表面技術是指表面經過預處理后，通過表面涂覆、表面改性、表面處理及復合技術，改變固體金屬材料表面或非金屬材料表面的形貌、化學成分、組織結構和應力狀況等，以獲得所需要的表面性能的技術。在飛機結構維修過程中合理運用表面技術對飛機結構表面進行修復，不僅可以恢復飛機結構原有的功能特性，還可以使飛機結構具有比基體材料更優(yōu)異的性能，如更高的耐磨性、抗腐蝕性和耐高溫性。表面技術在飛機結構修理中研究和推廣，既可以有效修復飛機損傷結構表面，又可在節(jié)能、節(jié)材方面發(fā)揮巨大作用，有力地推動飛機維修技術的發(fā)展。以整個航天領域的應用為例。實際上表面工程技術在整個航天領域應用是非常廣的。獲得的應用幾乎涵蓋了所有的表面工程技術，大家都知道表面工程技術一般分為三大類：表面改性技術、薄膜技術，涂鍍層技術。首先說表面改性，大家都知道，航天上用的最多是鋁合金，而鋁合金的陽極氧化處理最為廣泛，有瓷質陽極化、有硫酸陽極化包括硫酸硬質陽極化和普通硫酸陽極化；黑色金屬的發(fā)藍處理、化學熱處理方面有滲碳、滲氮等。薄膜技術航天上也應用了很多，特別是在一些電子元器件上，PVD和CVD等都有應用。涂鍍層技術方面，首先從涂料上來說，大家都看過航天火箭發(fā)射，整個火箭表面都是有保護涂料層的；像武器系列，外表面還需要有三防或四防漆層；再有像電鍍應用也非常廣泛，有電鍍銅、電鍍鎳，電鑄銅工藝有重要用途，有些型號的發(fā)動機的噴管就是電鑄成型的；像化學鍍用的也比較多，如化學鍍鎳等；熱噴涂的應用非常廣泛，航天領域受熱的地方比較多，所以熱障涂層應用最多，甚至包括發(fā)動機的噴管內壁都要涂上熱障涂層，還有機械動密封部位采用等離子噴涂的陶瓷耐磨密封涂層。總之表面工程技術在航天領域應用是非常廣泛的。而且往往是表面工程最先進的技術優(yōu)先用于航天領域，然后再逐漸擴展到其他民用領域。

一、飛機結構修理中常用的表面技術

表面技術通常包括表面涂覆、表面改性和表面處理。表面涂覆是在基質材料表面上制備涂覆層，涂覆層的材料成分、組織結構和應力按照需要制備，達到改善性能的目的，包括：電化學沉積（電鍍和電刷鍍）、化學液相沉積（化學鍍）、氣相沉積（物理氣相沉積-真空蒸發(fā)鍍、濺射鍍、離子鍍，化學氣相沉積含等離子體增強化學氣相沉積）、熱噴涂（火焰噴涂、電弧噴涂、等離子噴涂等）、堆焊、熱浸涂、涂裝、分子自組裝等。表面改性是通過改變基質材料的化學成分，達到改善性能的目的，不附加膜層，包括：擴散滲入（化學熱處理）、離子注入、轉化膜等。表面處理是不改變表面材質的化學成分，只改變基質材料的組織結構及應力，達到改善性能的目的，不附加膜層，包括：表面淬火熱處理、表面變形處理（包括噴丸）以及表面納米加工技術等。由于表面技術包含許多內容，本文僅簡單介紹4種在飛機維修中常用的表面技術。

（1）電刷鍍技術。

電刷鍍是將表面處理好的工件與專用的直流電源的負極相連，作為刷鍍的陰極；鍍筆與電源的正極連接，作為刷鍍的陽極。刷鍍時，使包套中浸滿電鍍液的鍍筆以一定的相對運動速度在被鍍零件表面上移動，并保持適當的壓力。這樣，在鍍筆與被鍍零件接觸的那些部分，鍍液中的金屬離子在電場力的作用下擴散到零件表面，在表面獲得電子被還原成金屬原子，這些金屬原子沉積結晶就形成了鍍層。隨著刷鍍時間的延長，鍍層逐漸增厚，直至達到需要的厚度，因此對于磨損的零部件，電刷鍍修復技術顯得更有生命力。該技術具有工藝簡單、鍍層種類多、沉積快、性能優(yōu)良等特點。

