不同夾層材料鉚接時(shí)鉚釘材料及表面防護(hù)的選擇

代麗麗，鄒蒙

（中國(guó)直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所，江西 景德鎮(zhèn) 333000）

1 前言

在航空航天領(lǐng)域，鉚接時(shí)常用的零部件組合方式，而飛機(jī)等飛行器在飛行過(guò)程中有雷電防護(hù)需求，結(jié)構(gòu)內(nèi)部也要形成導(dǎo)電通路以保證對(duì)設(shè)備、結(jié)構(gòu)等的放電及防靜電要求。而結(jié)構(gòu)的材料、鉚釘?shù)牟牧?，都不盡相同，如果結(jié)構(gòu)與鉚釘之間電位差比較大，就會(huì)存在接觸腐蝕（電位腐蝕）。有電搭接需求的鉚釘不能蘸隔離膠鉚接，否則，將不滿足導(dǎo)電要求。因此，在裝配不同材料結(jié)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)特別注意鉚釘材料及其表面防護(hù)的選擇，既要滿足其導(dǎo)電功能要求，又要盡量避免腐蝕。

2 接觸腐蝕產(chǎn)生的條件

不同材料金屬之間形成接觸腐蝕的條件是存在電解液、電位更改的導(dǎo)體及電聯(lián)接，金屬之間電位差越大，腐蝕就越快。

表1為不同類金屬原電池腐蝕圖，列出了不同金屬之間的電位差異，同組金屬接觸時(shí)不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的電位腐蝕。

表1 不同類金屬原電池腐蝕圖

3 接觸腐蝕等級(jí)

接觸腐蝕等級(jí)分3級(jí)，其中，0級(jí)為不引起接觸腐蝕，可安全使用；1級(jí)為引起接觸腐蝕，但影響不嚴(yán)重；2級(jí)為引起嚴(yán)重接觸腐蝕。

表2 不同材料和鍍覆層相互接觸時(shí)的接觸腐蝕等級(jí)

不同材料和鍍覆層相互接觸時(shí)的接觸腐蝕等級(jí)可以查詢GJB594A-2000，以下僅列出幾種常見(jiàn)材料之間的接觸腐蝕等級(jí)。

4 防止接觸腐蝕的措施

事實(shí)上，結(jié)構(gòu)中不可避免地在不同材料金屬和鉚釘之間直接接觸，此時(shí)，可采取如下措施。

（1）過(guò)渡鍍層調(diào)整；（2）活動(dòng)結(jié)構(gòu)間使用潤(rùn)滑油，不活動(dòng)結(jié)構(gòu)使用漆；（3）使用絕緣材料；（4）保持環(huán)境密封、隔離；（5）不常拆卸的，結(jié)合面之間密封；經(jīng)常拆卸的，結(jié)合面之間使用不干性膩?zhàn)?，或與兩種金屬都允許接觸的墊片或鍍層進(jìn)行調(diào)整過(guò)渡，或?qū)⒁赘g的材料或鍍層適當(dāng)加厚。

5 不同夾層材料鉚接時(shí)鉚釘材料及表面防護(hù)的選擇

不考慮電搭接時(shí)，根據(jù)上文介紹的防止接觸腐蝕的措施，鉚釘通常釘桿部分蘸隔離密封膠鉚接，鉚接后釘頭墩頭進(jìn)行化學(xué)清洗后涂底漆、面漆密封；考慮不同材料和鍍覆層相互接觸時(shí)的接觸腐蝕等級(jí)及鉚釘不同材料的價(jià)格（鈦合金>耐蝕鋼>蒙耐爾合金>鋁合金）、國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)鉚釘不同表面防護(hù)層的性能（見(jiàn)表3），本文對(duì)鉚釘?shù)倪x擇做了優(yōu)先級(jí)排序見(jiàn)表4。

表4 不同夾層材料鉚接時(shí)鉚釘材料及表面防護(hù)的選擇（不考慮電搭接）

考慮電搭接時(shí)，鉚釘釘桿部分不能蘸隔離密封膠鉚接，鉚接后釘頭墩頭進(jìn)行化學(xué)清洗后涂底漆、面漆密封；鈦板、鈦鉚釘由于電阻大，通常不選擇其做電搭接通路；復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件與金屬件之間，復(fù)合材料與復(fù)合材料之間，電搭接往往通過(guò)鋪設(shè)銅網(wǎng)、銅片、螺栓緊固件、托板螺母、導(dǎo)電膠條、導(dǎo)電漆、導(dǎo)電膠等將電流導(dǎo)走，而并非選擇通過(guò)鉚釘做電搭接；考慮不同材料和鍍覆層相互接觸時(shí)的接觸腐蝕等級(jí)及鉚釘不同材料的價(jià)格、鉚釘不同防護(hù)層的性能（見(jiàn)表3），本文對(duì)鉚釘?shù)倪x擇做了優(yōu)先級(jí)排序見(jiàn)表5，并以蒙耐爾離子鍍鋁鉚釘為例，分析其防電位腐蝕原理，見(jiàn)圖1。

圖1 蒙耐爾離子鍍鋁鉚釘防電位腐蝕原理示意圖

表3 不同夾層材料鉚接時(shí)鉚釘材料及表面防護(hù)的選擇（不考慮電搭接）

表5 不同夾層材料鉚接時(shí)鉚釘材料及表面防護(hù)的選擇（考慮電搭接）

6 結(jié)語(yǔ)

本文依據(jù)不同類金屬原電池腐蝕圖、不同材料和鍍覆層相互接觸時(shí)的接觸腐蝕等級(jí)，考慮不同材料電偶腐蝕、鉚釘不同表面處理層的性能、鉚釘材料價(jià)格以及密封膠的影響，分別對(duì)是否考慮電搭接的鉚釘材料及表面處理做出了優(yōu)先級(jí)排序，供結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參考。