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300M钢刷镀镉性能及在 某型飞机起落架修理中的应
发布时间:2018-10-08 11:38

研究电刷镀镉工艺在 300M钢起落架的工程应用和镀层性能。 方法 采用两种不同的刷镀镉溶液在 300M钢表面实现外观质量良好的电刷镀镉层,利用扫描电镜、盐雾箱及力学拉伸机等对镀层显微组织、厚度、结合力、耐腐蚀性能和氢脆性能进行测试,并对起落架零件电刷镀修复进行工艺应用研究。结果 选用的两种镀液均可在 300M表面获得质量稳定,厚度、结合力符合技术要求的电刷镀镉层。该镀层中性盐雾性能超过 500 h,氢脆性能合格。结论 刷镀镉工艺可成功应用于某型机起落架零件电镀镉钛镀层的修复。
超高强度钢因其具有高的比强度、良好的疲劳性能和工艺性能在航空产品中得到了广泛应用,如国产先进战机起落架大多采用了 300M钢进行制造[1—2]。为了提高 300M 钢的抗腐蚀性能,采用了电镀镉钛工艺进行防护。由于使用环境恶劣,飞机服役过程中,部分 300M钢零件镉钛镀层难免出现不同程度的腐蚀。如国产某型三代机在进行第一次大修时,300M 钢起落架凹槽、凹坑等部位在去除表面漆层后发现大量腐蚀。这主要是因为凹陷区域在电镀过程中容易聚集气泡,镀层较薄,从而成为薄弱点而发生腐蚀,这些腐蚀区域的镀层则需要进行修复。
电刷镀技术属于特种电镀技术,是电镀技术的新发展[3—6]。目前国内外都已经采用了电刷镀工艺对零件部分区域进行镀层修复、补镀,甚至用于装备再制造中[7—11]。在飞机起落架的修复中,电刷镀工艺也发挥了重要的作用[12—13],其中低氢脆刷镀镉工艺是应用最广泛的工艺之一。刘佑厚等[14]早在 20世纪 90年代就开展了低氢脆刷镀镉工艺的研究。颜华等[15]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,该工艺操作简单,质量稳定。刘鹏等[16]在 A100钢表面进行了刷镀镉工艺及性能研究,发现刷镀镉镀层具有很高的耐蚀性能。张旭等[17]在 4340钢表面进行了电刷镀镉修复工艺的应用研究,取得了良好的效果。文中选用两种刷镀镉溶液在 300M钢表面制备了镉镀层,对刷镀层的外观、厚度、镀层结合力、耐蚀性和氢脆性能进行了测试评价,并针对某型机起落架腐蚀区域进行了电刷镀修复,确定了修复工艺。
刷镀层外观采用目视检查方式,厚度采用 FEIQuanta600型环境扫描电子显微镜进行金相测量。刷镀层结合力采用划格法进行。在试样表面刷镀层上,用切割刀具按同一方向划 3~4条间距为 1 mm的平行线,深达基体金属,再按垂直方向划 4~5 条间距为 1mm的平行线,这样可形成多个 1 mm2的方格,划格后涂层无任何剥落为结合力合格。刷镀层的耐蚀蚀性能测试采用中性盐雾实验的方式。中性盐雾实验利用 Q-panel盐雾箱参照 ASTMB117进行,盐雾溶液中NaCl的质量分数为 5%,每 24 h检查 1次,500 h后结束测试。氢脆性能按照 HB 5067.1—2005《镀覆工艺氢脆试验 第 1 部分:机械方法》进行,采用标准氢脆试样200 h持续加载的方式进行考核。

分别采用 LHC低氢脆刷镀镉溶液和 5070刷镀镉溶液制备的镉层外观形貌如图 1所示。总体来说,两种镀层结晶细致均匀,镀层完整,可完全覆盖试样,并且镀层表面没有出现起泡、剥落、麻点、烧焦等现象,但镀层会出现标准允许的颜色差异。分别采用 LHC低氢脆刷镀镉溶液和 5070刷镀镉溶液制备的镉层截面形貌如图 2所示。在同种工艺条件下,LHC 刷镀溶液获得的镀层厚度约为 13.2 μm,5070刷镀溶液则可获得 17.5 μm的镀层厚度,但伴随了较大的孔隙率。

结论
1)LHC低氢脆刷镀镉液和Sifco-5070刷镀镉液均可在300M钢表面获得外观质量良好的电刷镀镉层。
2)300M钢电刷镀镉工艺质量稳定,厚度、结合力均符合技术要求,中性盐雾 500 h无红锈,氢脆性能通过 200 h持久拉伸测试。
3)采用电刷镀工艺修复的某型机起落架镉钛镀层的腐蚀区域,满足飞机修理技术文件规定的质量要求。
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