電刷鍍技術(shù)在飛機(jī)硬鋁構(gòu)件表面劃傷快速修復(fù)中的應(yīng)用

黃天勇

（鄭州飛機(jī)裝備有限責(zé)任公司熱表處理廠，河南 鄭州 450000）

飛機(jī)上的不少部件都是由硬鋁合金材料制成的，在實(shí)際的應(yīng)用過程中非常容易引起劃傷。損傷的鋁合金表面暴露在空氣中，易引發(fā)腐蝕、開裂，對飛翔帶來安全隱患。使用電刷鍍技術(shù)，能對這些表面的劃傷做陽極化處理，然后噴漆，作出快速修復(fù)，保障飛行安全。電刷鍍技術(shù)不僅維修時(shí)方便快捷，也在很大程度上節(jié)約了維修的成本，避免了不必要資源的浪費(fèi)。

1 電刷鍍技術(shù)的基本原理

鋁合金的化學(xué)性質(zhì)較為活潑，容易生成氧化膜保護(hù)自身。這層氧化膜在酸性或者堿性環(huán)境中非常容易溶解，繼而氧化內(nèi)部的金屬基體，為電鍍增加了難度。電刷鍍技術(shù)中，使用的鍍液能和鋁基體之間有很好的接觸，抑制氧化反應(yīng)。電刷鍍技術(shù)能很好的處理鋁合金表面的劃傷現(xiàn)象，進(jìn)行快速修復(fù)。電刷鍍作為一項(xiàng)先進(jìn)的技術(shù)，設(shè)備簡單，并且使用起來比較方便，鍍后不需要機(jī)械加工，非常的安全可靠。在對表面進(jìn)行修復(fù)時(shí)利用鍍筆和工件表面產(chǎn)生相對運(yùn)動，形成鍍層。鍍層形成時(shí)，電源是正接連接，鋁合金發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

鋁合金發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的方法是將工件連接電源的正極，利用刷鍍設(shè)備對工件表面的劃傷進(jìn)行修補(bǔ)。損傷的表面連接電源的正極，鍍筆和電源的負(fù)極相連接，實(shí)現(xiàn)鋁合金的氧化反應(yīng)。考慮到要鍍電源的最高輸出電源是25V，因此化學(xué)反應(yīng)的陽極化液體選用硫酸溶液。相比于其他技術(shù)，電刷鍍技術(shù)有著許多明顯的優(yōu)勢。采用電刷鍍技術(shù)對飛機(jī)受損表面進(jìn)行修復(fù)時(shí)，電刷鍍層和基體有著很高的結(jié)合強(qiáng)度，在操作過程中不會因?yàn)槭芰^大而出現(xiàn)剝落現(xiàn)象。電刷鍍技術(shù)非常方便快捷，修復(fù)旋轉(zhuǎn)體零件時(shí)比較方便，而且使用電刷鍍技術(shù)能減小因過熱、受力過大造成的變形。

2 電刷鍍技術(shù)工藝流程

使用電刷鍍技術(shù)對飛機(jī)硬鋁構(gòu)件表面損失進(jìn)行修復(fù)時(shí)，工藝流程如下：打磨待修工件→用乙醚清洗工件→電凈處理→水洗→強(qiáng)活化→水洗→弱活化→水洗→刷鍍特殊鎳→水洗→刷鍍高堆積堿銅→水洗→修光→電凈處理→水洗→強(qiáng)活化→水洗→刷鍍鎳→水洗→吹干→涂漆。

2.1 表面處理和電凈

在對飛機(jī)硬鋁構(gòu)件表面劃傷鍍前處理時(shí)，用砂紙將構(gòu)件的表面打磨光亮，之后用紗布蘸上乙醚將工件的表面擦洗干凈，去掉表面的油污，然后等待乙醚揮發(fā)干，再用滌綸膠帶保護(hù)好待修部位。電凈處理時(shí)，用鍍筆和電源的正極連接，將工件連接電源的負(fù)極。電源的電壓是10V，鍍筆和工件之間產(chǎn)生相對運(yùn)動，速度在每分鐘10m到15m之間，電凈時(shí)要防止出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，因而要控制好電凈的時(shí)間。電凈時(shí)間通常在半分鐘到一分鐘之間，一些油污較少的部件，可適當(dāng)?shù)臏p少時(shí)間，用自來水將其沖干凈。經(jīng)過電凈和水洗流程后，硬鋁工件對水有著很好的潤滑性，應(yīng)沒有干斑現(xiàn)象的出現(xiàn)。電凈液體要用30g～40g/L的氫氧化鈉、50～60g/L的磷酸鈉以及30～40g/L的碳酸鈉組成，pH值保持在11到13之間。

2.2 強(qiáng)活化處理和弱活化處理

強(qiáng)活化處理時(shí)，使用2號活化液，配方是20g～30g的鹽酸，鹽酸的濃度在0.36到0.38之間，150g到180g/L的 NaCl，3g到 5g/L的 NaF，pH 值 在 0.5到1.0之間。鍍筆和電源的負(fù)極相連接，將受損的工件連接著電源的負(fù)極，這時(shí)的電壓是10V到12V之間。鍍筆和工件之間會產(chǎn)生相對的運(yùn)動，速度為12～20m每分鐘。活化后用自來水將工件沖洗干凈，表面呈現(xiàn)出灰黑色，這時(shí)的水潤性非常好，沒有掛水珠現(xiàn)象。弱活化處理時(shí)，使用3號活化液態(tài)，配方是130～150g/L的檸檬酸三鈉，90～100g/L的檸檬酸，3～5g/L的氯化鎳，活化液的pH值在0.5～1.0之間。

