刷镀镉工艺在飞机起落架修复工程中的运用论文

2019-11-27 02:30:06 324

超高强度钢因其高比强度，良好的疲劳性能和加工性能而被广泛用于航空产品。例如，大多数国内先进的飞机起落架都是由300M钢制成。 [1-2]。为了提高300M钢的耐腐蚀性，采用了镀镉工艺进行保护。

由于恶劣的环境，在维修过程中，某些300M的镉和钛涂层钢部件不可避免地会有不同程度的腐蚀。例如，当对某种类型的国产机器进行第一代大修时，发现300M钢起落架的凹槽和凹坑在去除表面涂料层后具有大量腐蚀。这主要是因为在电镀过程中凹陷区域易于聚集气泡，并且电镀层薄，从而成为薄弱点并引起腐蚀，并且这些腐蚀区域的电镀需要修复。

刷镀技术属于特殊电镀技术，是电镀技术的新发展[3-6]。目前，国内外已采用刷镀工艺对零件的某些部分进行修复和重新电镀，甚至用于设备再制造[7-11]。在飞机起落架的维修中，刷镀工艺也起着重要作用[12-13]，其中低氢脆性刷镀镉工艺是应用最广泛的工艺。一。刘有厚等

研究了刷镀镉技术在飞机高强度钢结构件表面损伤修复中的应用。实验结果表明，该工艺简单，稳定。

Liu Peng等

在4340钢表面进行了刷镉修复工艺，取得了良好的效果。本文采用两种碳刷溶液在300M钢表面制备镉涂层。测试并评估了电刷涂层的外观，厚度，涂层附着力，耐腐蚀性和氢脆性能，并确定了某种起落架的腐蚀面积。进行了刷镀修复以确定修复过程。

1实验

1.1实验材料和样品

样品基底由硬度为51〜53HRC的300M超高强度钢制成。化学成分（按质量分数计）为：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％。实验中使用了两个样品。涂层的外观，厚度，结合强度和耐腐蚀性为100mm。 ×50 mm×3 mm，氢脆测试样品，符合HB 5067.1-2005“电镀工艺氢脆测试”[第1部分：机械方法]。

实验中使用的电刷镀液为北京航空材料研究所生产的LHC低氢脆性电刷镉镀液和美国Sifco公司生产的5070电刷镀镉液。美国。刷镀工艺是根据Q / 6SZ 1171-2001“高强度钢零件低氢脆性刷镀镉工艺”的规定进行的。一种刷镀修复机的起落架是硬度为51〜53HRC的300M钢基材，最初的保护工艺是电镀镉和钛

1.2测试方法

目视检查刷涂的外观，并检查厚度使用FEIQuanta 600环境扫描电子显微镜通过金相测量法测量；刷涂层的结合力通过横切法进行；在样品涂层的表面上，使用切削工具在母材深处沿同一方向绘制3〜4条平行线，间距为1 mm，然后在垂直方向上绘制4〜5条平行线，间距为1mm。形成多个1mm 2的正方形，并且横切后涂层合格，没有任何剥离。

通过中性盐雾试验对刷镀层的耐腐蚀性进行了试验。通过使用Q-面板盐雾箱参考ASTMB117进行中性盐雾实验。盐雾溶液中NaCl的质量分数为5％，每24小时检查一次，并在500小时后终止测试。

根据HB 5067.1-2005“镀覆过程的塑性脆性试验第1部分：机械方法”进行氢脆性能，并将标准的氢脆样品连续加载200h。

2结果与讨论

2.1镀镉层的外观和微观形态

低氢脆化刷LHC制备的镉层的外观该溶液和5070刷镀镉溶液的结果如图1所示。通常，两层涂层细而均匀，涂层完整，并且样品可以完全覆盖，并且没有起泡，剥落，点蚀。 ，焦化等在涂层表面上，但是涂层将具有标准的允许色差。 LHC低氢脆性刷镉溶液和5070刷镉溶液分别制备的镉层的截面形态如图2所示。在相同的工艺条件下，LHC刷镀液的镀层厚度约为13.2μm。 ，并且5070刷镀溶液获得的涂层厚度为17.5μm，但孔隙率较大。

