百度识图-飞机外耐磨材料,一同研讨看

摘要:测试了添加有机颗粒的耐磨涂料的力学性能和耐介质性能,试验结果表明:该耐磨涂料的力学性能和耐介质性能优异,尤其是耐磨性能与国外同类先进材料水平相当,可以应用于航空领域。

关键词: 航空;耐磨涂料;力学性能;耐介质

0 引言

耐磨涂料按喷涂工艺可分为热喷涂型耐磨涂料和化学粘接耐磨涂料,前者是采用等离子喷涂、电弧喷涂、火焰喷涂等方法在金属表面喷涂陶瓷、合金等形成涂层;后者是以高分子材料为黏合剂,加入耐磨填料、固化剂和其他助剂制备而成。耐磨涂料适用于易发生摩擦且有腐蚀防护要求的部位,目前已经是世界涂料工业与技术研究中的重点之一。国外由于航空涂料发展较早,常用涂料均已系列化,在满足腐蚀防护性能和装饰性的同时,还能满足各个部位的特殊使用要求。耐磨涂料是国外大型飞机上使用量最大的功能涂料,使用范围仅次于蒙皮涂料及通用底漆,主要用于舱内普通耐磨以及机翼活动部件的自润滑耐磨。同时,国外在耐磨涂料方面也形成了完备和细化的材料标准,如BMS 10-86和DPM 5066等。国内之前对耐磨涂料的研究主要集中于无机领域,大多应用于发动机叶片。飞机上有一些结构在使用过程中存在相对滑动或摩擦,例如襟副翼和起落架等,普通的防腐涂料无法满足这些部位的使用寿命需求。而无机耐磨涂料由于添加了无机颗粒材料,其颗粒硬度极大,在相对滑动时会对结构件的金属基体造成损害,不适用于飞机基体材料上的保护,使用有机耐磨涂料是国外飞机上比较成熟的方法,而在国内飞机上还未曾使用过有机耐磨涂料,该领域尚属空白。本文测试了添加有机高分子颗粒的耐磨涂料的总体性能,并分析了其应用于飞机的可行性。

1 试验部分

1.1 试验材料

1)耐磨涂料,HYD-N-1;

2)底漆,HDY-H06-Y010;

3)2024-T3包铝铝板。

1.2 主要仪器设备百度识图-飞机外耐磨材料,一同研讨看

1)电子天平,上海天平厂FA2004;

2)人工加速老化机,美国QUV/SPARY;

3)盐雾腐蚀试验箱,上海现代FQY010A;

4)磨损试验机,日本TABER;

5)电子拉力试验机,英国TNSTRON4466;

6)恒温恒湿箱,上海赛欧LHS-100CH;

7)干燥箱,上海实验仪器厂101-2;

8)漆膜附着力试验机,天津QF2-Ⅱ;

9)漆膜干燥时间测定仪,天津QGS53-6;

10)机械秒表,瑞士TRACKTOR;

11)涂层测厚仪,德国MINI1001。

1.3 试验件制备

1)基材处理:对铝合金试板进行清洗,除去其表面的氧化膜,用阿罗丁1200对铝合金表面进行氧化处理。清洗之后用温度不低于90 ℃的水对其表面进行封闭处理。

2)喷涂底漆:将各组分混合后充分搅匀,倒入W-71-1S喷枪中,在15 ~ 35 ℃、相对湿度35% ~ 75%的条件下,对处理过的铝合金试板喷涂底漆,雾化压力控制为0.09 MPa,控制底漆的干膜厚度为15 ~ 25 m。

3)喷涂耐磨涂料:将A、B两组分按2.8 ∶ 1.0的质量比混合并充分搅匀,倒入W-77喷枪中,待底漆在室温下干燥2 h后,在5 ~ 35 ℃、相对湿度20% ~ 85%的条件下喷涂HYD-N-1耐磨涂料,控制每一道厚度为75 m左右,喷一道后室温下放置1 h,然后在60 ℃条件下固化1 h,接着喷涂下一道,总共喷涂3道。控制耐磨涂料干膜厚度为200 ~ 250 m。

4)涂料批次性:为了保证数据的可靠性,一共百度识图-飞机外耐磨材料,一同研讨看选用了5个批次的耐磨涂料,按数字1 ~ 5标注进行区分。

2 结果与讨论

本试验中,进行了耐磨涂料基本性能、涂层机械性能、涂层耐介质性能的测试,相应测试项目及结果见表1 ~ 3,其中,耐磨涂料干膜厚度为(22525) m,配套底漆厚度为(205) m。

