磷化底漆在军用飞机蒙皮涂层修补中的应用研究
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各型飞机面漆漆膜修复材料的研究与应用作者:卫传凯焦建仓来源:《硅谷》2014年第05期摘要为了解决飞机整机喷漆后,进行地面维护和飞机调试试飞过程中出现划伤、掉漆等故障补漆时出现的色泽不均匀、虚烟多、表面粗糙等现象,采用新型的漆膜修复材料——接口水,经过相关实验与应用,得出使用接口水能够避免漆膜修复过程中出现的故障。
关键词飞机面漆;漆膜修复;材料;应用中图分类号:V261.93 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)05-0059-01目前,某公司生产的各型飞机所采用的涂层系统是TB06-9锌黄丙烯酸聚氨酯底漆和TS96-71氟聚氨酯面漆。
该涂层系统配套性较好,但长期使用后也存在局部漆膜脱落现象。
针对此问题,作为顾客代表与工艺人员和检验人员及生产骨干一起查找资料,分析产生类似故障的原因,寻求故障排除方法。
经了解,在汽车的漆膜修复行业中,广泛地使用一种漆膜接口水,使用后对提高漆膜质量有一定的促进作用。
经过调研,沈阳友谊化工制造有限公司生产的汽车专用接口水曾在沈飞汽车制造公司生产的各型车喷漆过程中使用过。
同时咨询多家国外的如英国的ICI、荷兰的新劲等化工公司,找到国内及国外的多种同类产品,初步确定应用此类产品进行现场测试。
1 试验过程1.1 试片准备试验所需试片均采用LY12CZ铝合金制造。
制作了36片小号试片,尺寸为:150 mm×70 mm×2 mm;制作4片中号试片,尺寸为:500 mm×500 mm×2 mm;制作1片大号试片,尺寸为:4000 mm×1200 mm×2 mm。
1.2 试片底漆和面漆层的制备1.2.1 清洗打磨在洁净的容器中,用0.5 kg“761”清洗剂加10 kg的温水(70℃~80℃)配制成水溶液,搅拌均匀后备用。
用洁净的本色细平布蘸已配制好的“761”清洗剂水溶液,将试片表面擦洗干净,然后用洁净的本色细平布蘸清洁的自来水,擦洗两次以上,最终试片表面达到水膜连续30 s。
直升机蒙皮表面处理和涂层选择及涂装工艺摘要:介绍了飞机蒙皮表面主体复合材料的预处理方法,并对复合材料表面的涂层体系作了介绍。
飞机蒙皮经表面处理,再喷上配套涂料后,不仅具有装饰性,而且具有优异的耐候性、耐介质性和其他防护性能。
有机涂层是直升机蒙皮结构广泛采用的防护手段。
在直升机实际服役过程中(如飞行或露天停放时),有机涂层不可避免地遭受太阳辐射、降水等的作用,其防护性能往往由于自然环境因素的影响而发生退化。
关键词:直升机蒙皮表面处理;涂装工艺;涂层选择前言:飞机的机体结构通常由蒙皮和骨架等组成。
蒙皮的功用是构成机身的气动外形,并保持表面光滑,承受局部空气动力载荷,抵抗机身的歪曲变形和扭转变形,对机身总体受载起到很重要的作用。
常见的机身结构分为桁梁式、桁条式、硬壳式。
一、直升机的尾梁属于硬壳式结构,由蒙皮与少数隔框组成,没有纵向构件。
隔框用于维持截面形状,支持蒙皮和承受扩散框平面内的集中力,蒙皮承受总体弯、剪、扭引起的全部轴力和剪力。
尾梁通过隔板用螺栓与机身固定,其顶部安装有尾旋翼驱动轴轴承支撑及尾传动轴整流罩扣子固定支架,垂尾支撑件安装在尾梁尾部,内部有接线端子。
飞机蒙皮的作用是维持飞机外形,使之具有很好的空气动力特性。
蒙皮承受空气动力作用后,将作用力传递到相连的机身机翼骨架上,受力复杂,加之蒙皮直接与外界接触,所以不仅要求蒙皮材料的强度高、塑性好,而且要求其表面光滑,具有较高的抗蚀能力。
飞机蒙皮所用材料主要有铝合金、高强度不锈钢、碳纤维和玻璃纤维复合材料等;飞机外蒙皮表面涂层体系包括:蒙皮表面预处理、底漆层、面漆层。
以下主要介绍飞机铝蒙皮和复合材料蒙皮的表面处理,以及涂层体系。
二、直升机复合材料蒙皮表面处理近年来,随着航空材料的节能减重,高性能的复合材料已广泛用于飞机蒙皮,如雷达天线罩、无线电天线罩、副翼,部分机翼、平尾和垂尾,以及部分机身蒙皮大都由复合材料制作。
飞机蒙皮用的复合材料大部分为环氧碳纤维类复合材料,能够耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀,沿纤维轴方向呈现出很高的强度。
飞机蒙皮表面主体材料的预处理以及涂装技术文章介绍了飞机蒙皮表面主体铝合金材料与复合材料的预处理方法,对铝合金与复合材料的涂层体系做了介绍。
对铝合金表面的预处理方法进行了性能对比。
飞机蒙皮经表面处理涂装,具有优异的耐候性及其他防护性能。
