Wpływ stanu powierzchni blachy stalowej na wytrzymałość mechaniczną połączeń typu polimer-metal wytwarzanych na drodze wtryskiwania

• Autorzy: Wróblewski R. , Kaczmar J. W.

Warianty tytułu

EN

The effect of the steel sheet surface condition on the mechanical strength of polymer-metal joints manufactured by injection molding

• Konferencja: "Diagnostyka Materiałów Polimerowych 2011". Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna (1 ; 09-18.12.2011 ; Gliwice, Polska - Male (Val di Sole), Italy)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wytwarzano połączenia adhezyjne typu polimer-metal poprzez wtryskiwanie poliamidu 6 umacnianego 30% włókien szklanych pomiędzy blachy stalowe oznaczone, jako DC04 przeznaczone do głębokiego tłoczenia. Zastosowano następujące parametry procesu wtryskiwania: ciśnienie wtryskiwania - 95MPa, temperatura płynnego polimeru PA6 - 255°C a temperatura formy wtryskowej - 80°C. Zastosowano różne rodzaje obróbki powierzchni blachy stalowej; obróbkę strumieniowo-ścierną elektrokorundem F60, trawienie wodnym roztworem kwasu siarkowego, trawienie wodnym roztworem kwasu solnego, oraz metody łączone - obróbka strumieniowo-ścierna a następnie trawienie roztworem kwasu solnego bądź siarkowego. Dla tak przygotowanych powierzchni mierzono kąty zwilżalności i określano energię swobodną w celu korelacji wartości energii swobodnej z wytrzymałością złącz na ścinanie. Badania wytrzymałościowe złączy na ścinanie pozwoliły ustalić, że najlepszą wytrzymałość na ścinanie 2,3 MPa uzyskiwano przy zastosowaniu obróbki strumieniowo-ściernej korundem F60, trawienie kwasem solnym, nakładaniu aktywatora oraz podkładu Primer 204N (obróbka oznaczona jako HyAP). Nie zaobserwowano korelacji pomiędzy wartością energii swobodnej blach po zastosowanych obróbkach i wytrzymałością na ścinanie złącz polimer-metal wytwarzanych poprzez wtryskiwanie.

EN

The adhesion joints of polymer-metal type produced by injection molding of Polyamide 6 strengthened with 30% of glass fibers between DC04 steel sheets for deep drawing were manufactured. The following injection molding parameters were applied: injection molding pressure of 95 MPa, temperature of liquid Polyamid 6 of 255°C and the temperature of injection mold of 80°C. The different treatments of steel sheets were applied: the abrasive blasting with corundum F60, etching with the aqueous solution of sulfuric acid, the aqueous solution of hydrochloric acid and combined methods - the abrasive blasting and then etching with the aqueous solution of sulfuric acid or hydrochloric acid. For such prepared surfaces the wetting angles were measured and on this base the free energy values were calculated in order to correlate the free energy values with shear strength of produced joints. On the base of the shear strength investigations there was ascertained that the best shear strength of 2.3 MPa was achieved applying the abrasive blasting with corundum F60, etching with hydrochloric acid, covering of the joint surface with the activating agent and with the ground coat Primer 204N (designation of samples HyAP). No correlation between free energy of sheets after applied treatments and the shear strength of produced joints polymer-metal by injection molding was ascertained.

Słowa kluczowe

PL

blacha stalowa; stan powierzchni; wytrzymałość mechaniczna; połączenie polimer-metal; połączenie adhezyjne; wtryskiwanie

EN

steel sheet; surface condition; mechanical strength; polymer-metal joint; adhesion joint; injection moulding

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników
• Czasopismo: Przetwórstwo Tworzyw
• Rocznik: 2011
• Tom: [R.] 17, nr 6
• Strony: 552--556
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wróblewski R.

autor

Kaczmar J. W.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji, Laboratorium Tworzyw Sztucznych,

Bibliografia

• 1. Bieniaś J., Pałka K., Ostapiuk M., Beer K., Surowska B.: Materiały kompozytowe stosowane w przemyśle lotniczym, Tworzywa Sztuczne w Przemyśle, 2011, nr 3, s.70-75
• 2. Henningsen M.: Schnelle Systeme für Leichte Autos, Kunststoffe, 2011, nr 9, s. 88-91
• 3. Stabik J., Dybowska A., Chomiak M.: Polymer composites filled with powders as polymer graded materials, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, 2010, vol.43, s. 153-161
• 4. Kaczmar J. W., Pietrzak K., Włosiński W., The production and application of metal matrix composite materials, Journal of Materials Processing Technology, 2000, vol 106, s. 58-67
• 5. Kainer K. U. - Editor: Metal Matrix Composites, Custom made Materials for Automotive and Aerospace Engineering, Wiley-VCH Verlag GmbH&KGaA, Weinheim, 2006
• 6. Kaczmar J. W., Wróblewski R., Nakonieczny L., Iwko J.: Wytwarzanie i właściwości elementów hybrydowych metal-polimer, Polimery 2008, vol. 53, s. 519-525
• 7. Grujicic J., Sellapan V., Omar M. A., Seyr N., Obieglo A., Erdmann M., Holzleitner J.: An overview of the polimer-to metal direct adhesion hybryd technologies for load bearing automotive components, Journal of Materials Processing Technology, 2008, vol. 197 s. 363-373
• 8. Kaczmar J. W., Wróblewski R.: Wpływ parametrów wtryskiwania na wytrzymałość mechaniczną złączy typu polimer-metal, Przetwórstwo Tworzyw, 2010, nr 4, s. 151-153
• 9. Steiner G., Gerndorf R.: Hart-Weich-Verbunde mit Metallinsert: Kunststoff-Metall-Hybride der neuen Generation, Kunststoffe, 2004, nr 7, 83-87
• 10. Endemann U., Glaser S., Völker M.: Kunststoff und Metall im festen Verbund, Kunststoffe, 2002, nr 11, s. 110-113
• 11. Żenkiewicz M., Adhezja i modyfikacja warstwy wierzchniej tworzyw wielkocząsteczkowych, WNT, Warszawa, 2000
• 12. Dokumentacja urządzenia do badania kąta zwilżania firmy Krüss, Krüss GmbH, Hamburg, 2009