CN104342748A - 从基板中去除金属件的方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及从基板中去除金属件的方法，具体提供了一种从物件的介电材料中去除金属件的方法，可包括将物件放置在电解液中，使得金属件的至少一部分被浸没。所述金属件可被耦接至介电材料。所述方法还可包括将至少一个阴极以与所述金属件间隔开的关系置于所述电解液中，以及使电流通过所述金属件。所述方法还可包括响应于使所述电流通过所述金属件而从所述介电材料中退镀所述金属件。

Description

从基板中去除金属件的方法
技术领域
本公开总体上涉及从基板中对金属材料的去除，以及更具体地，涉及从介电材料上去除金属件。
背景技术
多数直升机旋翼桨叶和飞机螺旋桨包括一种安装在旋翼桨叶或者螺旋桨的前缘上的牺牲侵蚀带。所述侵蚀带通常由镍、钛、不锈钢和/或其他金属组成的金属件形成。所述金属件被配置为保护所述旋翼桨叶或者螺旋桨以防由雨、沙、灰尘及其他物体造成的撞击破坏。因为所述金属件会随着时间磨损，所述金属件必须定期被去除并替换成新的金属件。
对于由金属材料制成的旋翼桨叶和螺旋桨，所述金属件可以是机械固定的和/或胶合到所述旋翼桨叶或螺旋桨的前缘。磨损的金属件的替换包括去除机械固定件并在金属旋翼桨叶或者螺旋桨上使用相同的或者新的机械固定件安装新的金属件。对于胶合到金属旋翼桨叶或者螺旋桨的金属件，所述金属件可以使用冷却削除法(cool-and-chip-away method)来去除，其中，冷冻所述旋翼桨叶或者螺旋桨以使所述胶合减弱。所述金属件然后可以通过使用锤和凿子从金属旋翼桨叶或者螺旋桨上凿掉金属桨叶而从所述金属桨叶上除去。
然而，对于由诸如纤维增强的石墨环氧树脂材料的复合材料制成的旋翼桨叶和螺旋桨，所述金属件可以胶合到复合旋翼桨叶或者螺旋桨。相对新型的环氧粘附剂化合物可以在低温下比下层的所述旋翼桨叶或者螺旋桨的复合材料更坚固。由于上述新型环氧粘附剂化合物的高强度，所以可能不能使用冷却削除法从复合旋翼桨叶或者螺旋桨上去除金属件。
可以看出，本领域中存在对从由复合材料构成的旋翼桨叶或者螺旋桨中去除金属件的方法的需求。
发明内容
上述与从旋翼桨叶或者螺旋桨去除金属件有关的需求通过提供从物件中的介电材料去除金属件的方法的本公开被特定解决和缓减。所述方法可包括将所述物件放置在电解液(electrolyte bath，电解浴)中，使得至少一部分金属件浸入液体中。所述方法进一步可包括放置至少一个阴极在所述电解液中并与所述金属件有一定间隔，并且使电流通过所述金属件。所述方法还可包括响应于使电流通过所述金属件而从所述介电材料退镀(deplate)所述金属件。
在进一步实施方式中，公开了一种从物件的介电材料上去除金属件的方法。所述方法可包括将掩模层涂覆到所述金属件的一部分上以形成所述金属件的掩蔽部分和非掩蔽部分的步骤，其中，所述非掩蔽部分可暴露于电解液。所述物件可被放置在电解液中，使得至少一部分金属件被浸没。所述方法可包括将至少一个阴极以与所述金属件间隔开的关系置于所述电解液中，以及使电流通过所述金属件。所述方法可进一步包括响应于使电流通过所述金属件而退镀所述非掩蔽部分。
同样公开了一种从复合旋翼桨叶或者螺旋桨中去除侵蚀带的方法。所述方法可包括将所述旋翼桨叶或者螺旋桨放置在电解液中，使得侵蚀带至少部分被浸没。所述侵蚀带可以由金属材料形成，并且可通过电介质粘合剂层耦接至所述旋翼桨叶或者螺旋桨。所述方法还可包括以与所述侵蚀带间隔开的关系将阴极浸入所述电解液中，并且将电流施加到所述侵蚀带上。所述方法也可包括响应于施加所述电流到所述侵蚀带而从所述粘合剂层退镀所述侵蚀带。