（2）化學鍍技術。

化學鍍是一種不需要通電，依據氧化還原反應原理，利用強還原劑在含有金屬離子的溶液中，將金屬離子還原成金屬而沉積在各種材料表面形成致密鍍層的方法?；瘜W鍍根據鍍液不同，常分為化學鍍銀、鍍鎳、鍍銅、鍍鈷、鍍鎳磷液、鍍鎳磷硼液等?；瘜W鍍技術以其工藝簡便、節(jié)能、環(huán)保日益受到人們的關注?；瘜W鍍使用范圍很廣、鍍層均勻、裝飾性好，在防護性能方面，能提高產品的耐蝕性和使用壽命；在功能性方面，能提高加工件的耐磨導電性，潤滑性能等特殊功能，因而成為全世界表面處理技術的一個新發(fā)展里程碑。

（3）陽極化處理技術。

金屬材料浸入適當的電解質溶液中作為陽極，通電處理使表面形成氧化膜，此過程稱為陽極化。金屬材料在經過陽極化處理后，其耐腐蝕性、硬度、耐磨性、耐熱性等性能都大幅度提高。陽極氧化的電解液可以分為酸性、堿性液以及非水溶液，當前工業(yè)上以酸性為主。酸性電解液包括硫酸、鉻酸、草酸磷酸等。

（4）熱噴涂技術。

熱噴涂技術是利用熱源將噴涂材料加熱至熔化或半熔化狀態(tài)，并以一定的速度噴射沉積到經過預處理的基體表面形成涂層的方法，圖1為熱噴涂過程示意圖。熱噴涂有多種工藝方法，如等離子噴涂、電弧噴涂、火焰噴涂和爆炸噴涂等。熱噴涂技術具有工藝靈活、適用范圍廣、基體與噴涂材料廣泛、工藝加工的工件受熱較少、產生的應力變形小、生產效率高等特點。熱噴涂技術應用十分廣泛，選擇不同性能的涂層材料和不同的工藝方法，可制備熱障、可磨耗封嚴、耐磨密封、抗高溫氧化、導電絕緣以及遠紅外輻射等功能涂層。涂層材料幾乎涉及到所有固態(tài)工程材料，包括金屬、金屬合金、陶瓷、金屬陶瓷、塑料及其他的復合材料。熱噴涂技術廣泛應用于航空航天、冶金、能源、石油化工、機械制造、交通運輸、輕工機械以及生物工程等國民經濟各個領域。

二、表面技術在飛機結構修理中的應用

1、在飛機鎂合金結構維修中的應用

航空工業(yè)中使用的鎂合金的表面防護多采用化學氧化后涂漆的方法， 這種表面膜薄而軟， 在使用過程中很容易被劃傷、擦傷或磨損， 從而導致表面局部損壞或因此造成超差而不得不報廢、更換。針對鎂合金特點， 有研究者在試驗研究基礎上總結出一套鎂合金表面只電凈、不活化的電刷鍍工藝， 并應用該工藝對某航空維修生產單位飛機的鎂合金零部件表面實施了刷鍍層修復與保護。只要嚴格控制刷鍍工藝， 就能保證鍍層與鎂合金基體間的結合力；同時， 由于在潮濕環(huán)境， 鎂合金基體極易與鍍層金屬形成原電池， 導致電化學腐蝕和明顯的選擇性腐蝕， 因而采用電刷鍍修復表面缺陷時， 鍍層應達到足夠厚度， 而且鍍后在表面刷上油漆， 修復后刷鍍層質量完全能滿足生產使用要求。如采用化學氧化層一底漆一面漆三層防腐修復工藝，原位修復飛機鎂合金零部件表面腐蝕，能有效地防止飛機腐蝕的進一步發(fā)展，防止因腐蝕而引起的零部件失效，從而增加飛機返廠大修的時間間隔。這種工藝過程簡單、操作方便、成本低、效益高、修復質量可靠，不但適用于飛機鎂合金零部件腐蝕的修復，對其他設備鎂合金件腐蝕的修復也有參考價值，有較強的實用性和通用性。

