HKF-501酚醛電泳漆應用工藝研究

韓國忠 黃選民

摘要：通過對某型航空發動機維修過程中3種常用陽極電泳漆技術參數的對比分析，確定研究對象，結合某型航空發動機零部件電泳涂石墨的性能指標要求，設計可行的技術方案，經實驗驗證，HKF-501酚醛電泳漆能夠滿足零件涂層設計要求的涂鍍層厚度、外觀、沖擊強度、柔韌性、附著力等指標。從理論、實驗、實際應用三個方面進行分析和驗證，研究HKF-501酚醛電泳漆在某型航空發動機零部件電泳涂鍍層的修復過程中的應用。

關鍵詞：酚醛電泳漆；應用工藝；研究

Keywords：phenol aldehyde electrophoretic paint；application process；study

0 引言

為了提高產品的耐磨性和潤滑性，在某型航空發動機的搖臂、鋼索導向器等合金鋼零件的襯套位置及外表面通常進行電泳涂石墨處理。但是經過一個翻修周期的使用后，電泳涂石墨涂層會磨損脫落，在二次維修時必須重新進行電泳涂石墨處理。電泳涂石墨工藝中最關鍵的是電泳漆，本研究的主要內容是選取一種合適、可靠的電泳漆，并研究確定適用于生產應用的工藝參數。

1 理論分析

1.1 選擇電泳漆

經市場調研和分析，常用于某型航空發動機零件電泳涂石墨的電泳漆有3種，即HKF-501酚醛電泳漆、F11-51黑色酚醛烘干電泳漆和PBA-1000黑聚丁二烯陽極電泳漆。這三種電泳漆都屬于陽極電泳漆，電泳涂石墨涂層的功用和產品使用位置基本一致，主要技術參數對比分析詳見表1。

由表1可以看出，三種電泳漆基本性能指標基本相近，但HKF-501酚醛電泳漆的性能指標更為詳細，施工條件更適合于批量生產，且漆液的細度明顯高于其余兩種，因此將HKF-501酚醛電泳漆作為此次研究的主要對象。

1.2 確定考核技術指標

結合某型發動機零件電泳涂石墨涂層的性能指標要求，確定驗證電泳漆的考核技術指標如下。

1）電泳涂石墨涂層外觀檢查：目視檢查電泳石墨涂層應平滑、連續、無氣泡、無起層。

2）電泳涂石墨涂層厚度應達到0.006～0.018mm要求。

3）沖擊強度試驗：試片材料1Cr18Ni9Ti，試片規格50mm× 100mm×（0.8～1.0）mm，測試方法：GB/T1732-93，沖擊強度應不小于50cm。

4）柔韌性試驗：試片材料為馬口鐵，試片規格50mm×100mm×（0.25～0.32）mm，測試方法：GB/T1731-93。將試片涂層向外圍繞在直徑為1mm的金屬棒上，彎曲180°，時間1～2s，涂層應無裂紋及剝落。

5）附著力試驗：試片材料1Cr18Ni9Ti，試片規格50mm×100mm×（0.8～1.0）mm，用劃格法，在試片上檢查涂層附著力，其等級應為1～2級。

2 試樣準備及實驗方案

2.1 試樣準備

準備4件1Cr18Ni9Ti的標準試樣（50mm×100mm×（0.8～1.0）mm），3件馬口鐵的標準試樣（50mm× 100mm×（0.25～0.32）mm），3件報廢的搖臂（用于工藝驗證）。

2.2 工藝流水設計

零件加工前驗收→加工表面吹砂→裝掛并局部保護→流動冷水清洗→去離子水清洗→電泳涂石墨→流動冷水清洗→去離子水清洗→固化→檢驗（外觀質量檢查、沖擊強度、柔韌性和附著力檢測）→合格交付；電泳涂石墨的電壓參考現行工藝和標準DT/B-01003的要求，設定為22V，電泳時間設定按照30s、35s、40s，進行實驗方案設計，選取6個試樣（3件不銹鋼試片，3件馬口鐵試片）進行試驗驗證。