总之，根据本发明的一个方面，提供了一种从物件的介电材料中去除金属件的方法，包括以下步骤：将物件放置在电解液中，使得金属件的至少一部分被浸没，所述金属件被耦接至介电材料；将至少一个阴极以与所述金属件间隔开的关系置于所述电解液中；使电流通过所述金属件；以及响应于使所述电流通过所述金属件而从所述介电材料中退镀所述金属件。
有利地，所述方法还包括以下步骤：将掩模层涂覆至所述金属件的一部分以形成所述金属件的掩蔽部分和非掩蔽部分，所述非掩蔽部分暴露于所述电解液；以及响应于使电流通过所述金属件而退镀所述非掩蔽部分。
有利地，所述方法还包括：在所述金属件的所述退镀期间从所述金属件逐渐去除所述掩模层。
有利地，所述方法还包括：监测表示潜在金属岛的所述金属件的非退镀部分的掩模边缘，其中，所述金属件会变为与阳极接头电学断开；沿着所述掩模边缘涂覆掩模密封剂，使得所述掩模密封剂至少部分覆盖所述非退镀部分；以及在涂覆所述掩模密封剂之后恢复使所述电流通过所述金属件。
有利地，所述方法还包括：使用导电带连接金属岛至阳极接头；使电流通过所述导电带并通入所述金属岛中；以及从所述介电材料中退镀所述金属岛。
有利地，所述方法还包括：其中，所述介电材料包括以下中的至少一个：玻璃、陶瓷、塑料、聚合材料。
有利地，所述方法还包括：其中，所述聚合材料包括耦接所述金属件至基板的粘合剂。
有利地，所述方法还包括：其中，所述基板由金属材料和复合材料中的至少一个形成。
有利地，所述方法还包括：其中，所述复合材料包括纤维增强聚合物基体材料。
有利地，所述方法还包括：其中，所述金属件具有至少约0.002英寸的厚度。
有利地，所述方法还包括：在所述物件的基板上以防止所述基板与所述电解液接触的方式涂覆掩模层。
有利地，所述方法还包括：其中，将至少一个阴极置于所述电解液中的步骤包括使所述阴极的至少一部分浸入所述电解液中。
有利地，所述方法还包括：其中，所述阴极被定形为与所述金属件互补。
有利地，所述方法还包括：其中，所述至少一个阴极包括位于所述物件的相对侧上的一对阴极。
有利地，所述方法还包括：其中，所述电流包括直流。
有利地，所述方法还包括：其中，使电流通过所述金属件的步骤包括维持所述电流的恒定电压；以及当退镀所述金属件时，允许改变所述电流的安培数。
根据本发明的另一方面，提供了一种从物件的介电材料中去除金属件的方法，包括以下步骤：提供一种具有耦接至介电材料的金属件的物件；将掩模层涂覆至所述金属件的一部分上以形成掩蔽部分和非掩蔽部分，所述非掩蔽部分暴露于电解液中；将所述物件放置在所述电解液中，使得所述金属件的至少一部分被浸没；将至少一个阴极以与所述金属件间隔开的关系置于所述电解液中；使电流通过所述金属件；以及响应于使电流通过所述金属件而退镀所述非掩蔽部分。
有利地，所述方法还包括在所述金属件的所述退镀期间从所述金属件逐渐去除所述掩模层。
有利地，所述方法还包括以下步骤：维持阳极接头和所述金属件的重要部分之间的连续电路径，直至所述金属件从所述介电材料中被去除。
根据本发明的又一方面，提供了一种去除侵蚀带的方法，包括以下步骤：将旋翼桨叶和螺旋桨中的至少一个放置在电解液中，使得侵蚀带至少部分被浸没，所述侵蚀带由金属材料构成并通过介电粘合剂层耦接至所述旋翼桨叶或者螺旋桨；以与侵蚀带间隔开的关系将阴极浸入所述电解液中；将电流施加到侵蚀带中；以及响应于将所述电流施加到侵蚀带而从所述粘合剂层退镀所述侵蚀带。
已经论述的所述特征、功能以及优点可以独立地在本公开的各种实施方式中实现或者可以与其他实施方式结合，更多细节可以参考以下说明及附图了解。
