CN103551333A - 一种石英挠性加速度计零部件粘接前的表面处理方法 - Google Patents

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张兰
杨守安
杨杏敏
潘天鹏
徐国栋
韩光辉
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Abstract

本发明公开了一种石英挠性加速度计零部件粘接前的表面处理方法。采用硬度满足金属喷砂要求、在酸性环境下可溶解的盐作为喷砂砂料，利用砂料以及某些金属在弱酸环境下能够缓慢溶解的特性，将喷砂处理后的金属零部件在弱酸性溶液中借助超声波清洗器进行清洗，通过蚀刻以及超声作用去除金属表面的砂料多余物以及易脱落金属碎屑。通过本发明所述方法，能够有效地去除镶嵌在金属表面的砂料与喷砂后零件表面易脱落的金属碎屑，从而提升加速度计产品的粘接质量，提高产品寿命。

Description

一种石英挠性加速度计零部件粘接前的表面处理方法
技术领域
本发明属于加速度计零部件表面处理技术领域，涉及一粘接前的表面处理方法，具体地涉及一种加速度计表芯与表壳装配过程中金属表壳待粘接面粘接前的表面处理方法。
背景技术
石英挠性加速度计表头由表芯与表壳装配而成，表芯借助环形涂覆于壳体内壁的胶粘剂悬空固定于壳体空腔内。如图1所示，表芯1与表壳2装接完成后，理想的状态是，表芯1与壳体间的胶粘剂3分布均匀且粘接牢固。然而，由于温度变化以及应力作用，胶粘剂与金属表面的结合强度在胶粘剂固化后会随时间减弱。胶粘剂与金属间结合强度的区域性减弱，会使加速度计表头装配完成后，表芯与壳体间的粘接应力分布不均匀，严重的会导致加速度计壳体所受到的加速度无法准确的传递至表芯从而使得测量到的加速度值与被测量物体真实加速度之间存在差别，引起加速度测量误差；随着时间的推移，胶粘剂与金属间结合力减弱的区域将逐渐扩大，并最终造成加速度计报废。因此，在表头装配过程中应尽量提高胶粘剂与金属粘接的耐老化性能，从而延长加速度计的使用寿命。
为了增强胶粘剂与金属间的结合强度，目前常用的粘接前金属表面的处理工艺主要是对金属表面进行喷砂处理，其目的是在有效去除金属表面附着物的同时，提高胶粘剂对金属表面的沁润性以及增加胶粘剂与金属间的接触面积。然而，对金属表面进行喷砂处理的过程中会1）将砂料镶嵌在金属表面，粘接后，这些镶嵌在金属表面的砂料在应力作用下随时间逐渐脱落，2）喷砂过程中，金属表面受风蚀作用，形成易脱落的金属碎屑；使得粘接后应力在胶接面无法均匀分布，对粘接质量以及粘接寿命产生不利影响，其直接效果是粘接强度随时间大幅降低；严重的会导致胶接接头开胶，致使加速度计报废。
发明内容
针对石英挠性加速度计表头装接后，胶接接头耐老化性能不佳的问题，本发明提供一种石英挠性加速度计零部件粘接前的表面处理方法，将喷砂以及蚀刻技术相结合，用于增加表头装配完成后胶接接头寿命。
本方法的原理是：采用硬度满足金属喷砂要求、在酸性环境下可溶解的盐作为喷砂砂料，利用砂料以及某些金属在弱酸环境下能够缓慢溶解的特性，将喷砂处理后的金属零部件在弱酸性溶液中借助超声波清洗器进行清洗，通过蚀刻以及超声作用去除金属表面的砂料多余物以及易脱落金属碎屑。借助本发明所述工艺，能够有效地去除镶嵌在金属表面的砂料与喷砂后零件表面易脱落的金属碎屑，从而提升加速度计产品的粘接质量，提高产品寿命。
本发明所述的石英挠性加速度计零部件粘接前的表面处理方法，包括如下步骤：
1)使用可溶性砂料对加速度计零部件待粘接面进行喷砂处理；
2)将喷砂处理后的加速度计零部件放入装有酸性清洗剂的耐腐蚀容器内，使所述酸性清洗剂充分浸满待处理加速度计零部件内部空腔；
3)将前述耐腐蚀容器放入所述超声波清洗器清洗槽内，进行超声清洗；
4)取出超声清洗后的加速度计零部件并清洗。
