民用飛機(jī)零件的表面保護(hù)

夏仲純　尹偉明

【摘 要】民用飛機(jī)結(jié)構(gòu)的腐蝕破壞大都發(fā)生在使用階段，但其產(chǎn)生的原因根本卻在設(shè)計(jì)階段，因此解決結(jié)構(gòu)腐蝕問(wèn)題理應(yīng)從設(shè)計(jì)階段開(kāi)始。本文對(duì)民機(jī)零件常用金屬材料的表面保護(hù)方法進(jìn)行了總結(jié)，為民機(jī)結(jié)構(gòu)的防腐蝕設(shè)計(jì)提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】民用飛機(jī)；表面保護(hù)；材料腐蝕

0 引言

民機(jī)腐蝕損傷不僅嚴(yán)重影響飛機(jī)的使用壽命和使用安全，而且?guī)?lái)的高昂的維修成本也直接影響著飛機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。因此民機(jī)腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì)已成為民用飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中的必要要求，而民機(jī)零件表面保護(hù)設(shè)計(jì)則是民機(jī)結(jié)構(gòu)腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì)中的重要一環(huán)。

結(jié)構(gòu)零件表面防護(hù)保護(hù)一般由無(wú)機(jī)防護(hù)層（表面處理）和有機(jī)涂層（涂漆）兩部分組成。

1 無(wú)機(jī)防護(hù)層

大多數(shù)金屬材料，如碳鋼、合金鋼、鋁及鋁合金、鈦合金等，除非零件后續(xù)需要進(jìn)行清潔、無(wú)損檢測(cè)、化銑、金屬表面強(qiáng)化處理或物理處理時(shí)，零件表面可以沒(méi)有化學(xué)處理要求，在使用時(shí)都要進(jìn)行表面處理。以下介紹幾種民機(jī)常用材料的表面處理方法：

（1）鋁合金。鋁合金表面有一層致密的天然氧化膜，耐腐蝕能力較高，但在飛機(jī)使用條件下，如果不采取措施，仍然會(huì)發(fā)生腐蝕。飛機(jī)鋁合金的表面處理工藝，基本有以下幾種：硫酸陽(yáng)極化、鉻酸陽(yáng)極化、硬質(zhì)陽(yáng)極化、絕緣陽(yáng)極化、磷酸陽(yáng)極化、鋁合金化學(xué)氧化（阿洛?。?。

（2）鋼材料。碳鋼、合金鋼、鑄鐵、鑄鋼等鋼鐵材料及含絡(luò)18%以下的不銹鋼，在使用時(shí)，一般施加保護(hù)層。含絡(luò)18%以上的不銹鋼，除在耐磨、焊接等特殊條件以下使用外，一般可以不加保護(hù)層，但應(yīng)進(jìn)行鈍化處理，以提高其抗蝕性，特別是抗點(diǎn)蝕能力。鋼材料的表面工藝處理，基本有以下幾種：鍍鋅、鍍鎘、鍍絡(luò)、鍍銅、電鍍鎳、鍍錫、鍍鎘鈦、化學(xué)氧化、磷化，其中常用的是鍍鎘。

（3）鈦合金。鈦合金比強(qiáng)度高，耐腐蝕性能好，是現(xiàn)代飛機(jī)理想的結(jié)構(gòu)材料，但鈦合金不耐磨，如不加以防護(hù)，不能作用有摩擦的受力零部件。鈦合金除了與不同類(lèi)金屬接觸的情況外，不需要表面處理，在與不同類(lèi)金屬接觸時(shí)，須按工藝規(guī)程處理，并圖底漆。

（4）銅合金。銅和銅合金具有高的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，良好的耐蝕性、耐磨性和加工性。在航空結(jié)構(gòu)中，銅合金主要用與導(dǎo)管、殼體、襯套及有特殊用途的緊固件等結(jié)構(gòu)。銅合金常用的表面處理方法是鍍鎘。

