4 種緊固件用涂層性能對(duì)比分析

靳磊，郭建，時(shí)卓，王立東，常偉，李文

（1.中國(guó)航空制造技術(shù)研究院 a.高能束流加工技術(shù)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室b.先進(jìn)表面技術(shù)航空科技重點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)室，北京 100024；2.遼寧省輕工科學(xué)研究院有限公司 特種涂層及涂料事業(yè)部，沈陽(yáng) 110000；3.北京航為高科連接技術(shù)有限公司，北京 100023）

鈦合金緊固件由于質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高、熱強(qiáng)性好等特性，在飛機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)和航天飛行器上的應(yīng)用越來(lái)越多。國(guó)內(nèi)外每架飛機(jī)使用的鈦合金緊固件數(shù)量少則幾萬(wàn)余件，多則幾十萬(wàn)件[1-4]，鈦合金緊固件已成為飛行器必備的零部件。鈦合金緊固件起到連接不同材料、不同結(jié)構(gòu)的作用，當(dāng)鈦合金緊固件與結(jié)構(gòu)鋼、鋁合金、復(fù)合材料等材料接觸時(shí)，由于電偶腐蝕、裝配應(yīng)力、縫隙腐蝕等多種損傷機(jī)制，造成緊固件自身或者緊固孔產(chǎn)生腐蝕、摩擦破損等，形成安全隱患[5-7]。因此，鈦合金緊固件防護(hù)涂層需要良好的耐腐蝕性能、較低的摩擦系數(shù)、均勻一致的厚度及良好的外觀等。在鈦合金緊固件多種防護(hù)涂層中[8-10]，酚醛樹(shù)脂Al 涂料最為優(yōu)良，使用最為廣泛，國(guó)內(nèi)外飛行器中應(yīng)用最為普遍。比如Hi-Shear 294 鈦合金緊固件鋁涂層已廣泛用于美國(guó)空軍（F-22）及波音飛機(jī)（Βoeing-777、Βoeing-737 等）上。目前美國(guó)LISI公司的HI-KOTETM-NC 系列涂料（主要成分由酚醛樹(shù)脂、片狀A(yù)l 粉等組成）具有良好的腐蝕抑制作用、優(yōu)越的安裝潤(rùn)滑性能、高的耐熱性，能抵抗各種液壓油、燃油、洗漆劑、清洗劑等侵蝕，是軍工行業(yè)常采購(gòu)的原材料。國(guó)內(nèi)有近似于HI-KOTETM-NC 的涂料品種，國(guó)產(chǎn)涂料組分與國(guó)外涂料組分大部分相同，通常由酚醛樹(shù)脂、片狀鋁粉、鉻黃、聚四氟乙烯等原料制成，滿(mǎn)足了現(xiàn)役飛機(jī)的使用需求。但在多年、大范圍使用過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)一些小缺點(diǎn)，比如涂料涂覆后緊固件等零件表面毛糙、潤(rùn)滑性差，有時(shí)引起安裝力不一致、安裝后的緊固件易偏離孔中心，使用過(guò)程中螺紋牙易損傷；Al 涂料在嚴(yán)苛的腐蝕環(huán)境與應(yīng)力下易產(chǎn)生鼓泡、脫落的碎屑吸水，引起緊固件孔壁腐蝕。以上2 個(gè)缺點(diǎn)是本文的重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象。

為替代傳統(tǒng)Al 涂料（目前國(guó)內(nèi)可生產(chǎn)此品種涂料的廠家有4 家左右），豐富現(xiàn)役涂料品種，本研究根據(jù)目前涂料性能及未來(lái)使用要求，從市場(chǎng)上篩選出聚氨酯與石墨烯涂料。這2 種涂料具有極多的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)得到大量研究者的證實(shí)，并在不同行業(yè)得到了應(yīng)用[11-20]。同時(shí)，本研究根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)[21-25]，知悉了PTFE 涂料的優(yōu)點(diǎn)也較多，是鈦合金緊固件表面使用的潛在優(yōu)質(zhì)涂料，因此本研究自行設(shè)計(jì)合成了1 種PTFE 涂料，所以該研究總共涉及4 種涂料：目前現(xiàn)役使用的Al 樹(shù)脂涂料，標(biāo)記為HW-A；市售成熟的含有鉻酸鹽的聚氨酯底涂用涂料，標(biāo)記為CZ；市售成熟的石墨烯摻雜改性聚氨酯涂料，標(biāo)記為GO；自行設(shè)計(jì)合成的PTFE 摻雜改性聚氨酯涂料，標(biāo)記為PTFE。本研究主要對(duì)這4 種涂料性能進(jìn)行初步比較，并給予篩選結(jié)論。