进一步地，步骤1）中，所述可溶性砂料具有硬度且能够用于金属喷砂；在酸性溶液中溶解或缓慢溶解，溶于酸性溶液的产物无色；与金属常温不发生化学反应。
进一步地，步骤1）中，所述可溶性砂料包括但不限于具有一定硬度的碳酸盐、碳酸氢盐、硅酸盐。
进一步地，步骤1）中，所述可溶性砂料的粒度为5～220目。
进一步地，步骤2）中，所述酸性清洗剂的pH小于4。
进一步地，步骤2）中，所述酸性清洗剂在常温能够溶解或部分溶解所述可溶性砂料并且常温能够缓慢与待处理加速度计零部件金属发生化学反应。
进一步地，步骤2）中，将喷砂处理后的加速度计零部件盛放在漏网型支架上放入装有酸性清洗剂的前述耐腐蚀容器内。
进一步地，步骤2）中，所述酸性清洗剂包括但不限于甲酸、乙酸、稀盐酸等。
进一步地，步骤2）中，所述酸性清洗剂的高度没过待处理加速度计零部件。
进一步地，步骤3）中，超声清洗的频率为28kHz～120kHz，优选28kHz～60kHz；超声清洗的时间为3～15min。
进一步地，步骤4）中，所述加速度计零部件用清水漂洗后，自然风干。
本发明的优点在于通过选用特殊的砂料结合砂料相对应的溶剂，同时达到了以下目的：1.有效的增大零部件的粘接面积并且操作简便；2.借助物理以及化学的手段，彻底去除喷砂处理后零部件表面的多余物，显著的增长了粘接接头寿命；3.适用于对批量零部件进行处理并能高效清除零部件的表面附着物，投入成本低，适用范围广。
附图说明
图1为表芯与表壳的粘接部位示意图；
图2为处理喷砂处理后的加速度计零部件的酸性清洗剂的高度示意图；
图3为加速度计零部件处理的工序流程图。
其中，1—表芯；2—表壳；3—胶粘剂；4—加速度计零部件；5—酸性清洗剂；6—耐腐蚀容器；7—漏网型支架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明，需要注意的是，本发明的优选实施方式的描述本质上仅仅是示例性的，并非旨在限制本发明、其应用或用途。
实施例1
石英挠性加速度计零部件粘接前的表面处理工序流程如图3所示。第一步：使用200目的碳酸钙砂料对加速度计表壳2的内壁进行干法喷砂。喷砂处理后清除表壳2内部积存的多于砂料。第二步：将喷砂处理后的加速度计零部件4盛放在漏网型支架7上。第三步：将酸性清洗剂5（体积浓度为50％的冰醋酸溶液）注入耐腐蚀容器6（圆柱形玻璃清洗缸），第四步：如图2所示，将装载已喷砂零部件的支架7放入装有酸性清洗剂5的玻璃清洗缸内，第五步：调整表壳2状态，使表壳2充分浸泡在冰醋酸溶液中，溶液高度应没过表壳2。第六步：将盛有冰醋酸溶液以及表壳2的玻璃清洗缸放入超声波清洗器的清洗槽内，第七步：启动超声波清洗器（频率40kHz），对表壳2进行为时5分钟的清洗，第八步：关闭超声波清洗器，取出清洗完毕的表壳2，第九步：用清水漂洗从冰醋酸溶液中取出的表壳，至表壳2无残余酸液附着，第十步：风干漂洗后的表壳2。
实施例2
第一步：使用5目的硅酸钙砂料对加速度计表壳2内壁进行干法喷砂。喷砂处理后清除表壳2内部积存的多于砂料。第二步：将喷砂处理后的加速度计零部件4盛放在漏网型支架7上。第三步：将体积浓度为60％的甲酸溶液注入圆柱形玻璃清洗缸，第四步：如图2所示，将装载已喷砂零部件的支架7放入装有酸性清洗剂的玻璃清洗缸内，第五步：调整表壳2状态，使表壳2充分浸泡在甲酸溶液中，溶液高度应没过表壳2。第六步：将盛有甲酸溶液以及表壳2的玻璃清洗缸放入超声波清洗器的清洗槽内，第七步：启动超声波清洗器（频率28kHz），对表壳2进行为时15分钟的清洗，第八步：关闭超声波清洗器，取出清洗完毕的表壳2，第九步：用清水漂洗从甲酸溶液中取出的表壳2，至表壳2无残余酸液附着，第十步：风干漂洗后的表壳2。
实施例3