附图说明
依据所述附图，本公开的这些及其他特征将会变得更加显而易见，其中，通篇中相同标号指代类似部分并且其中：
图1是具有旋翼桨叶的直升机的侧视图；
图2是所述直升机的主旋翼桨叶的透视示意图；
图3是图2的主旋翼桨叶的部分分解示意图以及示出可耦接至所述主旋翼桨叶的前缘的金属件；
图4是沿着图3的线4截取的所述主旋翼桨叶的截面图并且示出可以使用诸如环氧粘合剂的介电材料耦接至所述主旋翼桨叶的所述金属件；
图5是示出所述金属件所胶合至的所述主旋翼桨叶的截面图；
图6是示出具有一个或多个插入物安装在其上的叶梢的所述主旋翼桨叶的端视图；
图7是包括从介电材料去除金属件的方法的一个或多个操作的流程图示图；
图8A是表示旋翼桨叶和具有可使用介电材料粘合耦接至所述物件的基板的金属件的物件的侧视图；
图8B是示出附加所述金属件至前缘的所述物件的端视图；
图9A是示出应用于一部分所述金属件以形成所述金属件的掩蔽部分和所述金属件的非掩蔽部分的物件的侧视图；
图9B是示出连接到所述金属件的阳极导线的物件的端视图；
图10是浸入电解液中并且示出被耦接至电源的正极端子的所述阳极(即，所述金属件)和耦接至所述电源的负极端子的阴极的物件的透视图；
图11是浸入所述电解液中并且示出所述阴极形成为单一结构的实施方式的所述物件的端视图；
图12是浸入所述电解液中并且示出放置在所述金属件的对侧上的一对阴极的所述物件的端视图；
图13是继响应于将导通电流通过所述金属件来初始退镀所述金属件的非掩蔽部分之后的所述物件的侧视图；
图14是示出在被修复以形成用于退镀的新的所述金属件的非掩蔽部分之后的所述掩蔽部分的所述物件的侧视图；
图15A是示出沿着所述金属件的掩蔽部分的掩模边缘的潜在的金属岛的形成的所述物件的侧视图；
图15B是示出沿着所述掩模边缘形成的所述潜在的金属岛的所述物件的部分放大图；
图15C示出了沿着所述掩模边缘在所述潜在的金属岛的位置处的电绝缘密封胶的应用；
图15D示出了在沿着所述掩模边缘应用密封剂后恢复将电流通过所述金属件之后的所述潜在金属岛尺寸的减少；
图15E示出了由于沿着所述掩模边缘应用密封胶而通过退镀消除所述潜在金属岛；
图16是示出所述掩蔽部分的进一步修整以形成用于通过所述退镀处理去除的新的所述金属件的非掩蔽部分的所述物件的侧视图；
图17是示出所述金属件的用于通过所述退镀处理去除的保持暴露的部分的所述物件的侧视图；
图18是示出在所述物件的介电材料上剩余的金属岛的所述物件的侧视图；
图19是示出连接所述金属岛到阳极连接点以允许所述金属岛的退镀的导线的所述物件的侧视图；
图20A是所述物件在使用所述退镀处理去除所述金属件之后的侧视图；
图20B是示出所述金属件的去除的所述物件的端视图；
图21是飞行器服务和制造方法学的流程图示图；以及
图22是飞行器的框图示图。
具体实施方式
现参考附图，其中所示出的是为了示出各种本公开的实施方式的目的，在图1中所示的是具有包括驾驶舱102、主旋翼112、尾梁106、安装在尾梁106上的尾桨108以及用于驱动所述主旋翼112和尾桨108的引擎/传动装置104的机身的直升机100的侧视图。所述主旋翼112和所述尾桨108可以各自包括多个旋翼桨叶110。
图2是直升机100的主旋翼的旋翼桨叶110的实施方式的透视图。所述旋翼桨叶110可以从桨叶根114延伸至桨叶尖116。此外，所述旋翼桨叶110可具有后缘120和前缘118。所述前缘118可包括被配置为保护所述旋翼桨叶110以避免诸如来自雨、沙、灰尘、碎片及其他物体的撞击损坏的侵蚀带152。所述侵蚀带152可以形成为金属件150并且可以由诸如镍、钛、不锈钢和/或任何其他金属材料的金属材料或者合金组成。