2.3 試驗步驟

1）進行電泳涂石墨試驗驗證，確認槽液配方的合理性。

2）按照交叉試驗方法進行工藝參數驗證，并且對試樣外觀、沖擊強度、柔韌性、附著力進行檢查和檢測。

3）評估試樣檢測結果是否滿足涂層性能指標要求，確認HKF-501酚醛電泳漆的可行性和電泳涂石墨的工藝參數。

3 實驗結果

3.1 驗證性工藝試驗

1）試片驗證

按照標準DT/B-01003規定的中限進行槽液配制，配制完成后進行了pH試紙檢測，槽液的pH值在7左右，符合加工要求。首件試樣電泳參數參照工藝通用參數要求設定，電壓22V，緩沖5s，電泳時間35s，電泳后試樣形貌如圖1所示。

從驗證試片來看，電泳涂石墨涂層平滑、連續、無氣泡、無起層，初步判斷HKF-501酚醛電泳漆可以開展進一步替代試驗。

2）產品實物驗證

選取3件搖臂進行試驗驗證，槽液配比不變，按照工藝設定流水進行前處理，電泳涂石墨分別按表2設計方案進行。電泳后的產品實物涂層外觀如圖2所示。

從產品實物電泳涂石墨的外觀質量來看，涂層平滑、連續、無氣泡、無起層。需要進一步確定該涂層的厚度、沖擊強度、柔韌性、附著力是否滿足性能指標要求。

3.2 試樣驗證和檢測

1）實驗設計

選取6個標準試樣（3件不銹鋼試片，分別編號為1、2、3；3件馬口鐵試片，分別編號為4、5、6）進行試驗驗證，槽液配比不變，按照工藝設定流水進行前處理，電泳涂石墨分別按表3設計方案進行。

2）試樣外觀及涂層厚度試驗結果

6組試樣電泳涂石墨后的外觀情況如圖3所示。從外觀質量來看，涂層平滑、連續、無氣泡、無起層，滿足現行工藝文件對涂層外觀的質量要求。

6組試樣電泳涂石墨后的涂層厚度情況如表4所示，電泳時間與涂層厚度的關系圖如圖4所示。

從6組試樣電泳涂石墨后的涂層厚度檢測數據來看，隨著電泳時間的延長，電泳涂石墨涂層的厚度隨之增加；同時，在預設的工藝參數范圍內，電泳涂石墨涂層的厚度均在0.006～0.018mm，符合工藝設計要求。

3）試樣性能檢測結果

將6組試樣按工藝文件要求分別進行沖擊強度、柔韌性、附著力檢測，檢測結果如表5所示。

經過檢測可以確定，按照設計試驗方案用HKF-501酚醛電泳漆進行電泳涂石墨，涂層均能滿足技術條件要求的性能指標。

4 實際使用情況分析

在實際生產過程中，根據實驗驗證的工藝參數，應用HKF-501酚醛電泳漆進行電泳涂石墨加工的零件超過200項，從某型發動機工試后多次分解驗證的檢查情況來看，新涂覆的電泳涂石墨涂層無脫落，應用良好，說明將HKF-501酚醛電泳漆應用于某型航空發動機零件電泳涂石墨涂層的修復是可行的。

綜上所述，形成結論如下：

1）用HKF-501酚醛電泳漆進行電泳涂石墨的涂層外觀質量能夠達到技術條件設計要求。

2）用HKF-501酚醛電泳漆進行電泳涂石墨的涂層厚度能夠滿足工藝設計條件要求。

3）用HKF-501酚醛電泳漆進行電泳涂石墨的涂層的沖擊強度、柔韌性、附著力能夠滿足工藝設計條件要求。

4）HKF-501酚醛電泳漆可以應用于某型航空發動機零件電泳涂石墨涂層的修復。

參考文獻

[1]宋華.電泳涂裝技術[M].北京：化學工業出版社，2008.

作者簡介

韓國忠，工程師，主要從事電鍍和化學覆蓋工藝研究。