（5）無(wú)需表面處理的合金。民機(jī)上常用的合金如A286、INCONEL和MONEL等，無(wú)論是板料鈑金成型還是鍛件機(jī)加加工，零件表面都無(wú)表面處理要求。

2 有機(jī)防護(hù)層

有機(jī)涂層是有機(jī)涂料涂敷于物體表面形成的保護(hù)、裝飾膜層[1]。有機(jī)涂層可以按基料中的主要成膜物質(zhì)分為十幾類(lèi)，其中飛機(jī)上采用的有機(jī)涂層有硝基、醇酸、酚醛、環(huán)氧、縮醛、聚氨酯、丙烯酸、有機(jī)硅等。有機(jī)涂層按用途分為清漆、磁漆、底漆、膩?zhàn)?、耐熱漆、?biāo)志漆、示溫漆和美術(shù)漆。

有機(jī)涂層的主要用途是保護(hù)金屬、復(fù)合材料等不受環(huán)境的侵蝕，延長(zhǎng)使用壽命。其保護(hù)作用主要靠屏蔽、緩蝕和電化學(xué)作用來(lái)實(shí)現(xiàn)。（1）屏蔽作用：涂層使物體表面與外界隔離，阻止腐蝕介質(zhì)的侵蝕。（2）緩蝕作用：涂層內(nèi)部的化學(xué)組分與金屬反應(yīng)形成鈍化膜，起緩蝕作用。（3）電化學(xué)作用：利用涂層組分中某些金屬的電位比基體電位低，起到陽(yáng)極保護(hù)作用。

常用的涂料有：聚氨酯涂料、耐沖擊聚氨酯面漆、飛機(jī)整體油箱防腐涂料、高固份聚氨酯外部面漆涂料、耐流體環(huán)氧底漆、防腐蝕環(huán)氧底漆、抗沖擊環(huán)氧底漆、耐流體環(huán)氧光澤、半光澤和平整型面漆。

有機(jī)防護(hù)層使用注意事項(xiàng)：

a）為簡(jiǎn)化工藝過(guò)程，應(yīng)當(dāng)限制零件進(jìn)行有機(jī)涂層處理的次數(shù)。正常情況，根據(jù)零件所處的區(qū)域不同的要求，可能需要兩種或幾種不同的面漆時(shí)，應(yīng)當(dāng)在滿(mǎn)足功能、服役和維修的前提下，選擇滿(mǎn)足最嚴(yán)重要求的一種涂層進(jìn)行噴涂處理即可。

b）所有需要噴漆的金屬零件表面應(yīng)當(dāng)在完成無(wú)機(jī)表面處理之后，需要先噴涂底漆或油箱專(zhuān)用涂層。復(fù)合材料零件應(yīng)當(dāng)在制造、打磨、邊緣密封和表面準(zhǔn)備之后進(jìn)行噴漆。

c）緩蝕劑應(yīng)當(dāng)在完成全部的表面處理和密封之后使用。緩蝕劑應(yīng)當(dāng)涂覆到所有金屬表面，涂層應(yīng)當(dāng)超出金屬零件接頭和相鄰的復(fù)合材料零件，包括密封劑。

3 常用民機(jī)零件材料表面保護(hù)

根據(jù)腐蝕程度，常常把飛機(jī)分為三種腐蝕區(qū)域，即輕度腐蝕區(qū)域-Ⅰ區(qū)、中度腐蝕區(qū)域-Ⅱ區(qū)、重度腐蝕區(qū)域-Ⅲ區(qū)（具體請(qǐng)參照每個(gè)型號(hào)飛機(jī)的腐蝕區(qū)域定義）。

【參考文獻(xiàn)】

[1]胡琳.民用飛機(jī)涂料的選用[J].民用飛機(jī)設(shè)計(jì)與研究，2002（4）：42-49.

[責(zé)任編輯：朱麗娜]