飞机起落架涂层流平和固化工艺优化

2013-12-05李涛

电镀与精饰 2013年9期

李涛

(中航飞机起落架燎原分公司，陕西汉中 723200)

引言

PR1436-G多硫化物涂层是一种特殊的耐石子冲击涂层，该涂层在完全固化后形成凹凸不平的表面，具有很好的弹性系数，再在涂层表面喷涂一层聚氨酯漆涂层，对承受沙石等冲击物的基体能起到良好的保护作用，经过这种涂层处理的产品，在大气环境中具有良好的耐腐蚀、耐矿物油和耐老化的性能［1］。由于要求 PR1436-G涂层 δ为0.51mm，较厚，需要通过两次喷涂才能达到要求的厚度，在喷涂过程中如果粘度控制不好容易产生流平现象，影响外观和性能;固化不好容易产生涂层的划伤和剥落。

本文主要通过工艺实验，解决涂层在喷涂后的流平现象，防止形成平滑的表面和局部涂层的堆积，同时解决涂层因为固化不好造成的划伤和剥落，提高涂层的外观和防护性能。

1 PR1436-G多硫化物涂层的应用及组成

1.1 涂层的应用

PR1436-G涂层目前主要应用于飞机起落架刹车连接组件，可以有效的减少飞机在降落过程中由于和地面摩擦带来的砂石冲击。同时由于此涂层中的硫原子以—S—C—或—S—S—键的形式存在，涂层还具有良好的耐油性、耐溶剂性、耐老化性以及良好的低温性能和防腐性。该涂层除了可以广泛的应用于飞机零部件外，也可以应用于车辆、轮船、水力发电机组等易受外界冲击的零部件上。

1.2 涂层的组成

涂层主要包含有基料、催化剂、2-丁酮和甲苯混合稀释剂。成分配比 V(基料)∶V(催化剂)=12.5 ∶1。稀释剂 V(2-丁酮)∶V(甲苯)=1∶1。稀释剂最多不能超过基料和催化剂混合后总体积的30%

2 工艺实验及结果分析

2.1 试样、涂料和设备

试样为150mm×100mm×1mm的4130钢试片16片;涂料有基料和催化剂，2-丁酮和甲苯稀释剂;喷枪为普通手动风压喷枪，压力400kN/m2。

2.2 喷涂工艺流程

喷涂工艺流程为:溶剂清洗→30s水膜连续性检查→表面活化(可以使用打磨垫打磨底漆或再喷涂一层底漆)→屏蔽和装挂→喷涂PR1436-G涂层→室温下表干→在烘箱中强制固化→外观和厚度检查→结合力检查。

2.3 实验过程及结果

1)涂层的流平工艺实验。对飞机起落架涂层的要求，喷涂后流平形成均匀的凹凸表面为最佳。但稀释剂偏高时，涂层表面易形成流平现象，表面平滑，该现象为不合格。a.全部按照低氢脆镀镉工艺规范要求对16片钢试片镀镉。b.按照相关工艺规范要求喷涂463-12-8型底漆，并进行完全固化。c.将16片试片分为4组，每组4片进行PR1436-G喷涂。d.按照规定的比例调配基料和催化剂混合物，将调配好的混合物平均分成4等份，分别在每份混合物中添加不同比例的稀释剂，并充分搅拌均匀。e.分别使用每份配置好的涂料对其中一组试片进行喷涂，检查涂层的外观，结果见表1。

表1 不同稀释剂配比涂层的外观检测结果

2)固化涂层的结合力试验。对以上第三组和第四组试片，在不同的工艺条件下进行固化，采用划痕法检测涂层的结合力，检测结果见表2。

表2 涂层在不同条件下固化的结合力试验结果

表2中，空干条件的θ满足15～35℃，湿度满足35%～75%要求即可，此温度、湿度为一般喷漆环境要求。空干30h为PR1436-G涂层涂覆规范中要求的在环境温度下自然固化的最短时间。强制固化θ为50℃，为涂层技术规范中规定的温度。强制固化 t为2h，为涂层技术规范中规定的固化时间。

由以上对涂层检测结果得出，按照第16号试片工艺条件，制备的涂层结合力最佳。改进前涂层的流平和剥落现象以及改进后合格的涂层见图1。

图1 涂层表面形貌照片(5×)

2.4 结果分析

1)涂层产生流平的原因。PR1436-G涂层在基料与催化剂混合后，在不添加稀释剂的情况下，涂层不会产生流平堆积和流平现象，但是由于涂料粘度过大，不易喷涂，在零件表面形成颗粒状凹凸不平的非均匀涂层。通过工艺实验可以看出，在V(基料)∶V(催化剂)为12.5∶1的前提下，通过调整稀释剂添加的比例可以改善涂层的流平现象和外观均匀性。

2)涂层产生剥落的原因。根据以上固化试验可以看出，试件在不同的固化条件下固化，其结合力效果不同，影响涂层结合力的主要因素为固化的温度、湿度和固化时间。