标签:飞机蒙皮;预处理;涂装技术Abstract:This paper introduces the pretreatment methods of aluminum alloy and composite material on the surface of aircraft skin,and introduces the coating system of aluminum alloy and composite material. The properties of pretreatment methods for aluminum alloy surface were compared. Aircraft skin,after surface treatment coating,will have excellent weatherability and other protective properties.Keywords:aircraft skin;pretreatment;coating technology飞机蒙皮的作用是维持飞机外形承受空气动力作用,传递到机翼骨架上[1]。
要求蒙皮具有较高的抗蚀能力。
材料的强度高,表面光滑。
飞机蒙皮材料主要有铝合金、碳纤维等。
飞机蒙皮涂层系统涂层表面大多为铝蒙皮。
自然条件下,铝合金表面形成厚度为4nm的氧化膜,不能抵抗恶劣环境条件下的腐蚀。
铝合金表面在潮湿大气环境中,水膜随相对湿度提高而加厚。
铝基体构成阳极,组成微小局部电池。
水中吸附的H+与电子结合生成H2,Al失去电子溶入水膜。
城市大气污染日益严重,铝合金部件在储存时出现发霉现象。
涂层材料在航空飞行器表面的应用研究航空飞行器作为现代航空运输的主要载体之一,其稳定性、安全性、航行速度等都与其表面涂层材料密切相关。
因此,涂层材料在航空飞行器表面的应用研究具有极其重要的意义。
一、涂层材料的分类及特点涂层材料包括有机涂层、无机涂层和混合涂层。
其中,有机涂层主要由聚合物、蜡、油漆、环氧树脂、丙烯酸树脂等构成。
无机涂层则以硅酸盐、氧化铝、氧化铁、氧化锌等为主要组成成分。
混合涂层则是将有机涂层和无机涂层进行混合使用。
涂层材料的特点相对于其它材料,主要体现在以下几个方面:1. 耐腐蚀性:涂层材料可以在某种程度上保护飞行器表面免受风吹雨淋、酸雨、阳光等自然条件及机组人员的误操作等因素的侵害,从而提高了飞行器的使用寿命。
2. 抗温性:航空环境中的高温与低温极易导致飞行器表面材料的膨胀、收缩,甚至破裂。
而经过涂层处理后的材料则能够更好地抵抗极端温度的侵害。
3. 抗磨性:涂层材料可以很好地增加飞行器表面的硬度,达到防止刮擦、磨损等的目的,从而降低了飞行器表面维护成本。
二、涂层材料在航空飞行器中的应用涂层材料在航空飞行器表面的应用涉及到机体、机翼、附加设备等航空器部件。
对于机体部分,现代高超音速飞行器所面临的问题是气动热、气动压力、气动声音等方面的综合影响,所以对于涂层材料的要求也更为严格,需要具有优异的耐高温性和气体不透渗性。
可以使用柔性有机硅气体漆,在高温下仍能保持良好的耐化学性、耐机械磨损性和压缩能力。
或者使用包括炭化硅晶体、高温高熔点的陶瓷材料或者晶体氧化物的涂层材料。
对于机翼部分,涂层材料主要用于材料表面的腐蚀防护,特别是在紫外线辐射条件下,如何防止材料老化是需要研究人员重点关注的问题。
可以使用含有反射涂层的紫外线吸收漆,提高涂层材料的抗紫外线能力。
此外,针对机翼涂层中对被涂物的平整度和包覆率要求高的特点,也需要涂层材料的优化。
针对附加设备部分,涂层材料的要求是具备极强的耐热性和耐磨性,在极端条件下保护着设备。
飞机蒙皮表面处理新技术海军航空工程学院青岛分院徐 丽 陈跃良 郁大照摘要介绍了飞机蒙皮常用的表面处理方法,概述了铝合金微弧氧化技术生成的陶瓷层的耐磨、耐蚀、强度、疲劳性能等,微弧氧化处理的陶瓷层具有优良特性,为微弧氧化技术推广到飞机蒙皮的表面处理上奠定了基础。
关键词表面处理新技术 微弧氧化 静载特性 疲劳特性 飞机蒙皮1 引言铝在自然界中分布极广,几乎占地壳中全部金属含量的三分之一[1]。
它具有比重轻、易加工、导电导热性好、抗腐蚀能力强等特点,因此,铝及其合金在现代工业和航空工业中得到了广泛的应用。
飞机、导弹、宇宙火箭及人造卫星均使用大量的铝及其合金,导弹的用铝量达到其全部重量的10%~15%。
铝在空气中会迅速跟氧结合,生成一层氧化铝薄膜,可以防止里面的铝继续与氧结合,能起到保护作用。
但由于这层氧化膜为非晶态,结构疏松、薄而多孔、硬度低、耐磨性差、机械强度低、耐蚀性差,因此还不能满足生产生活中对铝表面性能的要求。
在不同的应用领域,对铝合金性能要求不同,因此要对铝合金进行不同的表面处理,以达到各种用途。
