本文以金属-橡胶缓冲条中6063-T5铝合金基体与橡胶层的结合强度为研究对象,选用喷砂工艺对铝合金基体表面进行预处理,并通过理论分析与试验相结合的研究方法,对基体表面粗糙度的形成机理,表面粗糙度以及不同喷砂工艺参数对铝合金-橡胶层表界面结合强度的影响和机理进行了系统地研究。本文的主要研究内容和结论如下:基于Hertz接触理论分析了喷砂磨料与金属基体表面的动态接触,推导出基体表面蚀坑深度的理论公式,获得喷砂对表面粗糙度的影响因素。试验探讨了喷砂磨料粒度、工作气压、入射角度对基体表面粗糙度的影响规律,结果表明:当其它喷砂条件一定时,磨料粒度越小、工作气压越大、入射角度越大,基体表面粗糙度越大,对基体表面粗糙度的影响程度为工作气压>磨料粒度>入射角度。虽然入射角度对表面粗糙度的影响最小,但是对基体表面质量的影响很大,当入射角度越小,基体表面的划痕和犁沟越明显。结合正交试验分析喷砂后的铝合金基体表面粗糙度以及工艺参数对橡胶层结合强度的影响规律,结果表明:铝合金-橡胶层表界面结合强度受基体表面粗糙度、表面形貌以及表面残余应力的共同影响,其中基体表面粗糙度是最主要的影响因素。结果表明结合强度和粗糙度之间存在最佳关系,当表面粗糙度Rz接近30.2μm时,铝合金基体-橡胶层表界面结合强度达到最大值。当基体表面粗糙度Rz相近时(即Rz波动不超过5μm),用80目磨料喷砂处理后的铝合金基体更有利于橡胶层的结合;60°入射角喷砂处理后的基体表面与橡胶层的结合强度更好。结合正交试验得出:当喷砂时间为10s、喷砂距离40mm、磨料粒度80目、工作气压0.7MPa、入射角度60°时,铝合金基体-橡胶层表界面结合强度最佳,当表界面不添加胶粘剂时,该结合强度是未喷砂处理时的29.7倍。最终选取喷砂时间10s、喷砂距离40mm、磨料粒度60目、工作气压0.7MPa、入射角度60°为符合实际生产的最优工艺参数组合。采用SEM对比了喷砂前后铝合金基体微观形貌,发现喷砂后铝合金-橡胶层表界面结合强度得到显著提升的原因和机理为:基体与橡胶层的接触面积增加;基体表面氧化皮等杂质的去除,使表界面的浸润性更好;基体表面产生的微小凹坑、划痕和犁沟形成了类似机械咬合、锚固和钉扎的作用。