2.1 耐磨涂料基本性能

耐磨百度识图-飞机外耐磨材料,一同研讨看涂料的基本性能包括气味、涂层外观、容器中状态、非挥发物含量、密度、干燥时间和可褪亡羊补牢的故事除性等7项,表1列举了详细的测试结果和测试执行的试验标准。从中可以看出,5个批次的耐磨涂层外观都是平整光滑,没有刺激性气味,在容器中无凝胶、结块、沉底等,易于搅拌。非挥发物含量为49.83% ~ 50.92%,表干时间都是4 h,实干时间8 ~ 12 h,满足实际施工要求。涂层在3 ~ 4 min内可以完全褪除,说明耐磨涂层可褪除性很好,褪除后没有残留,不需要手工进行二次去除,有利于工厂实际施工。涂料密度较低,为 1.118 ~ 1.144 g/cm3,对于飞机减重有重要的意义。

2.2 耐磨涂层机械性能

耐磨涂层的机械性能共测试了耐冲击性、划圈法附百度识图-飞机外耐磨材料,一同研讨看着力、胶带法附着力、铅笔硬度和耐磨性等5项,表2列举了详细的测试结果及测试执行的试验方法。从中可以看出,耐磨涂料的耐冲击性为50 cm,表明涂层的耐冲击性较好,与普通防腐涂料的耐冲击性能相当。划圈法附着力为2级,胶带法附着力为9 ~ 10级,表明耐磨涂料的附着力比较好,在实际使用中不会发生自然脱落等风险。铅笔硬度为HB ~ H,这主要是因为耐磨涂料的使用部位是一些金属制件容易发生相对摩擦的地方,硬度适中有利于涂层发生“软接触”,更有利于保护金属制件。

耐磨性是耐磨涂料的核心性能,在本试验中,用载荷为1 kg的砂轮在耐磨涂料试验件表面旋转摩擦10 000次,称量磨损前后的质量变化。5个批次的样品最高质量损耗0.087 8 g,最低质量损耗0.063 8 g,BMS 10-86中规定飞机用耐磨涂料在相同测试条件下的质量损耗不大于0.1 g,这表明国产耐磨涂料的耐磨性能已经达到了与国际先进同类材料性能相当的水平。同时,考虑到实际使用情况,发生相对摩擦的两个金属制件表面都涂覆耐磨涂料,在发生摩擦时,耐磨涂料与耐磨涂料之间的磨损要比耐磨涂料与砂轮之间的磨损小很多,这表明在实际使用过程中,发生相同次数的相对摩擦后,耐磨涂料的质量损耗会比试验数值低很多,因而耐磨涂料能够大幅度提高使用部位金属制件的使用寿命。

2.3 耐磨涂层耐介质性能

耐磨涂层的耐介质性能共测试了200 h的人工加速老化、室温下的耐蒸馏水性和耐洗涤汽油性,表3列举了详细的测试结果和测试执行的试验标准。从中可以看出,经过了200 h的人工加速老化试验后,耐磨涂层表面无龟裂、脱落、起泡等涂层损伤现象,且失光等级都较低,为0 ~ 1级。E值指的是在均匀颜色感觉空间中,人眼感觉色差的测试单位,是当用户指定或接受某种颜色时,生产商用以保证色彩一致性的量度,一般认为E值在3.2以下属于肉眼无法分辨差别,需要靠专业仪器来分辨的范围。本次测试中,E值仅为0.48 ~ 0.60,根据E的定义可知,该数值范围内的色差基本可以忽略不计,同时,该数值表明涂层的耐老化性能优异。常温下在洗涤汽油中浸泡14 d后,涂层表面形貌完好,铅笔硬度无变化,说明涂层没有发软,仅有较低的失光现象,表明该涂层有良好的耐洗涤汽油性,考虑到飞机在实际使用中,很多部位经常会有油污的污染,而该涂层的使用能够保证基体材料不受油污的腐蚀。常温下在蒸馏水中浸泡3 d后,有较低等级的失光现象,涂层表面有小气泡出现,这主要和蒸馏水的穿透性较强有关,不过起泡等级较低,在可接受范围之内,在飞机上部分有防水要求的部位还需要涂覆底漆来保护。这些结果都表明耐磨涂层具有良好的耐介质和耐老化性能。

3 结语

通过以上分析可知,添加有机高分子颗粒的耐磨涂料的基本性能良好,符合飞机使用要求,工艺性能满足工厂施工需求,制备的耐磨涂层机械性能优异,尤其是耐磨性能与国际先进同类材料水平相当,能够保证飞机的长期使用。同时,耐磨涂料的耐介质性能良好,与防腐底漆同时使用,能够满足飞机实际使用中应对各种不同气候环境的需求。

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