随着近年来飞机结构日历寿命问题的日益突出,铝合金的腐蚀、腐蚀疲劳等问题也逐渐成为人们关注的焦点。
为了提高铝合金的耐蚀性,对铝合金材料表面处理的要求越来越高。
利用微弧氧化技术生成的陶瓷层与基体金属结合牢固,厚度最高可达300 µm,绝缘电阻大于100 MΩ,硬度甚至可达到3000 HV,从而大大改善了AL、Mg等有色金属的耐磨性、耐腐蚀和耐热冲击性,在航天航空、机械、电子和装饰等工业领域有着广泛的应用前景[2]。
随着微弧氧化技术的成熟,人们对微弧氧化膜层性能的研究也越来越多,主要体现在陶瓷层的耐磨、抗腐蚀、绝缘性、热稳定性、强度、疲劳性能等特性,本文归纳了多年来众多单位的研究成果,对陶瓷层的性能进行了概括,为微弧氧化技术推广到飞机蒙皮的表面预处理上奠定了基础。
2 飞机蒙皮表面处理方法对飞机蒙皮涂层系统来说,涂漆的表面绝大部分是铝蒙皮,金属表面预处理主要是指铝板的预处理。
军用涂料和涂层研究与应用进展军用涂料和涂层研究与应用进展2007-08-28 10:57综述了涂料和涂层在军品中的研究与应用现状。
从飞机用涂料和涂层、舰船用涂料和其他装备用涂料三方面进行了概述。
展望了军用涂料的发展趋势。
关键词军品涂料涂层军用涂料和涂层1 前言世界上最先进的材料和技术往往首先应用在军事领域之后才转为民用或是军民共用涂料和涂层也不例外。
作为一种有效、方便、经济的金属防护手段涂料和涂层在军品中得到了广泛的应用一些特殊功能的涂料和涂层更是起着不可替代的作用。
本文对军用涂料和涂层的研究和应用作一归纳以期抛砖引玉供本领域同行参考。
2 飞机用涂料和涂层2.1 飞机蒙皮涂料和防护涂料现用的飞机蒙皮涂料主要为聚氨酯涂料使用寿命约为10 年耐温限度为150 ℃。
英国Desoto 公司90 年代初研制出了氟树脂涂料作为飞机蒙皮涂料使用寿命达到20 年。
日本特殊涂料公司和日本富士重工业公司共同开发了一种有机硅改性聚氨酯涂料以解决可能的热老化问题。
美国在未来的航空战斗机中亦将采用一种含羟基氟树脂与异氰酸酯结合的氟涂料以提高航空涂料的保护性能和使用寿命1 。
国内北京航空材料研究院和天津灯塔涂料研究所等也都研制出了含氟聚氨酯涂料性能完全符合国家标准和美军标飞机蒙皮漆的要求2 。
为解决飞机在环境作用下的腐蚀失效问题夏成宝等3 研制了一种可剥性防腐蚀封存涂料该涂料由氯代聚氯乙烯、增韧剂、抗氧化剂、光稳定剂、抗菌剂、有机溶剂等组成用该涂料对某型军用飞机进行了中长期整体防腐蚀封存处理每台装备仅维护费用就节约10 余万元。
紧急启封时只用 1.5h 即可将涂层全部剥离启封后表面光洁如新各种部件无腐蚀现象。
2.2 隔热涂层4-11 隔热涂层可分为两大类一类是低导热率的固定涂层另一类是受热后燃烧、挥发的有机烧蚀涂层。
固定涂层一般氧化物、氮化物或金属合金制成在500 ℃以下的场合也可采用有机树脂如氟橡胶、氟树脂、有机硅、聚亚酰胺等。
材料工程JOURNAL OF MATERIALSENGINEERING1999年第4期No.41999 磷化底漆在军用飞机蒙皮涂层修补中的应用研究刘翔 丁鹤雁 [摘要] 研制了一种用于飞机旧蒙皮涂层修补的磷化底漆。
将确定的优化配套涂料与国外同类涂料进行了性能对比,结果表明,由该磷化底漆组成的飞机蒙皮涂层系统的综合性能达到国际同类产品的技术水平。
关键词 磷化底漆 飞机蒙皮 涂层修补Study and Application of Phosphating Primer inthe Repairing of Military Aircraft Skin CoatingsLiu xiang Ding Heyan(Institute of Aeronautical,Beijing) [Abstract] A modified phosphating primer has been studied to be intended to repair military aircraft old skin coating,and compared with similar foreign product. The results show that the comprehensive properties of the aircraft skin coating containing this kind of primer reach the levels of similar foreign products in technology. Keywords phosplating primer aircraft skin repairing of coating 军用飞机蒙皮在涂漆前的表面处理一般选择铬酸阳极化、阿罗丁氧化处理和磷化底漆三种处理方式。