1 試驗(yàn)

1.1 材料設(shè)計(jì)與合成

1.1.1 HW-A 鋁涂料

HW-A 是一種含有酚醛樹(shù)脂、片狀鋁粉、鉻黃（質(zhì)量分?jǐn)?shù)約5.2%）、特種助劑及稀釋劑等物質(zhì)組成的涂料，與美國(guó)Hi-Shear 294 鈦合金緊固件鋁涂層具有近似的組分與使用性能。

1.1.2 市售涂料

公司CY 研發(fā)的石墨烯重防腐涂料GO，可長(zhǎng)期在潮濕、高溫環(huán)境下使用，該材料是聚氨酯樹(shù)脂與石墨烯優(yōu)異性能的技術(shù)合成，可帶銹施工。性能指標(biāo)：耐酸性≥200 h，耐濕熱性≥1 000 h，耐鹽霧性≥3 500 h，耐摩擦≥10 萬(wàn)次，附著力≥21 MPa。

公司XA 研發(fā)的聚氨酯底漆涂料CZ，聚氨酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%以上，內(nèi)含一定的環(huán)保型鈦鎳黃（質(zhì)量分?jǐn)?shù)約1.2%），以及鐵紅、鉻酸鹽等其他填料。性能指標(biāo)：耐酸性≥200 h，耐濕熱性≥1 000 h，耐鹽霧性≥3 500 h，耐摩擦≥10 萬(wàn)次，附著力為 17.2 MPa。

以上2 家公司涂料的主要組分均是聚氨酯，但兩者填料種類(lèi)不同，從性能數(shù)據(jù)上看差別不大。

1.1.3 自研PTFE 涂料

1）PTFE 粉末表面改性。將粒徑D50=2 nm 的PTFE粉末在100 ℃下烘干2 h，然后采用KH560 偶聯(lián)劑處理（使用量為PTFE 粉末質(zhì)量的1.5%），KH560 偶聯(lián)劑可使PTFE 表面產(chǎn)生活性自由基，從而提高PTFE與原始涂料的融合性。

2）噴涂前配料。稱(chēng)取2 g 的改性PTFE 納米粉末，直接摻入200 g 的Al 涂料中（相當(dāng)于1%的PTFE），然后放入機(jī)械攪拌器中攪拌5 min，攪拌速度為1 500 r/min。

將乙二醇乙醚醋酸酯稀釋劑摻入上述溶液中，攪拌3 min，并靜置8 min。涂料與乙二醇乙醚醋酸酯的體積比為1∶2。

1.2 涂覆工藝

1.2.1 緊固件涂覆機(jī)

采用60#砂處理緊固件3 min 后，再用緊固件專(zhuān)用涂料涂覆機(jī)噴涂，涂覆機(jī)轉(zhuǎn)速為3.0 r/s，泵速為1.0 r/s，時(shí)間為60 min。各成分的體積比為：HW-A∶乙二醇乙醚醋酸酯=1∶2；PTFE∶乙二醇乙醚醋酸酯=1∶2；CZ∶稀釋劑（酮類(lèi)和酯類(lèi)）=38∶9；GO∶稀釋劑（酮類(lèi)和酯類(lèi)）=38∶9。

1.2.2 空氣噴涂

噴涂參數(shù)：噴嘴直徑為 2 mm，噴槍壓力為4 kg/cm2，噴涂黏度（涂-4 杯）為20 s。擬獲得的干膜厚度為7～10 μm。根據(jù)噴涂實(shí)際情況，采用厚度梳規(guī)確定噴涂時(shí)間，單道噴涂時(shí)間約0.5 min。以上涂料噴完后，在80 ℃固化120 min 后取出即可。

1.3 性能測(cè)試方法

1.3.1 形貌觀察

采用光學(xué)顯微鏡觀察涂層的微觀形貌。在形貌觀察前，將待檢測(cè)涂層樣品線切割制成1 cm×1 cm 大小，并選用400#、1000#、1200#金相砂紙按照從粗到細(xì)的順序進(jìn)行制樣、拋光。

1.3.2 表面形貌與粗糙度

3D 共聚焦法：利用逐點(diǎn)照明和空間針孔調(diào)制來(lái)去除樣品非焦點(diǎn)平面的散射光。相比于傳統(tǒng)成像方法，該方法可提高光學(xué)分辨率和視覺(jué)對(duì)比度。

