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    刷鍍鎘工藝在飛機起落架修復工程中的運用

    時間:2016-03-11 來源:未知 作者:小韓 本文字數:2781字

      超高強度鋼因其具有高的比強度、良好的疲勞性能和工藝性能在航空產品中得到了廣泛應用,如國產先進戰機起落架大多采用了300M鋼進行制造[1-2].為了提高300M鋼的抗腐蝕性能,采用了電鍍鎘鈦工藝進行防護。

      由于使用環境惡劣,飛機服役過程中,部分300M鋼零件鎘鈦鍍層難免出現不同程度的腐蝕。如國產某型三代機在進行第一次大修時,300M鋼起落架凹槽、凹坑等部位在去除表面漆層后發現大量腐蝕。這主要是因為凹陷區域在電鍍過程中容易聚集氣泡,鍍層較薄,從而成為薄弱點而發生腐蝕,這些腐蝕區域的鍍層則需要進行修復。

      電刷鍍技術屬于特種電鍍技術,是電鍍技術的新發展[3-6].目前國內外都已經采用了電刷鍍工藝對零件部分區域進行鍍層修復、補鍍,甚至用于裝備再制造中[7-11].在飛機起落架的修復中,電刷鍍工藝也發揮了重要的作用[12-13],其中低氫脆刷鍍鎘工藝是應用最廣泛的工藝之一。劉佑厚等[14]早在20世紀90年代就開展了低氫脆刷鍍鎘工藝的研究。顏華等[15]研究了刷鍍鎘技術在飛機高強度鋼結構件表面損傷修復中的應用,實驗結果表明,該工藝操作簡單,質量穩定。

      劉鵬等[16]在A100鋼表面進行了刷鍍鎘工藝及性能研究,發現刷鍍鎘鍍層具有很高的耐蝕性能。張旭等[17]在4340鋼表面進行了電刷鍍鎘修復工藝的應用研究,取得了良好的效果。文中選用兩種刷鍍鎘溶液在300M鋼表面制備了鎘鍍層,對刷鍍層的外觀、厚度、鍍層結合力、耐蝕性和氫脆性能進行了測試評價,并針對某型機起落架腐蝕區域進行了電刷鍍修復,確定了修復工藝。

      1 實驗

      1.1 實驗材料和試樣

      試樣基材采用超高強度 300M 鋼,硬度為 51~53HRC,其化學成分(以質量分數計)為:C 0.38%~0.43% ,Ni 1.65% ~2.00% ,Cr 0.70% ~0.95% ,Mo0.30%~0.50%,V 0.05%~0.10%,Mn 0.60%~0.90%,P ≤0.010% ,S ≤0.010% ,Si 1.45% ~1.80% ,Cu ≤0.35%.實驗采用兩種試樣,鍍層外觀、厚度、結合力、耐蝕性能測試試樣尺寸為100 mm×50 mm×3 mm,氫脆試驗試樣按照HB 5067.1-2005《鍍覆工藝氫脆試驗 第1部分:機械方法》進行加工。

      實驗采用的刷鍍溶液分別為北京航空材料研究院生產的LHC低氫脆刷鍍鎘溶液和美國Sifco公司的5070 刷鍍鎘溶液。電刷鍍工藝按照 Q/6SZ 1171-2001《高強度鋼零件低氫脆刷鍍鎘工藝》的規定進行。開展電刷鍍修復應用的某型機起落架為300M鋼基材,硬度為51~53HRC,原始防護工藝為電鍍鎘鈦。

      1.2 測試方法

      刷鍍層外觀采用目視檢查方式,厚度采用 FEIQuanta600型環境掃描電子顯微鏡進行金相測量。刷鍍層結合力采用劃格法進行。在試樣表面刷鍍層上,用切割刀具按同一方向劃3~4條間距為1 mm的平行線,深達基體金屬,再按垂直方向劃4~5條間距為1mm的平行線,這樣可形成多個1 mm2的方格,劃格后涂層無任何剝落為結合力合格。

      刷鍍層的耐蝕蝕性能測試采用中性鹽霧實驗的方式。中性鹽霧實驗利用Q-panel鹽霧箱參照ASTMB117進行,鹽霧溶液中NaCl的質量分數為5%,每24 h檢查1次,500 h后結束測試。

      氫脆性能按照HB 5067.1-2005《鍍覆工藝氫脆試驗 第1部分:機械方法》進行,采用標準氫脆試樣200 h持續加載的方式進行考核。

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