铬酸阳极化需要用水池浸泡,故其仅限于铝合金零件的表面处理;阿罗丁氧化适用于整机表面处理,对于飞机修补中已氧化的旧蒙皮,经验表明阿罗丁的表面处理效果不如磷化底漆。
喷漆技术在航空行业的应用随着航空行业的不断发展和进步,航空公司越来越注重飞机外观的保护和改善,喷漆技术因此得以广泛应用。
喷漆技术是一种对飞机表面进行外观修复的方法,通常是涂覆一层均匀的涂料或油漆。
本文将探讨喷漆技术在航空行业的应用。
一、涂料选型喷漆技术应用的首要问题是涂料的选型。
目前,航空公司主要使用的涂料是环氧树脂和聚氨酯。
环氧树脂是一种高分子聚合物,其具有良好的化学稳定性和热稳定性,这使其成为一种理想的涂料选择。
聚氨酯涂料则因其光亮度较好,延展性及抗磨损性强而备受青睐。
对于不同的需求,不同的涂料应该选择不同的产品。
二、表面处理在喷涂前,飞机表面必须进行一系列的处理工作,这样才能确保喷漆效果的美观和持久性。
常见的处理方式包括去除表面垃圾和沉积物、填补缺陷和凹陷、去除旧涂层和锈蚀物、打磨表面平整。
表面处理是喷漆技术过程中非常重要的一环,直接影响到喷漆效果和涂层附着力。
三、涂装技术涂装技术是喷漆技术中最关键的步骤之一。
目前,主要有两种喷涂技术:手工喷涂和机器喷涂。
手工喷涂技术需要经验丰富的工人完成,手工喷涂的优点是适用于各种形状的表面,并可灵活地控制喷涂厚度,但其速度较慢且难以保证各处涂层厚度均匀。
机器喷涂技术则适用于大面积、相对平整的表面,并可通过自动化操作提高效率。
四、涂层厚度和质量控制涂层的质量和厚度是关键的质量指标。
涂层厚度的不均匀可能会导致涂层干燥不良和涂层的剥落。
控制涂层厚度的方法包括人工测量和自动化测量,后者更为常见。
同时,涂层的质量也需要由工作人员进行质检,以确保涂层质量符合标准。
总之,喷漆技术在航空行业中有着广泛的应用。
面对日益增多的飞机保养需求,喷漆技术的先进性和方便性将会越来越得到重视,并为其开阔更加广阔的应用前景带来无限机会。
2018年30期技术创新科技创新与应用Technology Innovation and Application飞机蒙皮表面主体材料的预处理以及涂装技术黄天勇(郑州飞机装备有限责任公司热表处理厂,河南郑州450000)飞机蒙皮的作用是维持飞机外形承受空气动力作用,传递到机翼骨架上[1]。
要求蒙皮具有较高的抗蚀能力。
材料的强度高,表面光滑。
飞机蒙皮材料主要有铝合金、碳纤维等。
飞机蒙皮涂层系统涂层表面大多为铝蒙皮。
自然条件下,铝合金表面形成厚度为4nm 的氧化膜,不能抵抗恶劣环境条件下的腐蚀。
铝合金表面在潮湿大气环境中,水膜随相对湿度提高而加厚。
铝基体构成阳极,组成微小局部电池。
水中吸附的H +与电子结合生成H 2,Al 失去电子溶入水膜。
城市大气污染日益严重,铝合金部件在储存时出现发霉现象。
影响零件外观与机械性能。
所以应增厚氧化膜,提高蒙皮表面的抗蚀性。
1蒙皮表面的预处理1.1预处理原理铝是一种银白活泼金属。
相对密度为2.70,纯铝的机械强度较低。
加入少量其他金属,可提高机械强度。
铝合金广泛应用于航空工业。
纯铝在常温干燥空气中表面生成氧化膜,隔绝氧气与内层铝作用。
因此,纯铝在空气中较稳定。
在铝中加入镁。
铜等元素制成铝合金,其耐蚀性下降。
因此,在铝合金表面进行化学处理,使其具有抗腐蚀性。
牢固地附着在铝合金蒙皮表面。
阳极化法、磷化底漆与化学氧化法为飞机上常用的铝蒙皮表面处理方法。
1.2阳极氧化法简述铝板挂在阳极化槽,铅板为阴极,铝板接阳极,电化学反应生产氧化膜。
氧化膜过程中铝板表面生成Al 2O 3,随氧化膜溶解。
得到一定厚度氧化膜。
阳极化时,槽液中水被电解:H 2OH ++OH -阳极生成初生态氧:2OH -→H 2O+2e +[O]。
氧原子与铝板表面铝原子发生化学反应,生产Al 2O 2氧化膜。
2Al+3[O]→Al 2O 3。
伴随氧化膜在电解液中的溶解过程。
氧化中氧化膜不同于电镀镀层。
多孔膜中向金属深处生长。
精细化涂层技术在军工装备中的应用研究军事领域一直是各国重点研发领域之一,随着世界科技水平的不断提高,各种新技术应用于军事装备的研究和开发越来越受到重视。
其中,涂层技术作为军事装备中不可或缺的技术之一,其应用范围越来越广泛。
特别是精细化涂层技术,以其高效、精准、耐用的性能在军事领域得到了广泛应用。
本文将阐述精细化涂层技术在军工装备中的应用研究。
一、精细化涂层技术的概述精细化涂层技术是一种以精细化涂覆技术为核心的高科技官能化材料应用技术。
其最大的特点是对材料涂覆过程的控制。
目前,精细化涂层技术已经成为一门涉及物理、化学、智能制造等学科交叉的新型技术。
其应用涉及材料表面设计、控制应力、机械强度、电磁特性等多个方面。
