表面技術(shù)在飛機結(jié)構(gòu)修理中的應(yīng)用

于林英

摘? 要：在飛機服役時會受環(huán)境及應(yīng)力作用影響，導(dǎo)致各構(gòu)件出現(xiàn)腐蝕或損傷問題。由于腐蝕問題多發(fā)生于飛機結(jié)構(gòu)表面，因此還需要在飛機生產(chǎn)及維修過程中著重關(guān)注表面技術(shù)的使用情況，從根本上提高飛機結(jié)構(gòu)修理水平。本文就針對此，以表面技術(shù)在飛機結(jié)構(gòu)修理中的應(yīng)用重要性為切入點，提出飛機結(jié)構(gòu)維修中的表面處理技術(shù)種類，闡述表面處理技術(shù)在飛機結(jié)構(gòu)修理中的應(yīng)用方向，以期為相關(guān)工作人員提供理論性幫助。

關(guān)鍵詞：表面技術(shù);飛機結(jié)構(gòu)維修;應(yīng)用

前言：

為從根本上降低飛機結(jié)構(gòu)故障問題發(fā)生幾率，避免腐蝕及損傷現(xiàn)象向構(gòu)建內(nèi)部空間擴展，如磨損結(jié)構(gòu)表面中的疲勞裂縫由表面向結(jié)構(gòu)內(nèi)延伸等情況出現(xiàn)，還需要重點使用表面處理技術(shù)，對飛機結(jié)構(gòu)磨損及腐蝕部位進行及時修復(fù)，使飛機始終處于安全飛行狀態(tài)。

1、表面技術(shù)在飛機結(jié)構(gòu)維修中的應(yīng)用重要性

表面技術(shù)主要就是對構(gòu)件表面進行預(yù)處理，配合使用涂覆、改性、處理及復(fù)合技術(shù)，改變固體金屬材料以及非金屬材料表面形貌、化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)及盈利狀況，以獲得所需的表面性能技術(shù)。在飛機結(jié)構(gòu)維修期間運用表面技術(shù)對飛機表面進行修復(fù)處理，更有利于恢復(fù)飛機結(jié)構(gòu)原功能特性，并使飛機表面具備比基體材料更加優(yōu)越的性能，如耐磨性、耐腐蝕性、耐高溫性能等。

通過將表面技術(shù)高質(zhì)高效應(yīng)用在飛機結(jié)構(gòu)維修工作中，可以有效修復(fù)飛機損傷結(jié)構(gòu)表面，最大限度節(jié)約飛機表面結(jié)構(gòu)維護中的能源及材料，確保日期表面結(jié)構(gòu)與維護工作始終處于高質(zhì)高效開展?fàn)顟B(tài)，為促進我國航天事業(yè)全面可靠發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)基礎(chǔ)。

2、飛機結(jié)構(gòu)維修中表面技術(shù)種類

飛機結(jié)構(gòu)維修技術(shù)主要包括表面涂覆、表面改性以及表面處理等。其中，表面涂覆主要就是在構(gòu)件表面覆蓋涂覆層，要求涂覆層材料成分、結(jié)構(gòu)應(yīng)力以及組織特性均需要依照構(gòu)件實際要求配置，最大限度改善構(gòu)根本性能。常見涂覆技術(shù)主要包括電化學(xué)中的電鍍與電刷鍍、化學(xué)液相沉積、氣相沉積、熱噴涂、堆焊、涂裝、表面分子自組裝技術(shù);

表面改性主要就是改變構(gòu)件基質(zhì)材料化學(xué)成分，從而改善材料基本性能，不必再構(gòu)件表面附加膜層。現(xiàn)有表面改性技術(shù)主要包括化學(xué)熱處理、離子注入技術(shù)、轉(zhuǎn)化膜技。

表面處理技術(shù)主要就是在不改變構(gòu)件表面材質(zhì)化學(xué)成分的前提下，對地質(zhì)材料的組成結(jié)構(gòu)以及應(yīng)力進行優(yōu)化，實現(xiàn)改善表面性能的根本目標(biāo)?，F(xiàn)有常見表面處理技術(shù)主要包括表面淬火熱處理、表面變形處理、表面納米加工技術(shù)等多種類型。由于應(yīng)用在飛機結(jié)構(gòu)維修工作中的表面處理技術(shù)種類較多，不同表面處理技術(shù)的應(yīng)用方向及應(yīng)用原理存在較大差異，本文僅選取幾種常見表面處理技術(shù)概述：

第一，電刷鍍表面處理技術(shù)。電刷鍍處理技術(shù)主要就是在飛機結(jié)構(gòu)表面處理工作中，借助專用直流電源中的負極連接方式作為刷鍍陰極。在刷鍍工作開展過程中，電鍍筆應(yīng)當(dāng)以相對運動速度，在零件表面處移動，并保持適宜的壓力值。在電鍍比與被鍍零件接觸部位，鍍液中的金屬離子在電場力的作用下會擴散到零件表面，使表面處的原子被還原成金屬原子，此些金屬原子沉積晶層便形成了鍍層結(jié)構(gòu)。隨著刷鍍時間逐步延長，鍍層厚度日漸增加，直至滿足實際設(shè)計要求。相較于其他表面處理技術(shù)而言，電刷鍍處理技術(shù)更加適用于磨損材料的修復(fù)中，鍍層種類較多、沉積效率顯著，實際性能更為優(yōu)越;

