tolerant anaerobic adhesives in the engine assembly was simple and the bonding reliablity was better.

Key words：anaerobic adhesive; thread locking; anti-loosening; application

作者簡(jiǎn)介：袁挺（1984-），男，工程師。長(zhǎng)期從事汽車膠粘劑和密封膠的研發(fā)與應(yīng)用工作，申請(qǐng)發(fā)明專利4項(xiàng)，已授權(quán)2項(xiàng)。E-mail：yuanting@gaei.cn。

收稿日期：2015-11-06

中圖分類號(hào)：TQ433.4+39

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-5922（2016）04-0071-03