按照GΒ 3505《表面粗糙度 術(shù)語(yǔ) 表面及其參數(shù)》進(jìn)行測(cè)試。采用中線制評(píng)定表面粗糙度，在高度特性參數(shù)常用的參數(shù)值范圍內(nèi)（Ra為0.025～6.3 μm，Rz為0.1～25 μm），優(yōu)先選用Ra。

1.3.3 電化學(xué)阻抗譜測(cè)試

采用Autolab PGSTAT302N 電化學(xué)工作站測(cè)試涂層的電化學(xué)性能，電解液為3.5%的NaCl，10 mm× 10 mm 鉑為對(duì)電極，飽和甘汞電極為參比電極。待開(kāi)路電位穩(wěn)定后進(jìn)行電化學(xué)阻抗譜測(cè)試，電化學(xué)阻抗譜掃描頻率為105～10-2Hz，從高頻開(kāi)始進(jìn)行掃描，振幅為10 mV/s，正弦擾動(dòng)電位為±10 mV。

1.3.4 耐中性鹽霧性能測(cè)試

采用中性鹽霧試驗(yàn)箱進(jìn)行耐中性鹽霧性能測(cè)試，標(biāo)準(zhǔn)為GJΒ 150.11A—2009《軍用裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法第11 部分鹽霧試驗(yàn)》。采用5%的NaCl 溶液，pH 值為6.5～7.2，試驗(yàn)環(huán)境溫度為35 ℃，飽和桶溫度為47 ℃，80 cm2的鹽霧沉降量控制在1～3 mL/h。每48 h 觀察涂層發(fā)生的變化。

1.3.5 加速譜測(cè)試

環(huán)境加速譜主要包括3 大譜塊，分別為濕熱試驗(yàn)（溫度為43 ℃，相對(duì)濕度RH 為95%，暴露時(shí)間為7 d）、浸潤(rùn)試驗(yàn)（溫度為35 ℃，浸10 min，晾干50 min）及常溫疲勞試驗(yàn)（恒幅試驗(yàn)載荷的應(yīng)力σmax=110 MPa，σmin=20 MPa，循環(huán)次數(shù)為500 次，f=5 Hz、溫度為53 ℃）。1 個(gè)循環(huán)周期約8 d，每個(gè)循環(huán)完成后，對(duì)緊固件的腐蝕情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，記錄，而后繼續(xù)重復(fù)各譜塊。

2 結(jié)果及分析

2.1 單一緊固件宏微觀形貌

2.1.1 宏觀形貌

陽(yáng)極氧化、HW-A 涂料、GO 涂料、CZ 涂料、PTFE涂料4 種材料制備的緊固件形貌如圖1 所示?？梢?jiàn)，5 種緊固件的顏色明顯不同，這是由不同的樹(shù)脂、填料、固化劑致使的涂層顏色不一。

圖1 不同表面處理/涂料涂覆的鈦合金緊固件 Fig.1 Titanium alloy fasteners with different surface treatments/coatings: a) anodized;b) HW-A;c) GO;d) CZ;e) PTFE

為清晰對(duì)比本研究自研涂層與外購(gòu)?fù)繉有蚊?，將緊固件放大，如圖2 所示?？梢?jiàn)，GO 涂層與CZ 涂層形成的緊固件螺帽有少量的凸起物，形狀類(lèi)似毛刺，而PTFE 涂層更加光滑，表面更為細(xì)膩。說(shuō)明GO 與CZ 涂料中的樹(shù)脂、稀釋劑與氧化石墨烯、鈦鎳黃、鐵紅以及鉻酸鹽等相容性并非最佳，也有可能是這些填料在涂料中發(fā)生了部分團(tuán)聚，因此造成 了緊固件涂覆后表面不光滑，外觀難以符合緊固件產(chǎn)品要求。

圖2 不同表面處理/涂料涂覆的鈦合金緊固件 Fig.2 Titanium alloy fasteners with different surface treatments/coatings: c) GO coating;d) CZ coating;e) PTFE coating

2.1.2 截面形貌

分析涂有HW-A、GO、CZ、PTFE 涂料的緊固件的微觀形貌，如圖3 所示?？梢?jiàn)，GO 涂料、CZ 涂料表面有一定的凹凸不平，而PTFE 涂層截面形貌致密，厚度更加均勻，無(wú)凸起物。PTFE 涂層表面更光滑細(xì)膩，微觀形貌一致性較GO、CZ 更為良好。據(jù)推測(cè)，PTFE 性能應(yīng)該更好，但還要通過(guò)其他試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。

