表面技術在飛機結構修理中的應用

于林英

摘? 要：在飛機服役時會受環境及應力作用影響，導致各構件出現腐蝕或損傷問題。由于腐蝕問題多發生于飛機結構表面，因此還需要在飛機生產及維修過程中著重關注表面技術的使用情況，從根本上提高飛機結構修理水平。本文就針對此，以表面技術在飛機結構修理中的應用重要性為切入點，提出飛機結構維修中的表面處理技術種類，闡述表面處理技術在飛機結構修理中的應用方向，以期為相關工作人員提供理論性幫助。

關鍵詞：表面技術;飛機結構維修;應用

前言：

為從根本上降低飛機結構故障問題發生幾率，避免腐蝕及損傷現象向構建內部空間擴展，如磨損結構表面中的疲勞裂縫由表面向結構內延伸等情況出現，還需要重點使用表面處理技術，對飛機結構磨損及腐蝕部位進行及時修復，使飛機始終處于安全飛行狀態。

1、表面技術在飛機結構維修中的應用重要性

表面技術主要就是對構件表面進行預處理，配合使用涂覆、改性、處理及復合技術，改變固體金屬材料以及非金屬材料表面形貌、化學成分、組織結構及盈利狀況，以獲得所需的表面性能技術。在飛機結構維修期間運用表面技術對飛機表面進行修復處理，更有利于恢復飛機結構原功能特性，并使飛機表面具備比基體材料更加優越的性能，如耐磨性、耐腐蝕性、耐高溫性能等。

通過將表面技術高質高效應用在飛機結構維修工作中，可以有效修復飛機損傷結構表面，最大限度節約飛機表面結構維護中的能源及材料，確保日期表面結構與維護工作始終處于高質高效開展狀態，為促進我國航天事業全面可靠發展奠定堅實基礎基礎。

2、飛機結構維修中表面技術種類

飛機結構維修技術主要包括表面涂覆、表面改性以及表面處理等。其中，表面涂覆主要就是在構件表面覆蓋涂覆層，要求涂覆層材料成分、結構應力以及組織特性均需要依照構件實際要求配置，最大限度改善構根本性能。常見涂覆技術主要包括電化學中的電鍍與電刷鍍、化學液相沉積、氣相沉積、熱噴涂、堆焊、涂裝、表面分子自組裝技術;

表面改性主要就是改變構件基質材料化學成分，從而改善材料基本性能，不必再構件表面附加膜層。現有表面改性技術主要包括化學熱處理、離子注入技術、轉化膜技。

表面處理技術主要就是在不改變構件表面材質化學成分的前提下，對地質材料的組成結構以及應力進行優化，實現改善表面性能的根本目標。現有常見表面處理技術主要包括表面淬火熱處理、表面變形處理、表面納米加工技術等多種類型。由于應用在飛機結構維修工作中的表面處理技術種類較多，不同表面處理技術的應用方向及應用原理存在較大差異，本文僅選取幾種常見表面處理技術概述：

第一，電刷鍍表面處理技術。電刷鍍處理技術主要就是在飛機結構表面處理工作中，借助專用直流電源中的負極連接方式作為刷鍍陰極。在刷鍍工作開展過程中，電鍍筆應當以相對運動速度，在零件表面處移動，并保持適宜的壓力值。在電鍍比與被鍍零件接觸部位，鍍液中的金屬離子在電場力的作用下會擴散到零件表面，使表面處的原子被還原成金屬原子，此些金屬原子沉積晶層便形成了鍍層結構。隨著刷鍍時間逐步延長，鍍層厚度日漸增加，直至滿足實際設計要求。相較于其他表面處理技術而言，電刷鍍處理技術更加適用于磨損材料的修復中，鍍層種類較多、沉積效率顯著，實際性能更為優越;

第二，化學鍍表面處理技術。化學鍍表面處理技術不必通電，而是使用氧化還原原理，利用在還原劑內含有金屬離子的溶液，將金屬離子還原成金屬，沉淀在各構件表面處，形成致密鍍層結構。化學鍍可以結合鍍液種類，劃分為化學鍍銀、化學鍍鎳、化學鍍鎳磷液等多種類型。化學鍍表面處理技術的流程較為簡便，生態環保性能更強。不僅如此，化學鍍層軒轅，裝飾性能較為良好，能夠從根本上提升構件的耐腐蝕性，延長全壽命運行周期。從功能角度分析，化學鍍技術能夠進一步增強加工件的耐磨導電性能、潤滑性能等，在飛機結構維修領域的應用覆蓋面進一步擴大;