第二，化學(xué)鍍表面處理技術(shù)?；瘜W(xué)鍍表面處理技術(shù)不必通電，而是使用氧化還原原理，利用在還原劑內(nèi)含有金屬離子的溶液，將金屬離子還原成金屬，沉淀在各構(gòu)件表面處，形成致密鍍層結(jié)構(gòu)?；瘜W(xué)鍍可以結(jié)合鍍液種類，劃分為化學(xué)鍍銀、化學(xué)鍍鎳、化學(xué)鍍鎳磷液等多種類型?；瘜W(xué)鍍表面處理技術(shù)的流程較為簡便，生態(tài)環(huán)保性能更強。不僅如此，化學(xué)鍍層軒轅，裝飾性能較為良好，能夠從根本上提升構(gòu)件的耐腐蝕性，延長全壽命運行周期。從功能角度分析，化學(xué)鍍技術(shù)能夠進一步增強加工件的耐磨導(dǎo)電性能、潤滑性能等，在飛機結(jié)構(gòu)維修領(lǐng)域的應(yīng)用覆蓋面進一步擴大;

第三，陽極化處理技術(shù)。金屬材料進入事宜的電解液可作為陽極，在表面處理時形成氧化膜，被稱之為陽極化。金屬材料在陽極處理后，能夠從根本上提升自身的耐磨性能、愛腐蝕性能以及耐熱性能等。陽極氧化電解液可以分為酸性電解液、堿性電解液以及非使用性電解液。其中，堿性電解液主要涉及硫酸、草酸磷酸等材料;

第四，熱噴涂技術(shù)。熱噴涂技術(shù)主要主要就是借助熱源，將噴涂材料加熱到融化或者半融化狀態(tài)，并以一定速度噴射到經(jīng)過預(yù)處理后的飛機構(gòu)件表面基材處。在熱噴涂技術(shù)使用過程中，也可從噴涂工藝角度劃分成等離子噴涂、電弧噴涂、火焰噴涂以及爆炸噴涂等技術(shù)。熱噴涂技術(shù)具有應(yīng)用靈活性強、適用范圍大、工藝加工及構(gòu)件受熱面積小、生產(chǎn)力更高等優(yōu)勢。現(xiàn)階段熱噴涂技術(shù)需要結(jié)合不同性能圖層材料以及工藝方式靈活選取，滿足熱障、可磨耗封嚴(yán)、耐磨、導(dǎo)電絕緣層設(shè)置目標(biāo)。熱噴涂材料涵蓋了大部分固體工程材料，如金屬材料、金屬合金材料、陶瓷材料、飼料產(chǎn)量以及其它復(fù)合材料等。

3、表面技術(shù)在飛機結(jié)構(gòu)維修中的應(yīng)用方向

3.1表面處理技術(shù)在飛機鎂合金結(jié)構(gòu)維修工作中的應(yīng)用

在飛機制造領(lǐng)域鎂合金表面防護技術(shù)應(yīng)用過程中，可以使用化學(xué)氧化后涂漆手段。此種化學(xué)氧化膜較薄，在使用過程中容易出現(xiàn)劃傷或磨損問題，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)表面遭受破壞。在現(xiàn)有表面處理工作開展時，也可以使用鎂合金，表面僅電凈、不活化的電刷鍍方式，在鎂合金零件表面開展刷鍍層修復(fù)及保護工作。通過嚴(yán)格控制刷鍍流程，從根本上提升鍍層及鎂合金之間的粘合力。在潮濕環(huán)境下，鎂合金基層與鍍層金屬會形成原電池現(xiàn)象，導(dǎo)致電化學(xué)腐蝕較為明顯。因此在開展電刷鍍表面修復(fù)處理過程中，還需要鍍層厚度達到指定要求，在鍍層表面處刷涂油漆，確保刷圖質(zhì)量能夠切實滿足生產(chǎn)要求。

舉例而言，在化學(xué)氧化層基礎(chǔ)上配合使用一底漆、一面漆、三層防護修復(fù)技術(shù)。確保修復(fù)后的原位飛機鎂合金質(zhì)量符合實際生產(chǎn)要求，避免飛機零部件腐蝕問題進一步發(fā)展，最終引發(fā)飛機運行安全故障。

3.2表面處理技術(shù)在飛機鋁合金結(jié)構(gòu)維修中的應(yīng)用

在鋁及鋁合金浸入酸液、堿性清洗液的情況下，氧化膜極容易被溶解。裸露出的金屬基體與空氣中的水及氧分接觸，又發(fā)生氧化反應(yīng)，從而導(dǎo)致鋁合金表面及電鍍難度進一步提升。為有效解決硬鋁材料零件局部損傷后難以修復(fù)的問題，可以在飛機鋁合金結(jié)構(gòu)維修過程中配合使用電刷鍍技術(shù)手段，制定出快速修復(fù)技術(shù)流程，應(yīng)對修復(fù)后的鋁合金零部件硬度、耐磨性、結(jié)合力等進行實驗檢測。借助電刷鍍技術(shù)，可以進一步提升鍍層結(jié)合性，實施流程較為簡便，實際管控成本較低，與基體金屬能夠良好結(jié)合在一起，具有極高推廣價值。

以飛機蒙皮結(jié)構(gòu)維修為例，在蒙皮表面使用是鈰轉(zhuǎn)化膜表面改性技術(shù)，能夠進一步增強氧化膜的耐磨性能。在最佳工藝條件下，配合使用鈰鹽氧化液制備轉(zhuǎn)化膜，進一步增強蒙皮維修效果。

總結(jié)：總而言之，現(xiàn)有飛機結(jié)構(gòu)維修工作的難度日漸提升，表面技術(shù)發(fā)展速度極快。隨表面技術(shù)在飛機維修中的應(yīng)用比重進一步擴大，還需要結(jié)合飛機結(jié)構(gòu)維修重點，制定出專項可行的表面處理技術(shù)運維方案，積極推動新型表面技術(shù)實施，確保飛機結(jié)構(gòu)修理工作能夠始終保持高質(zhì)高效開展?fàn)顟B(tài)。

參考文獻：

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