二、精细化涂层技术在军工装备中的应用1.作战装备领域在作战装备领域中,精细化涂层技术的应用范围较广,主要用于制造各种武器、装备、机头、操纵杆等部件。
例如,它可以在弹头上施加一层防腐蚀层,以提高武器的使用寿命,避免武器在高温、高湿、酸性、碱性等各种恶劣环境中受损。
此外,将涂层技术应用到弹壳、基座和车身等部位,可有效提高装备的防护性能和对永久性环境的适应性。
2.飞行器、导弹、火箭制造领域在飞行器、导弹、火箭制造领域,采用精细化涂层技术可以进行空气动力学设计、控制飞行器的结构温度及热损失,以延长其寿命。
此外,也可以利用涂层技术在导弹表面涂覆多层材料以增加其抗摩擦能力和密闭性。
精细化涂层技术还可用于制造发动机、喷射器、离心泵、反应器等设备。
3.海洋装备领域在海洋装备领域中,精细化涂层技术被广泛应用于制造各种海洋设备,如船舶、水下机器人、海底井设备等。
例如,将防腐涂层应用在海洋船舶上,可以避免海洋环境的侵蚀和氧化,延长船体的使用寿命。
三、精细化涂层技术的优势1.性能稳定在精细化涂层技术中,涂覆过程受到高精、高控的专业技术支持,涂层的厚度、成分和结构都能够在非常精准的范围内控制,从而能够保证涂层的性能稳定,并且避免涂层在长时间的使用过程中发生退化。
管理及其他M anagement and other飞机蒙皮表面的预处理及涂装研究刘俊文1,张 净2,李 琼2,吴群英2,陈东琛2摘要:蒙皮的作用是为了维持飞机外形,让其具有良好的空气动力特性,而蒙皮在受到空气动力的作用下,可以将作用力直接传递到机身,机翼和骨架处。
对此蒙皮材料不仅要拥有良好的强度和可塑性,同时表面要光滑,具有良好的抗腐蚀能力。
一般情况下蒙皮所用的常见材料包括铝合金,高强度不锈钢或玻璃纤维复合材料等,而飞机蒙皮表面的预处理和涂装工作也是非常重要的内容,本次研究将以此为切入点进行分析。
关键词:蒙皮表面;预处理;涂装飞机是民航事业快速发展下人们外出选择的重要交通工具,而飞机蒙皮位于飞机的最外层,直接和外界环境接触,是决定飞机能够安全飞行的核心因素。
飞机蒙皮的作用是确保飞机的外部形状,不会因为飞机的起飞或着陆等载荷因素的影响产生改变。
对此飞机表面的蒙皮处理和涂装工艺选择将直接关系到飞机的使用性能,如何选择具有装饰性和保护性的涂层至关重要。
1 飞机蒙皮常见涂料飞机发明之初,使用的蒙皮通常是纺织布:将布料包在飞机的木质或金属结构上,再涂上防水隔气的材料就算完成。
这种简陋的蒙皮很容易被环境影响,所以在一战期间,各国都将注意力集中到了金属材料蒙皮的研发和应用。
到了二战的时候,铝合金蒙皮已经成为了战机的主流配置。
蒙皮处理需要用到各式各样的涂料,常见的有。
1.1 硝基涂料硝基涂料的主要材料是硝化棉,这也是早期飞机布蒙皮经常使用的涂料类型,涂层系统包括硝基清漆与各色硝基磁漆。
当飞机的框架上蒙上棉布或亚麻布之后,表面无法作为飞机蒙皮,不过在覆盖涂布之后,则表面棉布收缩,整个框架相对绷紧形成光滑表面,满足飞机的空气动力学性能要求,布的拉伸强度得到大幅提高。
需要考虑的是,由于该涂层会在阳光的作用下容易出现变质,所以会选择涂硝基涂料保护层来延长蒙皮的使用周期。
该涂层系统的主要缺点在于大气抗老化性能较差,且具有易燃性,可能对飞机产生安全隐患。
飞机蒙皮防腐蚀工艺研究黑龙江省哈尔滨市150060摘要:飞机随着飞行时间的延长,飞行强度的增大,金属材料的腐蚀问题也越来越突出,防止金属材料的腐蚀是保证飞机飞行安全和飞机寿命的根本措施。
目前由于腐蚀导致的维修和部件更换成本大幅增加,各修理工厂都是在全力加以防范的。
金属材料在我国复杂的环境条件下受到腐蚀破坏的形式是多种多样的。
为了保证飞机的安全飞行和使用寿命,在设计制造时都采取了各种防腐蚀措施。
如广泛采用经时效稳定化处理的铝材,以防止剥蚀和应力腐蚀;所有易腐蚀区域采用密封胶进行密封处理;所有易腐蚀部位采用表面喷涂层;阳极化或化学氧化的表面立即喷涂耐介质的环氧底漆。
为了长期抗腐蚀介质,在所有环氧底漆表面喷涂聚氨酯面漆。
关键词:飞机蒙皮;防腐蚀;工艺前言:飞机的机体结构通常由蒙皮和骨架等组成。
蒙皮的功用是构成机身的气动外形,并保持表面光滑,承受局部空气动力载荷,抵抗机身的歪曲变形和扭转变形,对机身总体受载起到很重要的作用。
常见的机身结构分为桁梁式、桁条式、硬壳式。
一、飞机结构的腐蚀情况简介飞机进厂大修经脱漆清洗后,检查发现飞机的腐蚀部位主要集中在机翼,该部位腐蚀程度明显高于机身,其中机翼的腐蚀部位主要在受力构件、梁缘条、梁腹板以及对接型材等,而后机身容易腐蚀的位置在蒙皮,配重部位和舵面固定支座,机身则集中于蒙皮、减速板、龙骨梁和搭接缝处等。
二、分析腐蚀产生的原因1.脱漆过程中造成的腐蚀及加速腐蚀。