第三，陽極化處理技術。金屬材料進入事宜的電解液可作為陽極，在表面處理時形成氧化膜，被稱之為陽極化。金屬材料在陽極處理后，能夠從根本上提升自身的耐磨性能、愛腐蝕性能以及耐熱性能等。陽極氧化電解液可以分為酸性電解液、堿性電解液以及非使用性電解液。其中，堿性電解液主要涉及硫酸、草酸磷酸等材料;

第四，熱噴涂技術。熱噴涂技術主要主要就是借助熱源，將噴涂材料加熱到融化或者半融化狀態，并以一定速度噴射到經過預處理后的飛機構件表面基材處。在熱噴涂技術使用過程中，也可從噴涂工藝角度劃分成等離子噴涂、電弧噴涂、火焰噴涂以及爆炸噴涂等技術。熱噴涂技術具有應用靈活性強、適用范圍大、工藝加工及構件受熱面積小、生產力更高等優勢。現階段熱噴涂技術需要結合不同性能圖層材料以及工藝方式靈活選取，滿足熱障、可磨耗封嚴、耐磨、導電絕緣層設置目標。熱噴涂材料涵蓋了大部分固體工程材料，如金屬材料、金屬合金材料、陶瓷材料、飼料產量以及其它復合材料等。

3、表面技術在飛機結構維修中的應用方向

3.1表面處理技術在飛機鎂合金結構維修工作中的應用

在飛機制造領域鎂合金表面防護技術應用過程中，可以使用化學氧化后涂漆手段。此種化學氧化膜較薄，在使用過程中容易出現劃傷或磨損問題，導致結構表面遭受破壞。在現有表面處理工作開展時，也可以使用鎂合金，表面僅電凈、不活化的電刷鍍方式，在鎂合金零件表面開展刷鍍層修復及保護工作。通過嚴格控制刷鍍流程，從根本上提升鍍層及鎂合金之間的粘合力。在潮濕環境下，鎂合金基層與鍍層金屬會形成原電池現象，導致電化學腐蝕較為明顯。因此在開展電刷鍍表面修復處理過程中，還需要鍍層厚度達到指定要求，在鍍層表面處刷涂油漆，確保刷圖質量能夠切實滿足生產要求。

舉例而言，在化學氧化層基礎上配合使用一底漆、一面漆、三層防護修復技術。確保修復后的原位飛機鎂合金質量符合實際生產要求，避免飛機零部件腐蝕問題進一步發展，最終引發飛機運行安全故障。

3.2表面處理技術在飛機鋁合金結構維修中的應用

在鋁及鋁合金浸入酸液、堿性清洗液的情況下，氧化膜極容易被溶解。裸露出的金屬基體與空氣中的水及氧分接觸，又發生氧化反應，從而導致鋁合金表面及電鍍難度進一步提升。為有效解決硬鋁材料零件局部損傷后難以修復的問題，可以在飛機鋁合金結構維修過程中配合使用電刷鍍技術手段，制定出快速修復技術流程，應對修復后的鋁合金零部件硬度、耐磨性、結合力等進行實驗檢測。借助電刷鍍技術，可以進一步提升鍍層結合性，實施流程較為簡便，實際管控成本較低，與基體金屬能夠良好結合在一起，具有極高推廣價值。

以飛機蒙皮結構維修為例，在蒙皮表面使用是鈰轉化膜表面改性技術，能夠進一步增強氧化膜的耐磨性能。在最佳工藝條件下，配合使用鈰鹽氧化液制備轉化膜，進一步增強蒙皮維修效果。

總結：總而言之，現有飛機結構維修工作的難度日漸提升，表面技術發展速度極快。隨表面技術在飛機維修中的應用比重進一步擴大，還需要結合飛機結構維修重點，制定出專項可行的表面處理技術運維方案，積極推動新型表面技術實施，確保飛機結構修理工作能夠始終保持高質高效開展狀態。

參考文獻：

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