2、在飛機鋁合金結構維修中的應用

當鋁及鋁合金浸入酸性或堿性清洗液時，氧化膜很容易被溶解，露出的金屬基體又很快被氧化，從而導致鋁合金表面電鍍困難，鋁及鋁合金鍍層結合力很差或難以鍍上。為解決飛機上硬鋁材料零件局部損傷后的修復難題，研究人員采用電刷鍍技術在飛機鋁合金零部件表面的局部劃傷進行了修復,探討了快速修復的工藝流程及工藝規(guī)范，對修復后零件的硬度、結合力和耐磨性進行了測定。經表面處理后，鍍層硬度625HV,刷鍍層磨損量為18.5mg/h,新零件磨損量為23.8 mg/h,鍍層結合力良好，無起皮、脫落現象。飛機硬鋁構件表面劃傷的電刷鍍修復工藝流程簡單、操作方便、成本低，鍍層與基體金屬的結合強度高，鍍層質量滿足性能要求，有較好的推廣價值。為了改善鋁合金的性能，筆者采用化學鍍對鋁合金表面進行了修復，處理后的樣品具有更高的硬度和更強的抗腐蝕性能。圖2是處理后的樣品的原子顯微鏡照片。為提高飛機蒙皮的維修質量，有人對飛機蒙皮表面進行了鈰轉化膜表面改性技術。他們通過檢測氧化膜的膜重和耐腐蝕性， 初步確定了配方的主要成分和工藝參數，采取正交試驗法，優(yōu)化了鈰鹽改性溶液的配方。在最佳工藝條件下，用鈰鹽氧化液制備的轉化膜的耐腐蝕能滿足飛機蒙皮維修的要求。直9的尾槳葉采用全復合材料結構，但是在葉根套采用的是鋁合金材料。由于葉片在運行過程中頻繁做軸向往復運動，葉根套是一個極易磨損件。葉根套的摩擦部位采用硬質陽極化處理，但是由于硬質陽極化層中存在許多的微裂紋，致使硬質陽極化的疲勞性能較差，容易剝落。在修理的時候，有必要將硬質陽極化層改為等離子噴鍍涂層。在噴涂之間也應對零件進行噴砂處理。

3、在飛機鋼結構維修中的應用

飛機發(fā)動機架和作動筒等許多零部件的材料為30CrMnSiA,即飛機鋼。在飛機的使用過程中，其表面會出現劃傷、磨損、腐蝕、壓坑等現象，必須及時予以修復。為此，有人研究了電刷鍍修復飛機30CrMnSiA鋼件的工藝規(guī)范，解決了30CrMnSiA鋼制電鍍修復易產生氫脆的難題。飛機上有許多同樣或類似的材料組成的零件，采用電刷鍍技術修復，不僅工藝簡單、方便迅速、成本低，而且質量完全能滿足要求。綜合利用摩擦電噴鍍技術和n-A12O3/Ni-W納米復合刷鍍技術也可以有效修復30CrMnSiA飛機鋼。采用這種修理方法，表面修復層完全滿足修復要求，提高了飛機作動筒等部件修復面的耐磨性能和鍍層結合強度，而且耐蝕性能良好，同時也解決了氫脆問題。n-A12O3/Ni-Cr鍍層也被用來修復飛機鋼表面，有研究人員通過分析飛機起落架作動筒內壁磨損失效的原因，采用n-A12O3/Ni-Cr復合刷鍍技術，對磨損部位進行修復，提高了鍍層與基體、鍍層與工作層間的結合力。修復層的硬度及耐磨性與原件相當，該修復方法簡單、可靠，節(jié)省了資源成本。

飛機襟翼作動筒用于控制飛機的升降動作，是重要的控制部件，而作動筒的活塞則是其中的關鍵部件，由18Cr2Ni4WA高強度鋼制成，表面采用法蘭處理。工作過程中，活塞在高壓下作往復運動，活塞端部會被磨損或劃傷，如果超過規(guī)定的配合間隙0.025~0.185mm時，會導致漏油，影響作動筒性能，威脅飛行安全。為解決飛機襟翼作動筒磨損失效活塞的修復問題，可以采用電刷鍍鎳- 鎢鍍層進行修復。研究人員通過對飛機襟翼作動筒活塞失效原因的分析，提出了修復該零件的新工藝，采用電刷鍍特殊Ni-W鍍層體系，提高了鍍層與基體、鍍層與工作層的結合力。當鍍層厚度為28μm時，鍍層硬度達到705HV ;網格剝離試驗表明，鍍層無脫落，附著力良好；彎曲試驗表明，鍍層無脫落；杯突高度為5.1mm;鍍層磨損量為0.118 mg/次，與基體（0.119mg/次）耐磨損性相當。采用這種工藝，可以獲得滿足修復磨損活塞要求的鍍層。