2.3 刷鍍金屬鍍層

在對工件刷金屬鍍層時(shí)，會用到特殊的鎳鍍液。鍍液的配方是380～400g/L的NiSO4false ·false7H2falseO，20～22g/L 鹽 酸，15～18g/LNiCl2false ·pH 值 在 0.1到0.3之間。這個時(shí)候?qū)㈠児P連接電源的正極，工件和電源的負(fù)極相連。鍍筆和工件之間會產(chǎn)生相對運(yùn)動，速度在10～18m/每分鐘。刷鍍處理時(shí)先無電擦拭5s，之后接上20v的電壓，再擦拭5s，之后再轉(zhuǎn)為正常的電壓（10s），在正常電壓下擦拭30～60s，最終使得鍍層的厚度保持在0.001mm到0.003mm之間，再用自來水沖洗干凈。刷鍍高堆積堿銅作尺寸層時(shí)，采用的鍍液態(tài)是高堆積堿銅液。堿性銅鍍液的配方是280～300g/硝 酸 銨，165～175g/L的乙二胺，30～35g/L的硫酸鈉，鍍液的PH值在7.5～8.0之間。鍍筆連接電源的正極，工件和電源負(fù)極相接。鍍筆和工件之間產(chǎn)生相對運(yùn)動，速度在10～18m/min之間。電壓在4V到6V之間，刷鍍過程中，使用鍍筆浸蘸鍍液，以對鍍液進(jìn)行補(bǔ)充。修光處理時(shí)，劃分溝槽添滿后，使用砂紙打磨后電凈在進(jìn)行活化，之后用自來水沖洗干凈。在刷鍍鎳時(shí)使用鎳—鎢合金鍍液，鍍液的配方是430～450g/L的NiSO4的檸檬酸，20～22g/L的硫酸鈉，falseO，18～20g/L的冰醋酸等，鍍液的pH值在1.2到2.4之間。電壓是12V，將鍍筆和電源的正極相接，工件和電源的負(fù)極相接。當(dāng)鍍層達(dá)到要求的厚度時(shí)，就將保護(hù)的膠帶去掉，用砂紙將邊緣部位打磨光滑，用乙醚將表面的油污擦洗干凈后等待揮發(fā)干凈，最后將表面涂上漆。

2.4 檢驗(yàn)鍍層

檢驗(yàn)鍍層硬度時(shí)要對其進(jìn)行硬度測定，測試的載荷為0.5N，加載的時(shí)間是15s。對鍍層硬度要多次測量取平均值。在對鍍層的結(jié)合力測定時(shí)用到銼刀法。對鍍層的耐磨性進(jìn)行測量時(shí)，利用M—2000型磨損試驗(yàn)機(jī)將修復(fù)零件對比新的零件，載荷是500N，轉(zhuǎn)速是400r/min，時(shí)間是1個小時(shí)，磨損了用電光分析天平進(jìn)行測量，多次測量后取平均值。

2.5 注意事項(xiàng)

電凈除油時(shí)，不能使用陽極，不然會造成鋁合金出現(xiàn)早期氧化，非常容易生成氧化膜，影響到結(jié)合的穩(wěn)定性。噴漆前，對鋁合金的陽極化使得構(gòu)件表面生成多孔結(jié)構(gòu)的氧化膜，增強(qiáng)了和構(gòu)件的結(jié)合力度。施加的電壓越大，氧化膜的厚度也越大，孔的數(shù)量越少，因此要采用較小的電壓。陽極化反應(yīng)時(shí)，由于酸性對膜的溶解效應(yīng)，氧化膜達(dá)到穩(wěn)定后會變得越來越薄，同時(shí)伴隨著熱量的產(chǎn)生。產(chǎn)生的熱量引起反應(yīng)溶液溫度的提升，加快了對氧化膜的溶解速度。因此在反應(yīng)時(shí)可對陽極化液進(jìn)行更換，減小對膜的溶解速度和膜的氧化時(shí)間。陽極化的過程中，若想保持氧化膜增長速率的穩(wěn)定，不能將電壓保持不變。隨著氧化膜厚度的增加，電流也在逐漸的變小。這個時(shí)候，將陽極化電流的密度增大，膜的生成速度也會增大。電流密度增大的同時(shí)，因?yàn)槭軣釙涌鞂δさ娜芙猓蚨膊荒芴摺?/p>

上文對電刷鍍技術(shù)快速修復(fù)飛機(jī)硬鋁合金構(gòu)件表面損傷作出了分析，闡述了電刷鍍技術(shù)的工作原理，詳細(xì)介紹了修復(fù)時(shí)的工藝流程以及注意事項(xiàng)。電刷鍍技術(shù)相比于其他的修復(fù)技術(shù)，在修復(fù)硬鋁表面損傷時(shí)，流程非常的簡單，鍍層和基體之間有著很高的結(jié)合強(qiáng)度，并且產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)成本較低。電刷鍍技術(shù)對鋁合金損傷構(gòu)件的表面修復(fù)時(shí)，能選用不同種的鎳作為打底層，根據(jù)尺寸和要求，選擇適當(dāng)?shù)腻円骸？傮w上來說，電刷鍍技術(shù)有著多方面的優(yōu)點(diǎn)，能滿足實(shí)際中的修復(fù)要求，有著很高的推廣價(jià)值。