民用飞机零件的表面保护

夏仲纯　尹伟明

【摘 要】民用飞机结构的腐蚀破坏大都发生在使用阶段，但其产生的原因根本却在设计阶段，因此解决结构腐蚀问题理应从设计阶段开始。本文对民机零件常用金属材料的表面保护方法进行了总结，为民机结构的防腐蚀设计提供借鉴。

【关键词】民用飞机；表面保护；材料腐蚀

0 引言

民机腐蚀损伤不仅严重影响飞机的使用寿命和使用安全，而且带来的高昂的维修成本也直接影响着飞机的经济性。因此民机腐蚀防护设计已成为民用飞机结构设计工作中的必要要求，而民机零件表面保护设计则是民机结构腐蚀防护设计中的重要一环。

结构零件表面防护保护一般由无机防护层（表面处理）和有机涂层（涂漆）两部分组成。

1 无机防护层

大多数金属材料，如碳钢、合金钢、铝及铝合金、钛合金等，除非零件后续需要进行清洁、无损检测、化铣、金属表面强化处理或物理处理时，零件表面可以没有化学处理要求，在使用时都要进行表面处理。以下介绍几种民机常用材料的表面处理方法：

（1）铝合金。铝合金表面有一层致密的天然氧化膜，耐腐蚀能力较高，但在飞机使用条件下，如果不采取措施，仍然会发生腐蚀。飞机铝合金的表面处理工艺，基本有以下几种：硫酸阳极化、铬酸阳极化、硬质阳极化、绝缘阳极化、磷酸阳极化、铝合金化学氧化（阿洛丁）。

（2）钢材料。碳钢、合金钢、铸铁、铸钢等钢铁材料及含络18%以下的不锈钢，在使用时，一般施加保护层。含络18%以上的不锈钢，除在耐磨、焊接等特殊条件以下使用外，一般可以不加保护层，但应进行钝化处理，以提高其抗蚀性，特别是抗点蚀能力。钢材料的表面工艺处理，基本有以下几种：镀锌、镀镉、镀络、镀铜、电镀镍、镀锡、镀镉钛、化学氧化、磷化，其中常用的是镀镉。

（3）钛合金。钛合金比强度高，耐腐蚀性能好，是现代飞机理想的结构材料，但钛合金不耐磨，如不加以防护，不能作用有摩擦的受力零部件。钛合金除了与不同类金属接触的情况外，不需要表面处理，在与不同类金属接触时，须按工艺规程处理，并图底漆。

（4）铜合金。铜和铜合金具有高的导电性和导热性，良好的耐蚀性、耐磨性和加工性。在航空结构中，铜合金主要用与导管、壳体、衬套及有特殊用途的紧固件等结构。铜合金常用的表面处理方法是镀镉。

（5）无需表面处理的合金。民机上常用的合金如A286、INCONEL和MONEL等，无论是板料钣金成型还是锻件机加加工，零件表面都无表面处理要求。

2 有机防护层

有机涂层是有机涂料涂敷于物体表面形成的保护、装饰膜层[1]。有机涂层可以按基料中的主要成膜物质分为十几类，其中飞机上采用的有机涂层有硝基、醇酸、酚醛、环氧、缩醛、聚氨酯、丙烯酸、有机硅等。有机涂层按用途分为清漆、磁漆、底漆、腻子、耐热漆、标志漆、示温漆和美术漆。

有机涂层的主要用途是保护金属、复合材料等不受环境的侵蚀，延长使用寿命。其保护作用主要靠屏蔽、缓蚀和电化学作用来实现。（1）屏蔽作用：涂层使物体表面与外界隔离，阻止腐蚀介质的侵蚀。（2）缓蚀作用：涂层内部的化学组分与金属反应形成钝化膜，起缓蚀作用。（3）电化学作用：利用涂层组分中某些金属的电位比基体电位低，起到阳极保护作用。

常用的涂料有：聚氨酯涂料、耐冲击聚氨酯面漆、飞机整体油箱防腐涂料、高固份聚氨酯外部面漆涂料、耐流体环氧底漆、防腐蚀环氧底漆、抗冲击环氧底漆、耐流体环氧光泽、半光泽和平整型面漆。

有机防护层使用注意事项：

a）为简化工艺过程，应当限制零件进行有机涂层处理的次数。正常情况，根据零件所处的区域不同的要求，可能需要两种或几种不同的面漆时，应当在满足功能、服役和维修的前提下，选择满足最严重要求的一种涂层进行喷涂处理即可。

b）所有需要喷漆的金属零件表面应当在完成无机表面处理之后，需要先喷涂底漆或油箱专用涂层。复合材料零件应当在制造、打磨、边缘密封和表面准备之后进行喷漆。

c）缓蚀剂应当在完成全部的表面处理和密封之后使用。缓蚀剂应当涂覆到所有金属表面，涂层应当超出金属零件接头和相邻的复合材料零件，包括密封剂。

3 常用民機零件材料表面保护

根据腐蚀程度，常常把飞机分为三种腐蚀区域，即轻度腐蚀区域-Ⅰ区、中度腐蚀区域-Ⅱ区、重度腐蚀区域-Ⅲ区（具体请参照每个型号飞机的腐蚀区域定义）。

【参考文献】

[1]胡琳.民用飞机涂料的选用[J].民用飞机设计与研究，2002（4）：42-49.

[责任编辑：朱丽娜]