民用飛機零件的表面保護

夏仲純　尹偉明

【摘 要】民用飛機結構的腐蝕破壞大都發生在使用階段，但其產生的原因根本卻在設計階段，因此解決結構腐蝕問題理應從設計階段開始。本文對民機零件常用金屬材料的表面保護方法進行了總結，為民機結構的防腐蝕設計提供借鑒。

【關鍵詞】民用飛機；表面保護；材料腐蝕

0 引言

民機腐蝕損傷不僅嚴重影響飛機的使用壽命和使用安全，而且帶來的高昂的維修成本也直接影響著飛機的經濟性。因此民機腐蝕防護設計已成為民用飛機結構設計工作中的必要要求，而民機零件表面保護設計則是民機結構腐蝕防護設計中的重要一環。

結構零件表面防護保護一般由無機防護層（表面處理）和有機涂層（涂漆）兩部分組成。

1 無機防護層

大多數金屬材料，如碳鋼、合金鋼、鋁及鋁合金、鈦合金等，除非零件后續需要進行清潔、無損檢測、化銑、金屬表面強化處理或物理處理時，零件表面可以沒有化學處理要求，在使用時都要進行表面處理。以下介紹幾種民機常用材料的表面處理方法：

（1）鋁合金。鋁合金表面有一層致密的天然氧化膜，耐腐蝕能力較高，但在飛機使用條件下，如果不采取措施，仍然會發生腐蝕。飛機鋁合金的表面處理工藝，基本有以下幾種：硫酸陽極化、鉻酸陽極化、硬質陽極化、絕緣陽極化、磷酸陽極化、鋁合金化學氧化（阿洛丁）。

（2）鋼材料。碳鋼、合金鋼、鑄鐵、鑄鋼等鋼鐵材料及含絡18%以下的不銹鋼，在使用時，一般施加保護層。含絡18%以上的不銹鋼，除在耐磨、焊接等特殊條件以下使用外，一般可以不加保護層，但應進行鈍化處理，以提高其抗蝕性，特別是抗點蝕能力。鋼材料的表面工藝處理，基本有以下幾種：鍍鋅、鍍鎘、鍍絡、鍍銅、電鍍鎳、鍍錫、鍍鎘鈦、化學氧化、磷化，其中常用的是鍍鎘。

（3）鈦合金。鈦合金比強度高，耐腐蝕性能好，是現代飛機理想的結構材料，但鈦合金不耐磨，如不加以防護，不能作用有摩擦的受力零部件。鈦合金除了與不同類金屬接觸的情況外，不需要表面處理，在與不同類金屬接觸時，須按工藝規程處理，并圖底漆。

（4）銅合金。銅和銅合金具有高的導電性和導熱性，良好的耐蝕性、耐磨性和加工性。在航空結構中，銅合金主要用與導管、殼體、襯套及有特殊用途的緊固件等結構。銅合金常用的表面處理方法是鍍鎘。

（5）無需表面處理的合金。民機上常用的合金如A286、INCONEL和MONEL等，無論是板料鈑金成型還是鍛件機加加工，零件表面都無表面處理要求。

2 有機防護層

有機涂層是有機涂料涂敷于物體表面形成的保護、裝飾膜層[1]。有機涂層可以按基料中的主要成膜物質分為十幾類，其中飛機上采用的有機涂層有硝基、醇酸、酚醛、環氧、縮醛、聚氨酯、丙烯酸、有機硅等。有機涂層按用途分為清漆、磁漆、底漆、膩子、耐熱漆、標志漆、示溫漆和美術漆。

有機涂層的主要用途是保護金屬、復合材料等不受環境的侵蝕，延長使用壽命。其保護作用主要靠屏蔽、緩蝕和電化學作用來實現。（1）屏蔽作用：涂層使物體表面與外界隔離，阻止腐蝕介質的侵蝕。（2）緩蝕作用：涂層內部的化學組分與金屬反應形成鈍化膜，起緩蝕作用。（3）電化學作用：利用涂層組分中某些金屬的電位比基體電位低，起到陽極保護作用。

常用的涂料有：聚氨酯涂料、耐沖擊聚氨酯面漆、飛機整體油箱防腐涂料、高固份聚氨酯外部面漆涂料、耐流體環氧底漆、防腐蝕環氧底漆、抗沖擊環氧底漆、耐流體環氧光澤、半光澤和平整型面漆。

有機防護層使用注意事項：

a）為簡化工藝過程，應當限制零件進行有機涂層處理的次數。正常情況，根據零件所處的區域不同的要求，可能需要兩種或幾種不同的面漆時，應當在滿足功能、服役和維修的前提下，選擇滿足最嚴重要求的一種涂層進行噴涂處理即可。

b）所有需要噴漆的金屬零件表面應當在完成無機表面處理之后，需要先噴涂底漆或油箱專用涂層。復合材料零件應當在制造、打磨、邊緣密封和表面準備之后進行噴漆。

c）緩蝕劑應當在完成全部的表面處理和密封之后使用。緩蝕劑應當涂覆到所有金屬表面，涂層應當超出金屬零件接頭和相鄰的復合材料零件，包括密封劑。

3 常用民機零件材料表面保護

根據腐蝕程度，常常把飛機分為三種腐蝕區域，即輕度腐蝕區域-Ⅰ區、中度腐蝕區域-Ⅱ區、重度腐蝕區域-Ⅲ區（具體請參照每個型號飛機的腐蝕區域定義）。

【參考文獻】

[1]胡琳.民用飛機涂料的選用[J].民用飛機設計與研究，2002（4）：42-49.

[責任編輯：朱麗娜]