飞机进厂大修时,部分旧漆层已随着飞行时间的延长,存在不同程度的老化、失效,为了保证下一飞行周期漆层对飞机蒙皮的防护、防腐效果,根据修理的需要,采取了脱漆处理。
目前各大修理工厂,多采用了脱漆剂脱漆法。
脱漆剂脱漆法存在以下腐蚀隐患:脱漆剂造成的腐蚀脱漆剂种类繁多,酸性脱漆剂对飞机钢铁件结构腐蚀构成较大隐患;挥发性不彻底的退漆剂容易在蒙皮搭接缝隙处残留,随着时间的延长对蒙皮缝隙及结构内部造成腐蚀脱漆过程湿热环境造成的腐蚀飞机脱漆周期为5 ~ 7天,脱漆施工现场由于需要大量水进行清洗,所以厂房内的相对湿度在80% 以上,尤其是在夏季脱漆施工时,厂房温度38℃以上,湿热环境极易造成机体结构的腐蚀。
飞机蒙皮表面处理新技术探究◎王鹏(作者单位:航空工业哈飞6车间)自微弧氧化技术诞生以来,技术应用率逐步增加,技术发展日益成熟,关于微弧氧化膜层性能方面的研究也不断深入,利用微弧氧化膜技术所形成的陶瓷层的耐磨性、抗腐蚀性、绝缘性、疲劳性能、以及抗热性等均是研究重点,为此本文将对此内容展开论述,希望可为微弧氧化技术在飞机蒙皮表面处理方面的应用提供参考。
一、常用的飞机蒙皮表面处理技术及其优劣分析1.常用的飞机蒙皮表面处理技术。
飞机蒙皮涂层系统的涂漆表面主要是铝制蒙皮,因此处理蒙皮表面主要是对铝板进行处理,处理目的在于在铝板表面覆盖一层抗腐蚀性较高的氧化层,并使之与底漆层紧密结合。
常用的蒙皮表面处理技术主要有化学氧化处理技术、阳极氧化处理技术以及磷化底漆处理技术三种方法。
铝合金表面处理技术是否优越,主要看其能否对铝合金的耐腐蚀性能进行提升,能否形成良好的涂漆表面,是否能与底漆、面漆共同形成整体性的涂层系统。
2.常用飞机蒙皮处理技术的优势及劣势。
(1)化学氧化处理技术。
此方法主要是利用喷淋法进行飞机蒙皮表面的整体性处理,可减少处理时的设备投入成本,但整机处理需要消耗的时间较长,且所形成的膜层均匀性较差,并且需要较长时间表面才可干燥,且化学成分具有一定的毒性,会产生含铬废水,对环境的污染较大。
(2)阳极氧化技术。
此技术的优势在于膜层与铝板可有效附着,但在膜层脱漆处理时也较为困难。
(3)磷化底漆处理技术。
此技术的脱漆性较为理想,可节约飞机返修时间,但同样,易脱漆也是此技术的应用弊端。
二、微弧氧化技术及陶瓷层性能分析1.微弧氧化技术。
微弧氧化技术是以阳极氧化技术为基础而诞生的新型处理技术,其是将AL、Mg、Ti 等有色金属或其合金置于电解质水溶液中,利用电化学方法在金属表面产生火花放电斑点,在热化学、等离子体化学和电化学的共同作用下,生成陶瓷膜层的方法。
它是一种直接在有色金属表面原位生长陶瓷层的新技术,其主要方式是通过在工件上施加电压,突破传统的阳极氧化电流、电压法拉第区域的限制,阳极电位由几十伏提高到几伏,氧化电流由小电流发展到大电流,由直流发展到交流,致使在工件表面出现电晕、辉光、微弧放电,甚至火花斑等现象,使工件表面的金属在微等离子体的高温高压下与电解质溶液相互作用,在金属表面形成A1203陶瓷膜,达到工件表面强化的目的。
国产飞机蒙皮底漆工艺适应性研究
步明升;汪威;薛玉华;阮润琦;张岩;张彪;崔少波;刘顺崎;刘超;郭年华
【期刊名称】《合成材料老化与应用》
【年(卷),期】2024(53)1
【摘要】为了验证国产飞机蒙皮底漆的工艺适应性,从壶装寿命、基材适用性、固化性能、底漆相容性以及面漆相容性等方面对该底漆展开了工艺研究。
经过验证,国产飞机蒙皮底漆工艺性能够很好地适应现有民机材料施工要求。
试验结果可以为该底漆的涂装工艺提供施工技术指导,具有重要的工程实践意义。
【总页数】4页(P12-15)
【作者】步明升;汪威;薛玉华;阮润琦;张岩;张彪;崔少波;刘顺崎;刘超;郭年华
【作者单位】海洋化工研究院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ630.79
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5.国产C919飞机蒙皮生产线在西安建成
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材料工程JOURNAL OF MATERIALSENGINEERING1999年第4期No.41999 磷化底漆在军用飞机蒙皮涂层修补中的应用研究刘翔 丁鹤雁 [摘要] 研制了一种用于飞机旧蒙皮涂层修补的磷化底漆。
将确定的优化配套涂料与国外同类涂料进行了性能对比,结果表明,由该磷化底漆组成的飞机蒙皮涂层系统的综合性能达到国际同类产品的技术水平。