图3是图2的旋翼桨叶110以及示出可以通过粘合层126(图2)耦接至所述旋翼桨叶110的前缘118的所述金属件150的分解透视图。所述金属件150可以形成为从所述旋翼桨叶110分离的部件。鉴于此，所述旋翼桨叶110可以由金属材料和/或诸如纤维增强聚合物基体材料的复合材料形成。在实施方式中，所述金属件150可以通过电成形工艺、通过机器加工、通过铸造或者通过其他任何用于制作所述金属件150以作为从所述旋翼桨叶110分离的部件的制造工艺来形成。在实施方式中，所述金属件150可以被非电镀在所述旋翼桨叶上，并且可以分开形成并随后耦接至所述旋翼桨叶110。
尽管在旋翼桨叶的背景下描述，但如本文中公开的所述退镀处理可以被实施为用于从任何尺寸、形状及结构的任何类型物件136的介电材料124中去除任何尺寸、形状及结构的金属件150。
图4是图3的旋翼桨叶110的分解截面图。所述旋翼桨叶110可以包括D形翼梁122，该D形翼梁122可包括所述旋翼桨叶110的主承载结构元件。在实施方式中，所述D形翼梁122可以由诸如以上提及的纤维增强聚合物基体材料的复合材料形成。尽管所述D形翼梁122被示出为具有总体上为实心的截面，但所述D形翼梁122可以被设置有中空截面(未示出)。所述旋翼桨叶110可以进一步包括由一对玻璃纤维或者金属面板(未示出)包围的蜂窝状核心130。所述蜂窝状核心130和/或所述面板可被耦接至所述D形翼梁122以形成所述旋翼桨叶110的所述后缘120部分。所述金属件150(例如，侵蚀带152)可在所述D形翼梁122处被胶合接合到所述旋翼桨叶110的所述前缘118，使得所述D形翼梁122用作所述金属件150的基板128。然而，所述金属件150可以被接合到沿着所述旋翼桨叶110的任何位置，并且不限于接合在所述前缘118处，诸如接合到所述D形翼梁122处。
图5是具有使用诸如粘合剂的介电材料124胶合接合到所述前缘118的金属件150的所装配的旋翼桨叶110的截面图。在实施方式中，所述金属件150可以通过由环氧粘合剂构成的粘合剂层126耦接至所述旋翼桨叶110的基板128。在本公开中，介电材料124可以被限定为一种不导电材料，或者一种具有相对低导电率或者相对高电阻率的材料。在实施方式中，所述介电材料124可包括具有大于约1×10-6欧姆米(Ω-m)的电阻率的材料。例如在实施方式中，在本文中使用的所述介电材料可包括玻璃、陶瓷、塑料、橡胶以及聚合材料，并且任何材料均具有大于约1×10-6Ω-m的电阻率。
在图5中，所述金属件150可以具有恒定的厚度或者可变的厚度。例如，所述金属件150可以在所述金属件150的突出部(nose)154(图4)具有较大的厚度162(图4)，以及在所述金属件150的后缘156(图4)逐渐减少为较小厚度162。在实施方式中，所述金属件150可以在所述金属件150的所述突出部154具有高达约0.15英寸或者更大的厚度162，以及在金属件150的所述后缘156具有在约0.002至0.030英寸范围内的厚度162。鉴于此，在本文中公开的所述退镀处理可以有效地用于去除任何厚度的金属件150而没有限制。所述退镀处理可以有效地用于去除具有0.002英寸或更大的厚度的金属件150。例如在实施方式中，所述退镀处理可以去除具有0.010英寸或更大的厚度的金属件150。