4、在復合材料修理金屬結構中的應用

隨著復合材料在飛機上的發(fā)展，飛機上越來越多地采用粘結修理。飛機金屬構件受到損傷后，可以采用膠接的復合材料加強件能減緩或停止疲勞裂紋擴展， 替換由于腐蝕而耗蝕的結構區(qū)域，并從結構上增強小裕量或負裕量的區(qū)域。為了提高膠接的潤濕性和粘接力， 以及疲勞壽命，結構件表面處理是膠粘貼修補前的一個重要工序。表面處理好壞直接關系到膠貼的剪切強度（ 粘貼修補質量） 和修補結構的疲勞耐久性。結構件表面處理需要用物理或化學的方法進行處理， 增加濕潤性和附著力， 但是表面過于粗糙反而會降低膠接強度， 因為在膠接過程中容易留下氣孔， 影響質量。對于鋁合金結構件， 陽極化表面處理可以清除鋁合金板表面原有的自然氧化膜， 而生成新的、均勻致密且適于粘接的氧化膜， 因而可以導致較高的修補斷裂強度。在外場進行表面處理時，可在鋁合金表面用砂紙打磨后再進行磷酸無箱陽極化處理，可獲得較好的表面質量。波音公司1970年開發(fā)出磷酸陽極化作為粘結前處理工藝，使得鋁合金即使在高溫高濕的條件下，也能保持較高的粘結強度。美國空軍已審查批準用于鋁結構膠接加強件的唯一耐久和可靠的表面技術是噴砂（ 硅烷） 處理和使用磷酸陽極化抑制系統(tǒng)（PACS）的磷酸陽極化。

三、結束語

隨著飛機維修領域對維修質量與維修成本的需求的提高，以及表面技術的飛速發(fā)展，表面技術在飛機維修中應用比重的將不斷擴大。本文僅對當前幾種常用表面技術在飛機結構中的應用進行了論述，還有很多新興的表面技術正在研究和推廣中?？梢灶A見，表面技術的迅速發(fā)展，新興的表面技術的涌現，將有力推動飛機結構修理技術和水平的發(fā)展，并為航空領域帶來巨大的經濟效益。

四、夢能服務與支持

1、免費樣品

如果您對我公司的工業(yè)重防腐油漆產品有需要或者申請樣品試用，請與我們的客服人員取得聯系。400-878-0506

油漆樣品適用范圍：

用于新建項目：驗證油漆配套的可行性、檢驗附著力、效果圖與實際顏色的色差。

用于維修項目：驗證與舊涂層的兼容性。

用于日常修補：提供少量樣品用于修補破損處。

申請用量：在1KG以內免費送貨上門。

2、免費打樣

如果您想看到工業(yè)重防腐油漆在產品上的實際應用、外觀、性能測試，請與我們客服人員聯系，將樣板寄往夢能科技營銷部，由專業(yè)噴涂人員為樣板提供油漆打樣。

3、服務團隊

夢能對技術服務團隊始終進行一系列的標準化管理，從專業(yè)培訓到日常報告的管理都有一整套完善的體系。夢能公司每年都會對技術服務人員進行定期的技術培訓和能力審計，以使每一位技術服務人員保持高水準的專業(yè)素質，每一位技術服務人員都配備先進的涂裝檢驗儀器，儀器設備均按規(guī)定的時間期限進行定期校驗，以保證每套儀器設備工作狀況良好。

4、購買通道

零售：購買50kg以內，線上購買，抖店直接下單購買。

工廠業(yè)務：長期合作、量大從優(yōu)、生產調試、質量檢測、開具13%專用發(fā)票

貿易、代理：提供代工業(yè)務支持，項目保護。

業(yè)主、總包、設計院：提供防腐方案設計、性能檢測、施工方案、現場技術指導。

涂裝施工：提供解決方案、現場技術指導。