飛機起落架涂層流平和固化工藝優(yōu)化

李 濤

(中航飛機起落架燎原分公司，陜西漢中 723200)

引 言

PR1436-G多硫化物涂層是一種特殊的耐石子沖擊涂層，該涂層在完全固化后形成凹凸不平的表面，具有很好的彈性系數(shù)，再在涂層表面噴涂一層聚氨酯漆涂層，對承受沙石等沖擊物的基體能起到良好的保護(hù)作用，經(jīng)過這種涂層處理的產(chǎn)品，在大氣環(huán)境中具有良好的耐腐蝕、耐礦物油和耐老化的性能［1］。由于要求 PR1436-G涂層 δ為0.51mm，較厚，需要通過兩次噴涂才能達(dá)到要求的厚度，在噴涂過程中如果粘度控制不好容易產(chǎn)生流平現(xiàn)象，影響外觀和性能;固化不好容易產(chǎn)生涂層的劃傷和剝落。

本文主要通過工藝實驗，解決涂層在噴涂后的流平現(xiàn)象，防止形成平滑的表面和局部涂層的堆積，同時解決涂層因為固化不好造成的劃傷和剝落，提高涂層的外觀和防護(hù)性能。

1 PR1436-G多硫化物涂層的應(yīng)用及組成

1.1 涂層的應(yīng)用

PR1436-G涂層目前主要應(yīng)用于飛機起落架剎車連接組件，可以有效的減少飛機在降落過程中由于和地面摩擦帶來的砂石沖擊。同時由于此涂層中的硫原子以—S—C—或—S—S—鍵的形式存在，涂層還具有良好的耐油性、耐溶劑性、耐老化性以及良好的低溫性能和防腐性。該涂層除了可以廣泛的應(yīng)用于飛機零部件外，也可以應(yīng)用于車輛、輪船、水力發(fā)電機組等易受外界沖擊的零部件上。

1.2 涂層的組成

涂層主要包含有基料、催化劑、2-丁酮和甲苯混合稀釋劑。成分配比 V(基料)∶V(催化劑)=12.5 ∶1。稀釋劑 V(2-丁酮)∶V(甲苯)=1∶1。稀釋劑最多不能超過基料和催化劑混合后總體積的30%

2 工藝實驗及結(jié)果分析

2.1 試樣、涂料和設(shè)備

試樣為150mm×100mm×1mm的4130鋼試片16片;涂料有基料和催化劑，2-丁酮和甲苯稀釋劑;噴槍為普通手動風(fēng)壓噴槍，壓力400kN/m2。

2.2 噴涂工藝流程

噴涂工藝流程為:溶劑清洗→30s水膜連續(xù)性檢查→表面活化(可以使用打磨墊打磨底漆或再噴涂一層底漆)→屏蔽和裝掛→噴涂PR1436-G涂層→室溫下表干→在烘箱中強制固化→外觀和厚度檢查→結(jié)合力檢查。

2.3 實驗過程及結(jié)果

1)涂層的流平工藝實驗。對飛機起落架涂層的要求，噴涂后流平形成均勻的凹凸表面為最佳。但稀釋劑偏高時，涂層表面易形成流平現(xiàn)象，表面平滑，該現(xiàn)象為不合格。a.全部按照低氫脆鍍鎘工藝規(guī)范要求對16片鋼試片鍍鎘。b.按照相關(guān)工藝規(guī)范要求噴涂463-12-8型底漆，并進(jìn)行完全固化。c.將16片試片分為4組，每組4片進(jìn)行PR1436-G噴涂。d.按照規(guī)定的比例調(diào)配基料和催化劑混合物，將調(diào)配好的混合物平均分成4等份，分別在每份混合物中添加不同比例的稀釋劑，并充分?jǐn)嚢杈鶆?。e.分別使用每份配置好的涂料對其中一組試片進(jìn)行噴涂，檢查涂層的外觀，結(jié)果見表1。

表1 不同稀釋劑配比涂層的外觀檢測結(jié)果

2)固化涂層的結(jié)合力試驗。對以上第三組和第四組試片，在不同的工藝條件下進(jìn)行固化，采用劃痕法檢測涂層的結(jié)合力，檢測結(jié)果見表2。

表2 涂層在不同條件下固化的結(jié)合力試驗結(jié)果

表2中，空干條件的θ滿足15～35℃，濕度滿足35%～75%要求即可，此溫度、濕度為一般噴漆環(huán)境要求。空干30h為PR1436-G涂層涂覆規(guī)范中要求的在環(huán)境溫度下自然固化的最短時間。強制固化θ為50℃，為涂層技術(shù)規(guī)范中規(guī)定的溫度。強制固化 t為2h，為涂層技術(shù)規(guī)范中規(guī)定的固化時間。

由以上對涂層檢測結(jié)果得出，按照第16號試片工藝條件，制備的涂層結(jié)合力最佳。改進(jìn)前涂層的流平和剝落現(xiàn)象以及改進(jìn)后合格的涂層見圖1。

圖1 涂層表面形貌照片(5×)

2.4 結(jié)果分析

1)涂層產(chǎn)生流平的原因。PR1436-G涂層在基料與催化劑混合后，在不添加稀釋劑的情況下，涂層不會產(chǎn)生流平堆積和流平現(xiàn)象，但是由于涂料粘度過大，不易噴涂，在零件表面形成顆粒狀凹凸不平的非均勻涂層。通過工藝實驗可以看出，在V(基料)∶V(催化劑)為12.5∶1的前提下，通過調(diào)整稀釋劑添加的比例可以改善涂層的流平現(xiàn)象和外觀均勻性。

2)涂層產(chǎn)生剝落的原因。根據(jù)以上固化試驗可以看出，試件在不同的固化條件下固化，其結(jié)合力效果不同，影響涂層結(jié)合力的主要因素為固化的溫度、濕度和固化時間。

3 結(jié)論

1)解決PR1436-G涂層流平的主要方法是在基料和催化劑混合后的涂料中，調(diào)整稀釋劑的比例，涂料的最佳比例為V(基料)∶V(催化劑)∶V(稀釋劑)=12.5∶1∶1.7。

2)解決PR1436-G涂層的劃痕和剝落現(xiàn)象，提高涂層固化效果的最佳固化條件θ為15～35℃、相對濕度為35% ～75%，空干10h，然后在50℃下強制固化2h。

［1］ 王雙民.一種特殊的耐沙石沖擊涂層系統(tǒng)［J］.中國涂料，2004，19(9):26-27.