有利地，所述退镀处理可以有效地用于去除具有可能总体上大于使用传统电镀处理(未示出)施加于(例如，涂覆在)基板128(未示出)上的金属覆层(未示出)的厚度的厚度162(图4)的金属件150(图4)，其中，该覆层厚度可以小于约0.002英寸。此外，在本文中公开的所述退镀处理相比用于去除传统电镀的金属覆层的传统化学剥离处理(未示出)提供了显著的优势。例如，该传统化学剥离处理可以包括利用酸(未示出)来去除数量级约为0.001-0.002英寸的相对小的厚度的金属覆层，并且其中，所述酸可能会不加区别地攻击接触到所述酸的复合材料(未示出)和/或金属材料(未示出)。
图6是示出具有诸如安装在其上的插入物134的一个或多个金属部件132的桨叶尖端的旋翼桨叶110的端视图。如以下更详细描述，所述旋翼桨叶110可具有可能需要对所述电镀处理的保护以防止损坏的一个或多个金属部件132。例如，该金属部件132可以通过掩蔽或者应用其他密封材料以防止所述金属部件132的退镀(例如电分解)来保护。
图7是包括一个或多个可被包括在从物件136(图4)的介电材料124(图4)中去除金属件150(图4)的方法300的实施方式中的操作的流程图示图。尽管在表示旋翼桨叶110的物件136的背景下描述了所述方法300，但所述方法可以被实施为用于从任何尺寸、形状以及结构的物件136的介电材料124中去除任何尺寸、形状以及结构的金属件150。此外，所述方法300不限于从粘合剂层126(图4)中去除金属件150，而是可以包括从诸如复合材料物件136的介电基板128(图4)中去除金属件150。然而，所述方法同样可以包括从将所述金属件150耦接至金属基板128的介电粘合剂层126中去除金属件150。
参照图8A，所述方法300(图7)的步骤302可包括提供一种具有耦接至或者接触介电材料124的金属件150的物件136。为了示出本文中公开的退镀处理的目的，在图8A中所示的所述物件136表示旋翼桨叶110。在图8A中的所述物件136包括胶合耦接至介电粘合剂层126的所述金属件150，该介电粘合剂层126转而胶合耦接至所述物件136的所述基板128。所述基板128包括可以由金属材料和/或复合材料形成的所述物件136的子结构。所述介电粘合剂层126从所述基板128分离开所述金属件150。除所述介电粘合剂层126之外，所述基板128同样可以由所述金属件150所胶合耦接的介电材料124构成。例如，所述基板128可以由诸如纤维增强聚合物基体材料的复合材料形成。在实施方式中，所述纤维增强聚合物基体材料可以包括石墨环氧树脂材料、玻璃纤维环氧树脂材料或者其他任何类型的纤维增强复合材料。
图8B是示出耦接到所述物件136的所述前缘118的所述金属件150的图8A的所述物件136的端视图。如上所指出，所述介电材料124可以由具有如上所限定的相对低的导电率和相对高的电阻率的材料构成。在实施方式中，所述介电材料124可包括聚合材料并且还可包括玻璃、陶瓷、塑料及其他具有相对低的导电率的材料。在实施方式中，所述聚合材料包括以上提及的将所述金属件150耦接(例如，粘合剂接合)至基板128的环氧粘合剂。
参照图9A，所述方法300(图7)的步骤304可包括将掩模层170(图9A)涂覆至所述金属件150的一部分以形成所述金属件150的掩蔽部分174以及所述金属件150的非掩蔽部分176。所述掩模层170可提供用于控制发生所述金属件150从所述介电材料124上退镀的位置的方法。如下文中所示，所述金属件150的非掩蔽部分176可以在所述退镀处理期间暴露于电解液202中，这在电流242(图10)通过所述金属件150时使得所述非掩蔽部分176从所述介电材料124上被退镀。