关键词 磷化底漆 飞机蒙皮 涂层修补Study and Application of Phosphating Primer inthe Repairing of Military Aircraft Skin CoatingsLiu xiang Ding Heyan(Institute of Aeronautical,Beijing) [Abstract] A modified phosphating primer has been studied to be intended to repair military aircraft old skin coating,and compared with similar foreign product. The results show that the comprehensive properties of the aircraft skin coating containing this kind of primer reach the levels of similar foreign products in technology. Keywords phosplating primer aircraft skin repairing of coating 军用飞机蒙皮在涂漆前的表面处理一般选择铬酸阳极化、阿罗丁氧化处理和磷化底漆三种处理方式。
铬酸阳极化需要用水池浸泡,故其仅限于铝合金零件的表面处理;阿罗丁氧化适用于整机表面处理,对于飞机修补中已氧化的旧蒙皮,经验表明阿罗丁的表面处理效果不如磷化底漆。
另外铬酸阳极化或阿罗丁氧化处理后需用大量的去离子水冲洗,冲洗后的水中含有铬离子,容易造成环境污染;使用阿罗丁处理后,表面的氧化膜不导电,无法采用胶结点焊新工艺进行焊接。
因此目前军机修补中的表面防护处理最好使用磷化底漆。
磷化底漆是一种高效的金属表面预处理剂。
国外也称其为洗涤底漆。
它是40年代由美国Bakelite公司开发的产品。
60年代就在美国和欧洲一些国家的军用飞机上大量使用,并制订了相应的军用标准。
80年代后,又有了迅速发展。
为了适应我国航空工业的发展和满足军机返修的技术要求,我院研制出XF06-2磷化底漆,并在空军飞机修理厂进行试用。
本工作研究了磷化底漆的性能并同国外同类产品对比。
1 实验部分1.1 材料 在测定XF06-2磷化底漆性能时,选用了国产X06-1和荷兰SIKKENS公司的产品做对比实验。
除对磷化底漆单独进行评定外,还对涂层系统进行了测量。
表1列出了试验用的涂层系统组成。
表1 涂层系统的组成Table 1 Compositions of the coatings system涂层系统A B C厂 家荷兰SIKKENS公司天津油漆厂北京航空材料研究院磷化底漆洗涤底漆X06-1XF06-2中间底漆聚氨酯中间底漆S06-103h H06-1012h面 漆聚氨酯面漆S04-103h S04-101h 1.2 制板工艺 三种涂层系统所用的底材均为LY12旧飞机蒙皮铝板。
规格为50mm×100mm×1mm。
该铝板先用汽油或二甲苯清洗除油二次,再用丙酮擦冼一次,最后用乙醇擦冼两次。
铝板经干燥后,磷化底漆按要求薄薄地喷涂一层,其它底漆按正常要求的厚度喷一层,磁漆均匀地喷涂两层。
所有涂层均采取自然干燥的工艺。
试板在室温下放置7天后投入试验。
2 试验结果2.1 磷化底漆的对比试验结果 由表2我们看到XF06-2磷化底漆耐介质性能明显高于X06-1磷化底漆,与国外样品的性能相当。
表2 磷化底漆性能对比结果Table 2 Comparing results of the phosphating primers性能测试SIKKENS公司底漆X06-1底漆XF06-2底漆漆膜外观黄色半透明浅黄色透明浅黄色半透明漆膜厚度/μm8~1210~1210~12柔韧性/mm111冲击强度/kg。
cm707070附着力(划圈法)1级1级1级耐盐水性 3h无变化起泡无变化 48h起泡-无变化耐盐雾性 8h起泡起泡无变化2.2 涂层系统的试验结果 由表3可以看到用X06-1磷化底漆打底的B类涂层系统耐水三天就起泡,这可能与X06-1磷化底漆耐水性差有关。
另外从机械性能看,B类涂层系统的机械性能最差,这说明B类涂层系统的配套性不好,而C类涂层系统与A类涂层系统性能相当。
表3 涂层系统试验结果Table 3 Test results of the coating system检测项目A B C涂层厚度/μm83~8573~8281~86柔韧性/mm2102冲击强度/kg。
cm503050160℃耐热4h后柔韧1033性/mm冲击强度/kg。
