關于漆層質量問題的淺析

孫新　劉澤幫

摘 要：漆層質量對飛機的腐蝕防護起著重要的作用，漆層損傷會引起漆膜的失效，產生基體腐蝕。腐蝕開始基材出現局部點狀腐蝕，隨后點蝕逐漸擴大，產生層片狀腐蝕，最終造成破壞性腐蝕，嚴重影響飛機的飛行安全，本文從結構設計、過程控制、新技術應用等方面闡述了對漆層質量的影響。

關鍵詞：漆層質量;前處理;過程控制

結構腐蝕是威脅飛機飛行安全的主要因素。在上世紀90年代，曾發生過多起飛機機體蒙皮結構件大面積腐蝕，造成飛機失事的慘痛教訓。可見腐蝕防護是飛機結構設計和制造過程中關注的重點。漆層作為飛機機體防護的保護層，不僅可以隔離基材與腐蝕環境發生腐蝕，還可以避免電位差較大的結構材料直接接觸，避免電化學腐蝕的產生，有效防止了材料基體的腐蝕，從而達到腐蝕防護與控制目的。漆膜破損是飛機結構腐蝕的必要條件，可見漆層質量的重要性，如何才能保證漆層質量值得去研究。目前航空工業涂漆主要以人工噴涂為主，噴涂質量受制于人的經驗水平和責任意識，不易管控。

下文就從幾個方面淺談漆層質量的改進。

1 結構設計

合理的結構設計是保證飛機漆層質量的源頭。在某飛機維修廠進行調研時發現1356條腐蝕故障中，有881條在封閉區內，占總數的65%，可見腐蝕故障主要發生在封閉區，對于漆層而言此區域易積水，潮氣難以及時排出，易產生腐蝕且腐蝕嚴重。一般從里向外腐蝕，故障發生的概率高，而飛機表面的腐蝕相對很少。所以建議結構設計對積水區域采取排水措施。

某型機翼盒口蓋和中央翼內出現不同程度的漆層脫落現象，這也是因為盒段內是密閉空間，無法通風，漆層長時間處于潮濕環境，導致盒段零件漆層防護性能減弱，局部附著力減弱，易造成基體腐蝕。所以為保證產品的質量，新噴涂的漆應確保漆層完全干燥。

底漆是主要腐蝕防護層。同時也提供面漆粘接基體、增強面漆粘接力。底漆彈性好，面漆硬度較高，但是彈性較差，因此，對飛機內部結構件，表面漆層系統應采用多層底漆加緩蝕劑的方法代替固有的一層底漆加一層面漆的涂層系統。

2 過程控制

2.1 前處理

漆層質量的好壞主要取決于涂漆前的表面準備即前處理。

為改進不銹鋼表面噴漆結合力，對不銹鋼、鈦合金兩種基體材料，兩種溶膠凝膠材料AC-131 CB和B0202，三種不同的底漆XMS1621，XMS1623和H06-3進行交叉工藝試驗，并與常規的鈍化、吹砂前處理試驗作對比。在完全固化后，對200多塊試驗試片進行干劃格結合力和濕膠帶試驗。試驗結果為溶膠凝膠處理過的表面的漆層結合力優于常規前處理的漆層結合力。

采用硫酸陽極化、硼硫酸陽極化、Alodine 1200S和Alodine 1000L四種前處理方式對2024材料進行表面防護，然后噴涂H06-2鋅黃底漆，經過膜層重量、膜層厚度、漆層結合力及鹽霧試驗等測試項目，結果表明：硼硫酸陽極化耐蝕性優于其它三項表面防護工藝，且Alodine 1200S耐蝕性最差。[1]鈦合金表面的陽極氧化膜層還可有效降低與其對接的鋁合金材料的電偶腐蝕傾向。[2]調研過程中也發現，一般硫酸陽極化的零件腐蝕比鉻酸陽極化的明顯。所以選擇合適的前處理也是保證漆膜質量的重要因素。

2.2 工藝參數的控制

噴涂工藝屬于特種工藝，過程控制非常的重要。應從人機料法環等多因素進行過程管控。做好人員資質、技能水平的提升;做好噴涂設備的工藝鑒定、加工參數優化;做好漆料檢測及周期控制;做好涂覆方法標準化及噴涂過程的控制性;做好噴涂環境的檢測保證符合施工要求。

針對鑄鋼件在存放過程中表面提早發生銹蝕的問題，從底材處理、涂料性能、涂裝工藝等方面對銹蝕原因進行了全面的分析和研究。結果發現，鑄鋼件表面涂膜厚度達不到設計要求是銹蝕的原因。由于鑄鋼件表面較粗糙，而測厚時未能根據其特點對測厚儀進行正確校準，使測出的漆膜厚度比實際厚度大10～30μm。在噴底漆時保證基體表面完全覆蓋但不要太厚，不要急于噴涂面漆，更不能圖省事而只噴一道面漆，同時注意底漆和面漆中間的間隔時間，第一道漆和第二道漆之間的間隔時間。

2.3 后處理

雖然漆層是結構主要腐蝕防護層，但是飛機投入使用后飛機內部漆層難以更換。緩蝕劑是多種腐蝕抑制劑復合溶解于低表面張力、揮發性溶劑后形成的不含硅有機物。噴涂于結構表面后，緩蝕劑將置換掉結構表面以及縫隙中積聚的水分。能夠在結構表面形成一層臘狀保護膜，阻止電解液與結構直接接觸，從而達到預防腐蝕或者減緩腐蝕速度的作用。大量使用經驗證實：飛機制造階段以及使用/維護階段，在結構表面噴涂合適種類的緩蝕劑，是一種成本較低且有效的腐蝕預防和控制方法。調查發現，波音公司在龍骨梁下緣條ADF天線安裝區域噴涂單層BMS3-29水置換復合型緩蝕劑，至少三年以上才會出現老化跡象。[3]

3 新技術

噴涂技術對人員素質的要求很高，但是人本身就帶有不確定因素，所以自動化、智能化的先進技術的引進也是保證涂敷質量的重要因素。

例如采用靜電噴涂，噴涂效率高，節約漆料，同時漆層質量好，表面均勻以及附著力均比普通手工噴漆好。油漆的利用率可達95%以上，比普通手工噴漆節約40%-50%左右，還能改善勞動衛生條件。采用噴漆機器人自動噴涂的優點是使用自動化的數控機床代替了人工，實現了噴涂過程的時事監控，提高了噴涂產品質量的穩定性和可控性，保證產品質量的有效提高，減少了人的投入避免涂漆環境對人體的損害。同時可以減少漆料的用量及提高產品的生產效率。

4 小結

綜上所述，漆層質量是飛機防腐的重要組成部分。通過優選前處理工藝，噴涂過程有效控制，及特殊后處理，可以保證漆膜切實起到防護的作用。鑒于飛機噴涂的現狀，建議在特殊的結構區域采用緩蝕劑后處理;在行業內統一涂漆工藝規范;廣泛應用自動化噴涂等新技術。

參考文獻：

[1]王葉.航空國產2024-T351 大規格厚板表面防護工藝耐蝕性研究.科技創業家，2013-05（上），59.

[2]吳松林，劉明輝，易俊蘭，陳潔，楊勇進，王志申.不同表面處理工藝對Ti-6Al-4V鈦合金漆層結合力和電偶腐蝕性能影響.材料工程，2013（1），6-11.

[3]徐海蓉.波音737CL飛機龍骨梁ADF天線安裝區域腐蝕防控研究[D].2013.