圖3 鈦合金緊固件4 種涂層的截面形貌 Fig.3 Section morphology of four kinds of coatings on titanium alloy fasteners

2.1.3 表面微觀形貌及粗糙度

采用3D 共聚焦法測(cè)試4 種涂層的表面形貌（如圖4 所示），并總結(jié)形貌的幾何參數(shù)，見(jiàn)表1。從粗糙度最大、最小值看，PTFE 涂料的表面粗糙度較CZ和GO 降低約50%，可見(jiàn)PTFE 涂層的形貌、厚度均勻性、表面質(zhì)量最佳。

表1 共聚焦法測(cè)試的4 種涂層表面形貌參數(shù)總結(jié) Tab.1 Summary of surface morphology parameters of four kinds of coatings measured by confocal method μm

圖4 4 種涂料涂覆的鈦合金緊固件形貌 Fig.4 Morphology of titanium alloy fasteners coated with four kinds of coatings

2.2 單一緊固件涂層電化學(xué)與耐中性鹽霧性能分析

以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)很難準(zhǔn)確描述HW-A、GO、CZ、PTFE 這4 類(lèi)涂料關(guān)鍵性能的好壞，因此需借助電化學(xué)、中性鹽霧等其他技術(shù)手段深入研究。

2.2.1 電化學(xué)阻抗譜

原始HW-A 鋁涂層、GO 涂層、CZ 涂層、PTFE涂層的阻抗模值及電化學(xué)阻抗譜如圖5 所示。可見(jiàn)，PTFE 涂層低頻率下的阻抗模值最大，高達(dá)4×109Ω，且阻抗半徑最大，理論上其耐腐蝕性能最好。主要原因可解釋為：1%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的納米PTFE 具有優(yōu)秀的填充效果，增強(qiáng)了涂層的交流阻抗值，有利于耐腐蝕性能的提高[26-27]。GO 與CZ 質(zhì)量較差的原因可歸結(jié)為，填料并未形成有效的物理阻隔，GO 顆粒之間可能形成了軟團(tuán)聚，即原始小顆粒團(tuán)聚成大顆粒，大顆粒與涂料樹(shù)脂間的縫隙、裂紋反而增多，因此加重了微觀結(jié)構(gòu)的缺陷及導(dǎo)電性，進(jìn)而引起交流阻抗值變小。這種現(xiàn)象以往文章中也有類(lèi)似報(bào)道[28-31]，關(guān)于石墨烯分散及團(tuán)聚的相關(guān)研究在此不作贅述。

圖5 制備態(tài)HW-A、GO、CZ、PTFE 涂層的電化學(xué)阻抗譜 Fig.5 Electrochemical impedance spectroscopy of prepared HW-A,GO,CZ,PTFE modified coatings

2.2.2 中性鹽霧試驗(yàn)

緊固件不會(huì)單獨(dú)使用，通常在鋁合金板材類(lèi)表面裝配，因此將帶有4 種不同涂層的鈦合金緊固件擰入安裝孔，觀察腐蝕現(xiàn)象，如圖6 所示?？梢?jiàn)，中性鹽霧腐蝕4 000 h 后，緊固件依然無(wú)明顯腐蝕傾向，僅僅是鋁合金厚板基材氧化變黑，緊固件表面僅有部分NaCl 白色顆粒粘附?？傮w來(lái)看，這4 種涂層的耐腐蝕性能均非常良好。原因可解釋為，航空領(lǐng)域使用的HW-A 鋁涂層具有很長(zhǎng)壽命，市場(chǎng)上篩選的2 種GO、CZ 涂料也非常優(yōu)質(zhì)，說(shuō)明對(duì)篩選的原則、涂料組分與壽命相關(guān)性等均非常了解。同時(shí)另一重要原因是，緊固件基體材料為T(mén)C4 鈦合金，而鈦合金的耐腐蝕性能極佳，基本不會(huì)發(fā)生生銹，因此涂層/TC4 鈦合金組合具有特佳的耐腐蝕性能。

圖6 不同表面處理/涂料涂覆的鈦合金緊固件裝配系統(tǒng)（從左致右分別為陽(yáng)極氧化、HW-A、GO、CZ、PTFE）Fig.6 Titanium alloy fasteners with different surface treatments/coatings (anodized,HW-A,GO,CZ,PTFE,respectively from left to right): a) coating as prepared;b) coating after 4 000 h corrosion

