韓國忠 黃選民

摘要：通過對某型航空發(fā)動機(jī)維修過程中3種常用陽極電泳漆技術(shù)參數(shù)的對比分析，確定研究對象，結(jié)合某型航空發(fā)動機(jī)零部件電泳涂石墨的性能指標(biāo)要求，設(shè)計(jì)可行的技術(shù)方案，經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，HKF-501酚醛電泳漆能夠滿足零件涂層設(shè)計(jì)要求的涂鍍層厚度、外觀、沖擊強(qiáng)度、柔韌性、附著力等指標(biāo)。從理論、實(shí)驗(yàn)、實(shí)際應(yīng)用三個方面進(jìn)行分析和驗(yàn)證，研究HKF-501酚醛電泳漆在某型航空發(fā)動機(jī)零部件電泳涂鍍層的修復(fù)過程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：酚醛電泳漆；應(yīng)用工藝；研究

Keywords：phenol aldehyde electrophoretic paint；application process；study

0 引言

為了提高產(chǎn)品的耐磨性和潤滑性，在某型航空發(fā)動機(jī)的搖臂、鋼索導(dǎo)向器等合金鋼零件的襯套位置及外表面通常進(jìn)行電泳涂石墨處理。但是經(jīng)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(jìn)行電泳涂石墨處理。電泳涂石墨工藝中最關(guān)鍵的是電泳漆，本研究的主要內(nèi)容是選取一種合適、可靠的電泳漆，并研究確定適用于生產(chǎn)應(yīng)用的工藝參數(shù)。

1 理論分析

1.1 選擇電泳漆

經(jīng)市場調(diào)研和分析，常用于某型航空發(fā)動機(jī)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(chǎn)品使用位置基本一致，主要技術(shù)參數(shù)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(biāo)基本相近，但HKF-501酚醛電泳漆的性能指標(biāo)更為詳細(xì)，施工條件更適合于批量生產(chǎn)，且漆液的細(xì)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(shù)指標(biāo)

結(jié)合某型發(fā)動機(jī)零件電泳涂石墨涂層的性能指標(biāo)要求，確定驗(yàn)證電泳漆的考核技術(shù)指標(biāo)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(yīng)平滑、連續(xù)、無氣泡、無起層。

2）電泳涂石墨涂層厚度應(yīng)達(dá)到0.006～0.018mm要求。

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

4）柔韌性試驗(yàn)：試片材料為馬口鐵，試片規(guī)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(yīng)無裂紋及剝落。

5）附著力試驗(yàn)：試片材料1Cr18Ni9Ti，試片規(guī)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(yīng)為1～2級。

2 試樣準(zhǔn)備及實(shí)驗(yàn)方案

2.1 試樣準(zhǔn)備

準(zhǔn)備4件1Cr18Ni9Ti的標(biāo)準(zhǔn)試樣（50mm×100mm×（0.8～1.0）mm），3件馬口鐵的標(biāo)準(zhǔn)試樣（50mm× 100mm×（0.25～0.32）mm），3件報廢的搖臂（用于工藝驗(yàn)證）。

2.2 工藝流水設(shè)計(jì)

零件加工前驗(yàn)收→加工表面吹砂→裝掛并局部保護(hù)→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(yàn)（外觀質(zhì)量檢查、沖擊強(qiáng)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(xiàn)行工藝和標(biāo)準(zhǔn)DT/B-01003的要求，設(shè)定為22V，電泳時間設(shè)定按照30s、35s、40s，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，選取6個試樣（3件不銹鋼試片，3件馬口鐵試片）進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。

2.3 試驗(yàn)步驟

1）進(jìn)行電泳涂石墨試驗(yàn)驗(yàn)證，確認(rèn)槽液配方的合理性。

2）按照交叉試驗(yàn)方法進(jìn)行工藝參數(shù)驗(yàn)證，并且對試樣外觀、沖擊強(qiáng)度、柔韌性、附著力進(jìn)行檢查和檢測。

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

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1 驗(yàn)證性工藝試驗(yàn)

1）試片驗(yàn)證

按照標(biāo)準(zhǔn)DT/B-01003規(guī)定的中限進(jìn)行槽液配制，配制完成后進(jìn)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(shù)參照工藝通用參數(shù)要求設(shè)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(yàn)證試片來看，電泳涂石墨涂層平滑、連續(xù)、無氣泡、無起層，初步判斷HKF-501酚醛電泳漆可以開展進(jìn)一步替代試驗(yàn)。

2）產(chǎn)品實(shí)物驗(yàn)證

選取3件搖臂進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，槽液配比不變，按照工藝設(shè)定流水進(jìn)行前處理，電泳涂石墨分別按表2設(shè)計(jì)方案進(jìn)行。電泳后的產(chǎn)品實(shí)物涂層外觀如圖2所示。

從產(chǎn)品實(shí)物電泳涂石墨的外觀質(zhì)量來看，涂層平滑、連續(xù)、無氣泡、無起層。需要進(jìn)一步確定該涂層的厚度、沖擊強(qiáng)度、柔韌性、附著力是否滿足性能指標(biāo)要求。

3.2 試樣驗(yàn)證和檢測

1）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

選取6個標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，槽液配比不變，按照工藝設(shè)定流水進(jìn)行前處理，電泳涂石墨分別按表3設(shè)計(jì)方案進(jìn)行。

2）試樣外觀及涂層厚度試驗(yàn)結(jié)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(zhì)量來看，涂層平滑、連續(xù)、無氣泡、無起層，滿足現(xiàn)行工藝文件對涂層外觀的質(zhì)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(guān)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(shù)據(jù)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(yù)設(shè)的工藝參數(shù)范圍內(nèi)，電泳涂石墨涂層的厚度均在0.006～0.018mm，符合工藝設(shè)計(jì)要求。

3）試樣性能檢測結(jié)果

將6組試樣按工藝文件要求分別進(jìn)行沖擊強(qiáng)度、柔韌性、附著力檢測，檢測結(jié)果如表5所示。

經(jīng)過檢測可以確定，按照設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案用HKF-501酚醛電泳漆進(jìn)行電泳涂石墨，涂層均能滿足技術(shù)條件要求的性能指標(biāo)。

4 實(shí)際使用情況分析

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的工藝參數(shù)，應(yīng)用HKF-501酚醛電泳漆進(jìn)行電泳涂石墨加工的零件超過200項(xiàng)，從某型發(fā)動機(jī)工試后多次分解驗(yàn)證的檢查情況來看，新涂覆的電泳涂石墨涂層無脫落，應(yīng)用良好，說明將HKF-501酚醛電泳漆應(yīng)用于某型航空發(fā)動機(jī)零件電泳涂石墨涂層的修復(fù)是可行的。

綜上所述，形成結(jié)論如下：

1）用HKF-501酚醛電泳漆進(jìn)行電泳涂石墨的涂層外觀質(zhì)量能夠達(dá)到技術(shù)條件設(shè)計(jì)要求。

2）用HKF-501酚醛電泳漆進(jìn)行電泳涂石墨的涂層厚度能夠滿足工藝設(shè)計(jì)條件要求。

3）用HKF-501酚醛電泳漆進(jìn)行電泳涂石墨的涂層的沖擊強(qiáng)度、柔韌性、附著力能夠滿足工藝設(shè)計(jì)條件要求。

4）HKF-501酚醛電泳漆可以應(yīng)用于某型航空發(fā)動機(jī)零件電泳涂石墨涂層的修復(fù)。

參考文獻(xiàn)

[1]宋華.電泳涂裝技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

作者簡介

韓國忠，工程師，主要從事電鍍和化學(xué)覆蓋工藝研究。