2.2镀层结合强度

交联法用于评估涂层的附着力。通过两种刷镀溶液获得的涂层没有显示出从基材上的剥离，剥离或分离。 ，如图3所示。这表明电刷镉镀层具有良好的结合性能，适用于镉和钛镀层的修复。

2.3涂层的耐腐蚀性

根据ASTM B117，采用中性盐雾测试方法测试了由两种不同溶液制备的刷镀镉层的耐腐蚀性。测试结果列于表中。 1个结果表明，两种方法制得的涂层在96h盐雾试验后均无白锈，在500h盐雾试验后无红锈（如图4所示），具有优良的耐蚀性。可以满足零件的维修要求。

2.4涂层的氢脆性能

根据HB 5067.1-2005通过拉伸试验进行氢脆测试。使用十二个带槽口的300M钢圆棒氢脆样品（平均带槽拉伸强度为2811 MPa）进行两种刷镀镉溶液的表面刷涂。然后，施加相当于75％的缺口拉伸强度的力，并将拉伸强度持续200小时。测试结果列于表2。连续加载200小时后，这12个刷镀镉样品都没有破裂。电刷镉镀液和电刷镀工艺均满足氢脆的要求，适用于超高强度钢起落架零件的涂层修复。

2.5镉修复技术在起落架电刷上的应用

在家用大修中对新型第三代机器的外观检查发现，主起落架的多个凹槽和凹坑表面表现出不同程度。腐蚀，如图5所示。起落架材料为300M钢，表面为镀镉钛层。刷镉工艺现已用于维修应用。刷镀镉的过程一般是：预镀表面处理→屏蔽→刷镀→冷水清洗→钝化→冷水清洗→干燥→镀层质量检查，共8个步骤。对于上述起落架凹部，具体的修理过程如下。

1）电镀前的表面处理。对于要维修的零件中产生的红色腐蚀产物，首先通过喷砂除去锈，然后通过用有机溶剂洗涤进行预处理。吹砂时使用120目刚玉砂，以在吹砂时保护周围零件。有机溶剂清洁请使用干净的棉绒吸去丙酮或无水乙醇，然后擦拭要维修的表面。预处理后的表面可以使水膜保持30秒以上。

2）屏蔽。对于要维修的零件的凹坑区域，采用先刷侧面电镀表面然后刷底表面的方法。因此，首先用胶带保护底表面区域，并在边缘留出3〜5 mm宽度的过渡区域（如图6所示），以使刷镀层和相邻区域的表面成为平滑过渡，防止胶带的边缘沉积得太快。毛刺。在完成侧刷之后，保护胶带，然后刷底表面。在此过程中，防止过渡带被胶带屏蔽反复电镀。

3）刷镀。对于要修理的区域，用吸水棉包裹的圆棒形石墨阳极用于侧面刷洗，并且如图7a所示，在凹坑的侧面镀上圆柱刷。凹坑的底部镀有包裹有吸收棉的圆形蛋糕状石墨阳极，凹坑的底面镀有端面。如图7b所示，阳极的尺寸覆盖了待镀表面的1/2至1/3。刷镀时，采用环形刷镀以避免直线往复运动。

4）洗涤并干燥。刷镀后，用干净的自来水清洁刷镀区域，避免溶液流到相邻区域。由于零件不需要钝化，因此在清洗后用压缩空气和热空气清洗。

5）电镀质量检查。镀镉后的起落架修理区域如图8所示。可以看出，刷子的镉层细密均匀，涂层完整，完全覆盖了腐蚀区域，在涂层表面没有起泡，脱皮，点蚀，烧焦等现象，满足某种起落架电刷的镉修复要求。

3结论

1）LHC低氢脆性刷镉溶液和Sifco-5070刷镉溶液在300M钢表面上可获得良好的外观质量。刷镉层。

2）300M钢刷镀镉工艺质量稳定，厚度和结合力均符合技术要求。中性盐雾在500小时内没有红锈，并且通过200小时长期拉伸试验测试了氢脆性能。

3）通过刷镀工艺修复的某种类型的飞机起落架的镉钛涂层的腐蚀面积，符合飞机维修技术文件中规定的质量要求。