步骤304可选择地包括在所述基板128上以防止所述基板128与所述电解液202(图10)接触的方式涂覆所述掩模层170(图9A)。在实施方式中，所述复合材料的旋翼桨叶110(图6)可包括在发生雷击事件时用于电荷耗散的导电网(例如，图6中的铝网140)。所述基板128上的所述掩模层170可以在退镀所述金属件150的所述处理期间防止所述铝网140(图6)的退镀。此外，如果所述纤维增强聚合物基体缺乏诸如玻璃纤维层的保护性外层，那么所述掩模层170可以同样涂覆于所述基板128以防止吸收所述电解液202进入所述纤维增强聚合物基体材料的相对多孔表面。
图9B示出了可以耦接至所述金属件150以用于连接所述金属件150至电源240(图10)的阳极导线208。所述阳极导线208可包括导线、线缆或者杆。例如，所述阳极导线208可包括可以附接到所述物件136或者金属件150的一个或者两个物件侧138的螺杆210。例如，所述阳极导线208可包括穿过所述物件136的所述前缘118并且通过一对锁紧螺母212固定在所述金属件150的表面的螺杆210。然而，所述阳极导线208可包括一个或多个导线、杆或者其他连接所述金属件150至电源240(图10)的导电元件。
在实施方式中，所述掩模层170(图9A)可以被涂覆于所述金属件150(图9A)，使得所述金属件150的非掩蔽部分176(图9A)距离所述阳极接头206最远(图9A)。例如，图9A示出了位于所述金属件150的左下角附近的所述阳极接头206，以及位于沿着所述金属件150的右侧并且沿着在所述物件136(图9B)的相对物件侧138(图9B)上邻近于所述金属件150的所述后缘156的所述非掩蔽部分176。
所述掩模层170(图9A)可以防止所述电解液202接触所述金属件150(图9A)的所述掩蔽部分174(图9A)并由此防止该区域退镀，且相反，允许所述退镀出现在所述金属件150的所述非掩蔽部分176。以这种方式，如以下更详细描述，所述掩模层170可以防止电绝缘金属岛160(图18)的形成，并且由此在所述退镀处理期间维持沿着所述金属件150的基本连续的电路。在实施方式中，所述掩模层170可包括在其至少一侧上具有压敏粘合剂的掩模胶带。在实施方式中，所述掩模胶带可以是市场上可获得的来自3M公司的3MTM电镀胶带470，尽管任何合适的掩模材料均可被用于对所述金属件150和/或所述基板128(图9A)掩蔽以防止与所述电解液202(图10)接触。
图10是电解液202的容器200和电源240的示意图。所述方法300(图7)的步骤306可包括将所述物件136放置在所述电解液202中，使得所述物件136的至少一部分被浸没。所述金属件150可以充当可耦接至所述电源240的正极端子244的阳极204。在图10中的所述金属件150可由可以被电分解(即，退镀)的任何材料形成，并且可包括镍、钢、不锈钢、钛、铬镍铁合金(inconel)以及其他任何金属材料或者合金。所述电解液202可由与将被分解或者退镀的所述金属材料互补的溶液构成。例如，如果所述金属件150由镍基合金构成，那么所述电解液202可包括镍氨基磺酸盐溶液。然而，所述电解液202可以任何合成物类型被提供，并且可包括在所述退镀处理期间用于促进所述金属件150的电分解的具有可选添加剂的水溶液。
