浅谈飞机结构的表面保护

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1、浅谈飞机结构的表面保护飞机结构常用的铝合金在i般大气屮耐腐蚀性能较好，但是在潮湿大气中耐腐蚀性能下降。铝合金在潮湿大气中A1203保护膜发生水化作用,变成水化氧化物，保护作用下降，因此耐腐蚀性能下降。在工业大气中由于保护膜的破坏，耐腐性也会下降。因此，需要对飞机铝合金进行表面保护处理。对飞机结构铝合金进行表面保护处理的方法很多，有喷漆，表面镀镰，表面阳极化处理，涂阿洛丁修复和包覆纯铝等。这里主要介绍后面三种方法。铝合金的主要腐蚀形式有点蚀、晶间腐蚀、剥蚀和应力腐蚀。飞机结构常用铝合金中，3系列和5系列等防锈铝合金对点蚀的抵抗能力较好。但是2系列和7系列等硬铝和超硬铝合金对点蚀的

2、抵抗能力较弱。对这些类型的铝合金常用的保护处理就是包覆纯铝和进行阳极化处理。包覆纯铝处理：通常在硬铝和超硬铝合金等进行表面包覆纯铝，是在飞机生产厂家进行，简称包铝处理。其目的就是利用覆盖在铝合金表面上的纯铝的钝化作用，从而阻止腐蚀的进一步发生。其具体工艺方法为：用滚轧工艺将纯铝轧制在飞机铝合金板表面，使得纯铝和铝合金紧密结合在一起，形成一个整体。纯铝和氧气有较强的亲和力，很快与氧气发生作用，生成A1203保护膜，这种薄膜不但有银灰色的光滑外表，而R具有保护性氧化膜的一切特点，保护铝合金不被氧化。但是对于7075的超硬铝合金，其外表面是包覆含1%锌的铝锌合金，而不包覆纯铝，因为在

3、电解液中，7075的电极电位比纯铝还要低。这层纯铝的厚度通常是整块铝合金板厚度的3%到5%左右。经过包铝处理的美国航空铝合金板通常在其表面喷有“ALclad”或“Clad”的黑色墨字。包铝处理工艺示意图铝合金的表面阳极化处理：対于无包铝层的2系列和7系列的硬铝和超硬铝合金，应进行表面阳极化处理(Anodizing),这种工艺方法是在铝合金表面生成氧化膜的方法的一种：也叫电解法；另一种生成氧化膜的方法是化学处理方法，也就是施用阿洛丁(Alodine)0铝合金经过表面阳极化处理后，其耐蚀性、硬度、耐磨性、绝缘性、耐热性等均有大幅度提高。对硬铝和超硬铝合金进行表面阳极化的方法主要有两

4、种，一种是硫酸阳极化处理，另一种是珞酸阳极化处理，但是采用辂酸阳极化处理时必须经过试验确认其耐腐蚀性能与硫酸阳极化处理性能相同。对于一些疲劳性能要求较高的零件，通常用铭酸阳极化处理。铝合金表面阳极化处理的原理是：铝的阳极氧化一般在酸性电解液中进行，通常以铝为阳极，碳棒为阴极。其中，把碳电极和铝合金零件都浸入一定含量的酸性溶液槽屮进行电解反应。在电解过程屮，氧的阴离子与铝作用产生氧化膜。这种膜在初形成时不够细密，虽有一定电阻，但电解液中的负氧离子仍能到达铝表面继续形成氧化膜。随着膜厚度增大，电阻也变大，从而电解电流变小。这时，与电解液接触的外层氧化膜发生化学溶解。当铝表面形成氧化

5、物的速度逐渐与化学溶解的速度平衡时，这一氧化膜便可达到这一电解参数下的最大厚度。铝的阳极氧化膜外层多孔，容易吸附染料和有色物质，因而可进行染色，提高其装饰性。氧化膜再经沸水、高温水蒸气封闭处理后，还能进一步提高其耐蚀性和耐磨性。其典型的硫酸阳极化处理工艺参数如下：酸性槽溶液浓度为浓硫酸22g/l,在l-1.5A/dm2的直流强度下把零件浸渍于槽中10-15分钟,再在饱和重珞酸钾溶液中，于95-100°C下浸渍5-20分钟，然后水洗并干燥。铝合金阳极化处理后，可进行重珞酸盐填充、沸水或高温水蒸气封闭处理和着色处理等4种不同方法。通常无色阳极化生成的氧化膜是浅灰色的，会再进行着色阳

6、极化，生成不同颜色的氧化膜，作为零件的标志颜色。阳极化生成的氧化膜是不导电的，如果要进行电路连接，必须将表面氧化膜清除掉。阳极化膜有很高的防护性，厚度约为3〜12微米，经过阳极化后的零件尺寸稍微增大，同时対零件表面光洁度稍微有影响。需要特别注意的是，在阳极化后需要就零件上残余的阳极化液体进行仔细的清除，否则如果残留在零件缝隙中，会引起机体金属腐蚀。铝合金的阿洛丁处理：阿洛丁（Alodine）是美国化学涂料公司生产的一种涂料的商品名，用于铝合金表面保护，在其表面形成一层从浅金色到棕黄色的转化膜；这一涂层冇极好的防腐蚀性能，而且能保证外面的涂料和蜩料涂层冇极好的粘着力。通常用Alo

7、dinel200处理被切割或修锂过的修理件，用无色的AlodinelOOO处理无漆层包铝结构件，而涂有耐燃油底漆的铝合金用Alodine600处理。例如，波音飞机的一般结构使用阿洛丁1200；外部，金属光面使用阿洛丁1500；燃料箱使用阿洛丁600,因为这种耐燃油底漆与其他阿洛丁不相容，其他类型阿洛丁会破坏油箱内的底漆。对飞机铝合金材料进行涂覆阿洛丁的主要冃的有：1）提高铝合金表面的防腐性能；2）提高与漆层结合力；3）可作为改变电导率的涂层。阿洛丁处理的实施方法主要有三种：1）浸泡，将零件完