仔細(xì)觀察緊固件發(fā)現(xiàn)，HW-A 鋁涂層表面較為干凈，無(wú)NaCl 鹽沉積，而PTFE 表面沉積了較多的NaCl，GO、CZ 涂層表面沉積了少量的NaCl。因此，僅從形貌上得出的潔凈程度為：HW-A ＞GO ≈CZ ＞PTFE。經(jīng)過(guò)清洗后發(fā)現(xiàn)，4 類(lèi)緊固件均未發(fā)生腐蝕。因此，這4 類(lèi)鈦合金緊固件從腐蝕形貌上無(wú)法給予最準(zhǔn)確的性能優(yōu)劣判斷。

2.3 加速譜性能分析

從電化學(xué)阻抗譜初步獲得了各涂層緊固件的耐腐蝕性能優(yōu)劣，此方法是科研領(lǐng)域常用的技術(shù)手段。但從工程角度講，加速環(huán)境譜下的性能才是緊固件性能好壞關(guān)鍵判據(jù)之一，才是考核緊固件性能的更重要方法[32-35]。根據(jù)1.3.5 加速譜測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試，4種涂層在不同循環(huán)階段的宏觀形貌如圖7 所示（因GO 和CZ 為外購(gòu)材料，并非自行合成，因此暫未展示相關(guān)試驗(yàn)過(guò)程圖片）。

圖7 不同循環(huán)周期下的4 種緊固件裝配件形貌對(duì)比 Fig.7 Comparison of morphology of four fastener assemblies under different cycle periods: a) 0 cycle;b) 3 cycles;c) 4 cycles;d) fracture morphology

從圖7 可見(jiàn)，循環(huán)第3 周期時(shí)，原始涂料HW-A周邊發(fā)生了少量的脫落，而PTFE 樣板僅發(fā)生鼓泡，并未脫落，說(shuō)明PTFE 引起的絲狀腐蝕較弱。這可能是由于PTFE 涂料與黃色面漆具有更好的相容性，更接近自腐蝕電位。在循環(huán)第4 周期時(shí)，PTFE 緊固件系統(tǒng)表面腐蝕情況優(yōu)于HW-A 涂層（見(jiàn)圖7c）。疲勞試驗(yàn)繼續(xù)進(jìn)行，獲得陽(yáng)極氧化、HW-A、GO、CZ及PTFE 的平均壽命分別為2 018、2 887、2 728、2 641、3 545 次，可見(jiàn)GO 與CZ 較原始HW-A 涂層壽命下降，而PTFE 相對(duì)原始涂層壽命提高22.8%。主要原因可解釋為，緊固件為鈦合金材料，較鋁合金板材具有更高的自腐蝕電位，因此鈦合金緊固件不是腐蝕的薄弱環(huán)節(jié)，很難發(fā)生腐蝕損傷。不同緊固件表面處理后，被持夾板電偶腐蝕和縫隙腐蝕的程度會(huì)不一樣，即緊固件涂料的自腐蝕電位高，表面質(zhì)量均勻，性能更一致，就會(huì)使被夾持鋁合金板材腐蝕，微動(dòng)磨損程度減輕，縫隙處存在的陰陽(yáng)極會(huì)少或者電池腐蝕驅(qū)動(dòng)力小，于是整個(gè)被夾持系統(tǒng)的疲勞壽命就較長(zhǎng)。根據(jù)疲勞壽命結(jié)果，可反推GO 與CZ 緊固件引起的板材縫隙腐蝕嚴(yán)重，在高低應(yīng)力下更容易發(fā)生斷裂?？紤]到本研究的裝配方式、擰緊應(yīng)力、被夾持板材性能、鹽霧試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)、緊固件幾何尺寸、涂層厚度等參數(shù)均一致，只有緊固件表面涂覆涂層不一樣，因此最終可歸結(jié)為PTFE 涂層提高了緊固件系統(tǒng)的綜合性能，使循環(huán)壽命提高幅度達(dá)22.8%。