第一步：使用220目的碳酸氢钙砂料对加速度计表壳2内壁进行干法喷砂。喷砂处理后清除表壳2内部积存的多于砂料。第二步：将喷砂处理后的加速度计零部件4盛放在漏网型支架7上。第三步：将体积浓度为40％的稀盐酸溶液注入圆柱形玻璃清洗缸，第四步：如图2所示，将装载已喷砂零部件的支架7放入装有酸性清洗剂的玻璃清洗缸内，第五步：调整表壳2状态，使表壳2充分浸泡在稀盐酸溶液中，溶液高度应没过表壳2。第六步：将盛有稀盐酸溶液以及表壳2的玻璃清洗缸放入超声波清洗器的清洗槽内，第七步：启动超声波清洗器（频率60kHz），对表壳2进行为时3分钟的清洗，第八步：关闭超声波清洗器，取出清洗完毕的表壳，第九步：用清水漂洗从稀盐酸溶液中取出的表壳2，至表壳2无残余酸液附着，第十步：风干漂洗后的表壳2。
通过在石英挠性加速度计生产过程中应用本发明所述的粘接前表面处理方法，能在增加金属粘接面积的同时，有效地去除喷砂处理对粘接接头性能产生的不利因素，显著提高加速度计表头吊装粘接质量，有效地降低粘接过程对产品性能的影响、提高加速度计的使用寿命。
上文对本发明的优选实施方式的描述本质上仅仅是示例性的，并非旨在限制本发明、其应用或用途。应当指出的是，尽管该优选实施方式披露了本发明的各种具体组件和细节，但是本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围不限于这些组件和细节，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域技术人员能够对这些组件和细节做出修改或等同替换，修改或替换后的实施方案也将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种石英挠性加速度计零部件粘接前的表面处理方法，包括如下步骤：
1)使用可溶性砂料对加速度计零部件待粘接面进行喷砂处理；
2)将喷砂处理后的加速度计零部件放入装有酸性清洗剂的耐腐蚀容器内，使所述酸性清洗剂充分浸满待处理加速度计零部件内部空腔；
3)将盛有加速度计零部件及酸性清洗剂的耐腐蚀容器放入超声波清洗器清洗槽内，进行超声清洗；
4)取出超声清洗后的的加速度计零部件并清洗。
2.根据权利要求1所述的石英挠性加速度计零部件粘接前的表面处理方法，其特征在于，步骤1）中，所述可溶性砂料具有硬度且能够用于金属喷砂；溶于酸性溶液的产物无色；与金属常温不发生化学反应。
3.根据权利要求1所述的石英挠性加速度计零部件粘接前的表面处理方法，其特征在于，步骤1）中，所述可溶性砂料的粒度为5～220目。
4.根据权利要求1所述的石英挠性加速度计零部件粘接前的表面处理方法，其特征在于，步骤1）中，所述可溶性砂料包括碳酸盐、碳酸氢盐和硅酸盐。
5.根据权利要求1所述的石英挠性加速度计零部件粘接前的表面处理方法，其特征在于，步骤2）中，所述酸性清洗剂的pH小于4。
6.根据权利要求1所述的石英挠性加速度计零部件粘接前的表面处理方法，其特征在于，步骤2）中，所述酸性清洗剂在常温能够溶解或部分溶解所述可溶性砂料并且常温能够缓慢与待处理加速度计零部件金属发生化学反应。
7.根据权利要求1所述的石英挠性加速度计零部件粘接前的表面处理方法，其特征在于，步骤2）中，将喷砂处理后的加速度计零部件盛放在漏网型支架上放入装有酸性清洗剂的前述耐腐蚀容器内。
8.根据权利要求1所述的石英挠性加速度计零部件粘接前的表面处理方法，其特征在于，步骤2）中，所述酸性清洗剂包括甲酸、乙酸、稀盐酸。
9.根据权利要求1所述的石英挠性加速度计零部件粘接前的表面处理方法，其特征在于，步骤3）中，超声清洗的频率为28～120kHz；超声清洗的时间为3～15min。
10.根据权利要求1所述的石英挠性加速度计零部件粘接前的表面处理方法，其特征在于，步骤4）中，所述加速度计零部件用清水漂洗后，自然风干。
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