cm505050-54℃耐寒4h后544柔韧性/mm耐湿热性 30d无明显变化无明显变化无明显变化耐盐雾性 30d无明显变化无明显变化无明显变化耐蒸馏水性 3d无明显变化表面布满气泡无明显变化湿胶带附着力合格不合格合格3 讨论3.1 磷化底漆在飞机蒙皮涂层系统中的作用 由表1和表2的实验结果综合分析可知:X06-1磷化底漆耐介质性能不好,其配套涂层系统B的耐介质性能也不好。
SIKKENS公司产的磷化底漆与XF06-2磷化底漆耐介质性能较好,其配套的涂层系统A和C的耐介质性能相应的也好。
这说明磷化底漆耐介质性的好坏,直接影响整个飞机蒙皮涂层系统的耐介质性能。
这是因为磷化底漆在飞机蒙皮涂层系统中起着承上启下的作用,其涂层系统首先靠磷化底漆的磷化及钝化作用牢固地将树脂部分络合在铝蒙皮表面,再利用树脂部分的羟基与中间底漆牢固地接合,最后喷涂上磁漆。
若磷化底漆本身耐水性差,当水分子透过面漆和中间底漆的漆膜后作用于磷化底漆漆膜,会使整个蒙皮涂层系统与铝合金的结合力下降,最终有可能导致整个蒙皮涂层系统的脱落。
所以磷化底漆在飞机蒙皮涂层系统中的作用不可忽视。
3.2 磷化底漆与环氧底漆的相溶性 磷化底漆的漆膜很薄,一般需要8~10μm左右,所以单纯一道磷化底漆的防腐能力很弱,必须上罩其它防锈底漆才能有较好的效果。
因为H06-1012h环氧底漆已被指定用于先进飞机蒙皮底漆,故选择它与XF06-2磷化底漆配套。
H06-1012h环氧底漆在1996年以前所用的固化剂是国产的。
经多次工艺试验,我们采取磷化底漆常温干燥0.5~4h后喷涂H06-1012h底漆的工艺,试验结果表明其涂层系统性能完全达到技术要求。
1996年之后,H06-1012h底漆固化剂改为同类型进口的聚酰胺树脂。
仍用原工艺做实验时,发现配套涂层系统附着力低于10MPa,冲击强度是5kg*cm,柔韧性是10mm,达不到技术要求。
经应用工艺研究,重新制订了涂漆工艺,即磷化底漆常温干燥4h或60℃烘3h后再涂H06-1012h环氧底漆,结果涂层系统性能满足了技术要求。
经分析表明,进口固化剂与国产固化剂分子结构中端基不同,国产固化剂的端基含有-NH2基团,它可参与磷化底漆的固化,与其形成整体;而进口固化剂的端基是-NHR,不能参与磷化底漆的固化反应,必须等磷化底漆固化完毕,依靠环氧漆中含有极性的羟基、醚键等与磷化底漆形成氢键结合,使H06-1012h环氧底漆牢固地附着在磷化底漆表面,满足技术性能的要求。
3.3 固化工艺的影响 由图1可以看到,用国产固化剂固化的H06-1012h环氧底漆可与常温固化0.5~4h的磷化底漆达到最佳附着力;而由图2可以看到,改用进口固化剂固化的H06-1012h环氧底漆可与常温固化24~48h的磷化底漆达到最佳的附着力。
由此可见固化工艺对涂层系统的附着力有直接影响,因此针对不同的涂层系统,选择不同的固化工艺是涂层系统应用的重要工作。
38-1.gif (4708 bytes)图1 磷化底漆常温干燥时间与涂层附着力之间的关系Fig. 1 Relationship between dryingtime at room temperature of the primerand the adhesion of coating38-2.gif (4564 bytes)图2 磷化底漆加温干燥时间与涂层附着力之间的关系Fig. 2 Relationship between dryingtime at raised temperature of the primerand the adhesion of coating4 结论 (1)XF06-2磷化底漆具有优良的附着力和机械性能,并有良好的防锈性能。
(2)XF06-2磷化底漆→H06-1012h环氧底漆→13-2丙烯酸聚氨酯磁漆这一涂层系统的配套性和耐介质性能优于国内现用的蒙皮系统,与国外蒙皮涂层系统性能相当。
(3)磷化底漆的耐介质性能的好坏可能会影响整个涂层系统的耐介质性能。
(4)选用H06-1012h环氧防锈漆时,必须根据固化剂的品种,选择合理的固化工艺。
作者简介:刘翔,男,1965年10月出生,北京航空材料研究院工程师。
主要从事航空涂料的研究工作。
联系地址:北京81信箱9分箱(100095)。
作者单位:(北京航空材料研究院)参考文献 [1] MIL-C-47159.COATING.WASH PRIMER PRETREATMENT,1971.7 [2] 陈世杰.涂料工艺.第一、五分册,1994,8 [3] 虞兆年.防腐蚀涂料和涂装.1994,3 [4] ZBG51007-87.X06-1乙烯磷化底漆(分装).专业标准,1987,5 [5] Q/6s1049-93,H06-1012h环氧底漆技术标准,1994,6稿件收到日期:1998-11-15修改稿收到日期:1999-01-25。