仍然参照图10，所述方法300(图7)可包括步骤308，该步骤308可包括将至少一个阴极224放置在所述电解液202中。所述方法可包括使至少一部分所述阴极224浸入所述电解液202中，并且将所述阴极224定位为与所述阳极204间隔开的关系。所述阴极224可耦接至所述电源240的负极端子246。鉴于此，所述电源240可电连接到包括通过所述电解液完成的电路的电极的所述阳极204和所述阴极224。所述电源240可提供电流242到阳极204(即，所述金属件150)以用于从所述介电材料124(例如，所述环氧粘合剂)上退镀所述金属件150。在实施方式中，所述阴极224可由可以与形成所述金属件150的金属材料基本相似的金属材料形成。例如，如果所述金属件150由镍合金构成，那么所述阴极224同样可以由镍基合金或者与镍互补的合金形成。然而，所述阴极224可以由用于传导所述电流242的任何材料形成。所述阴极224可被定位为与所述金属件150间隔开、非接触的关系。
在图11中，所述阴极224可以形成为单一结构并且可以被成型为与所述金属件150互补以便在所述阴极224和所述金属件150之间的间隙内至少局部地促成基本均匀的电流密度。该均匀的电流密度可以促进基本均匀的退镀速率，并且如下文中更详细描述，可以在所述退镀处理期间避免金属岛160(图18)的出现。此外，所述单一阴极224可以被调整尺寸并配置为使得所述阴极224优选定位在沿着所述阴极224的基本所有位置处距离所述阳极204基本恒定的距离230上，以促进沿着所述金属件150的均匀退镀，并且防止在沿着所述金属件150的一点处具有相对于沿着所述金属件150的其他点的更高的退镀速率。然而，所述阴极224可包括可以至少部分地浸入所述电解液202中并且不需要被配置为与所述金属件150的大小和形状互补的简单导杆、线缆或者导线。
在图12中示出了被设置为一对阴极224的所述阴极224的一种替代实施方式。所述一对阴极224可被定位在所述物件136的相对的物件侧138。每个所述阴极224可通过可以在阴极连接点226处耦接至所述阴极224的所述阴极导线228被电连接到所述电源240的负极端子246。在实施方式中，在开始所述退镀操作之前，所述阴极224的总表面积可以至少与所述阳极204(即，所述金属件150)的表面积一样大。所述阴极224的表面积可以是所述金属件150被退镀的速率的一个因素。
参照图10，所述方法300(图7)的步骤310可包括使电流242通过所述金属件150以开始所述退镀处理。鉴于此，所述电源240可以被激活以将正电位施加到阳极204并且将负电位施加到阴极224。所述电流242可包括直流(即，DC电流)。所述电流242可在所述电源240的激活下通过所述金属件150。在实施方式中，所述电源240可包括可以具有整流器(未示出)的直流电源(未示出)，以允许以相对短的脉冲周期性地或者间歇性地反转电流流向(未示出)，使得正电位(未示出)被施加于所述阴极224以及负电位被施加于所述阳极204，以作为从所述金属件150去除任何碎片(未示出)或者烟尘和/或为所公开的退镀处理激活所述金属件150的方法，在所述退镀处理中，正电位被施加于所述阳极204以及负电位被施加于所述阴极224。
所述方法300(图7)可包括步骤312，该步骤312可包括维持所述电流242(图10)的基本恒定的电压250(图10)，并且当从所述介电材料124(图10)退镀所述金属件150(图10)时允许所述电流242的安培数254(图10)能够浮动或者改变。步骤312可包括通过调整所述电源240上的电压调整248旋钮(图10)在从约3伏特至约15伏特的范围内选择电压250。在实施方式中，所述电压250可针对所述退镀处理设定在约5至9伏特之间。然而，所述电流242的所述电压250可以大于15伏特。鉴于此，由于安全原因而可能期望使电压250最小化。所述电源240可包括安培数调整252旋钮(图10)。然而，所述安培数的范围可以被允许浮动或者改变。在实施方式中，尽管可以使用小于20安培或者大于32安培的安培数254，但所述安培数可以属于约20-32安培的范围内。在所述退镀处理期间，所述安培数254可能会随着时间逐渐减少，因为所述金属件150的总区域在所述退镀处理期间逐渐减少。