同時(shí)本研究采用的加速譜測(cè)試方法，1 個(gè)循環(huán)周期相當(dāng)于飛機(jī)在某嚴(yán)苛服役環(huán)境下的壽命為1 a[32,36]，這是航空領(lǐng)域加速譜設(shè)計(jì)常遵循的規(guī)律之一，加速太快可能導(dǎo)致研究規(guī)律失真，加速太慢會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)周期過(guò)長(zhǎng)。本研究的加速約為日歷壽命的45.6倍，是航空工業(yè)針對(duì)某部位形成的加速譜，該加速譜已推廣使用6 年，試驗(yàn)測(cè)試與實(shí)際情況基本一致。因此，可簡(jiǎn)單得出如下結(jié)論，原始HW-A 涂層在嚴(yán)苛使用環(huán)境下5.7 a 會(huì)有很高的失效風(fēng)險(xiǎn)，因此在5.7 a之前會(huì)進(jìn)行修理，或者說(shuō)5.7 a 是該部位的使用警戒線，是發(fā)生故障隱患的重要時(shí)間節(jié)點(diǎn)，而使用新型的PTFE 涂料可將這一部位的壽命延長(zhǎng)到7 a（如圖8 所示）。事實(shí)上，飛機(jī)的裝配還需要密封劑、墊片、濕裝配甚至橡膠帽等，因此實(shí)際上飛機(jī)的維修時(shí)間要長(zhǎng)于5.7 a。本研究只是為降低密封劑、墊片、濕裝配這些工藝對(duì)緊固件裝配系統(tǒng)的影響，并未和實(shí)際飛機(jī)裝配工藝一致。因?yàn)檠b配方式復(fù)雜反而增加了PTFE 涂層防腐機(jī)制的研究難度，隱藏PTFE 改善機(jī)制真相，造成數(shù)據(jù)失真。如果使用密封劑、墊片、濕裝配這些技術(shù)，此緊固件裝配件的壽命至少在10 a 以上，這和實(shí)際情況一致。

圖8 原始涂料與改性涂料性能對(duì)比 Fig.8 Performance comparison between original and modified coatings

2.4 涂料與涂層性能綜合分析

4 種涂料性能各異，部分指標(biāo)并未嚴(yán)格按照特定規(guī)律排序，因此從如下幾方面綜合考慮。

1）外觀和表面粗糙度。GO、CZ 涂料制備的緊固件較為粗糙，外觀上較難達(dá)到高度一致性要求，盡管GO、CZ 涂層在中性鹽霧試驗(yàn)后，表面NaCl 顆粒粘連少，但緊固件需要裝配，對(duì)擰緊力矩、裝配均有高度要求，因此GO、CZ 不是最佳選擇，綜合分析PTFE 效果最好。因?yàn)镻TFE 改性涂層固化過(guò)程中，降低了涂層的表面張力，使涂料的流平性更好，最后形成的涂層表面平滑，表面孔洞直徑小。與GO、CZ涂料表面的粗糙面（乳突結(jié)構(gòu)、納米微米粒子的軟聚集等）相比，PTFE 的乳突結(jié)構(gòu)非常薄，對(duì)涂層粗糙度的影響非常小，可忽略不計(jì)。

2）機(jī)翼壁板、機(jī)身等部位使用大量的鈦合金緊固件，此處受剪切力、電偶腐蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕、發(fā)動(dòng)機(jī)釋放的高熱量引起的受熱老化等情況非常復(fù)雜，單一性能（鹽霧、電化學(xué)、價(jià)格、顏色、施工性、固化）的考慮均是片面的。本研究綜合以上幾方面全盤(pán)考慮，認(rèn)為PTFE 涂料較原始HW-A、GO、CZ 更適合應(yīng)用于緊固件表面防護(hù)，在生產(chǎn)施工中更為簡(jiǎn)單、質(zhì)量更有保證，尤其是緊固件夾持系統(tǒng)的加速譜試驗(yàn)數(shù)據(jù)更能證明這一點(diǎn)。

3 結(jié)論

本文對(duì)于TC4 鈦合金緊固件的HW-A、GO、CZ、PTFE 涂層性能進(jìn)行了6 方面性能的考核，結(jié)論如下：

1）盡管涂有PTFE 涂層的緊固件系統(tǒng)（裝配件）在中性鹽霧腐蝕下有白色NaCl 沉積，但PTFE 涂層具有更低的粗糙度、表面更光滑、電化學(xué)阻抗值最大等優(yōu)異性能。

2）在濕熱、浸潤(rùn)、常溫疲勞3 種復(fù)雜環(huán)境下進(jìn)行嚴(yán)苛測(cè)試，結(jié)果表明，PTFE 較原始HW-A 涂層的耐疲勞壽命提高了22.8%。

3）HW-A、GO、CZ、PTFE 這4 種涂料/涂層，PTFE 的綜合性能最佳，其次是原始HW-A 涂料。