参照图13，所述方法300(图7)的步骤314可包括响应于将所述电流242(图12)通过所述金属件150从所述介电材料124退镀所述金属件150。图13示出了开始所述金属件150的非掩蔽部分176(图12)的退镀，使所述介电粘合剂在图13中暴露。在所述退镀处理期间，所述电解液202(图12)承载包括所述阳极204(即，所述金属件150)和所述阴极224(图11)的两个电极之间的电流242。在所述退镀处理期间，所述金属件150可被氧化成金属离子(未示出)，导致所述金属离子溶解到所述电解液202中，并且利用所述金属离子电镀所述阴极224。
在图13中，所述方法300的步骤316(图7)可包括在从所述电介质中退镀所述金属件150的同时维持从所述阳极接头206到暴露的所述金属件150的任何或基本全部位置或者重要部分的连续的电路径214。通过维持到所述阳极接头206的连续的电路径214，可以如下所述避免金属岛160(图18)的形成。鉴于此，步骤316可包括维持连续的电流242(图12)路径通过所述金属件150直至大部分所述金属件150从所述基板128上被去除。
暂且参照图10，所述方法300(图7)可包括在从所述介电材料124上去除所述金属件150的同时循环所述电解液202。所述电解液202的循环可以维持所述电解液202内至少局部在所述电解液202和所述金属件150之间的界面处的基本均匀的电流密度。基本均匀的电流密度可以促进金属件150上的基本均匀的退镀。鉴于此，所述均匀电流密度可以通过利用放置在所述电解液202内的诸如旋转叶片、泵或者循环风扇的机械装置(未示出)或者其他用于搅拌或摇动所述电解液202的装置搅拌或者摇动所述电解液202来促成。
在图15A中，所述方法300(图7)的步骤318可包括在所述退镀处理期间从所述金属件150上逐渐去除所述掩模层170。从所述金属件150上对所述掩模层170的逐渐去除可以在所述退镀处理期间逐渐减少所述掩蔽部分174的尺寸以及逐渐将所述金属件150的其他区域暴露给电解液202(图12)。在实施方式中，步骤318可包括诸如利用切割工具修整所述掩模边缘172。例如，所述掩模层170可以使用刀片来修整以形成所述金属件150的新的非掩蔽部分176(图14)。
在图15B中示出了在所述退镀处理期间可能会出现的所述金属件150的非退镀部分158。鉴于此，所述方法300(图7)可包括针对该非退镀部分158诸如沿着掩模边缘172监测(例如，可视地)所述金属件150的所述非掩蔽部分176(图14)的步骤320。每个所述非退镀部分158可表示可能形成和保持与所述介电材料124永久接合的不期望的金属岛160(图18)。金属岛160可包括所述金属件150的可能变为与所述阳极接头206(图15A)电隔离以使得电流242(图12)不能到达所述金属岛160的区域。该金属岛160可能响应于所述电解液202(图12)渗入所述掩模层170下方并且引起所述金属件150的局部退镀而形成。
在图15C中，所述方法300(图7)的步骤322可包括沿着掩模边缘172在所述非退镀部分158的位置处涂覆非导电掩模密封剂178。所述掩模密封剂178可被涂覆成至少部分地覆盖所述掩模边缘172和所述非退镀部分158，以防止或者阻止金属岛160(图18)的形成。在实施方式中，所述掩模密封剂178可包括可能随后会变硬并且防止所述电解液202(图12)与所述非退镀部分158的被密封剂覆盖的部分接触的液体或者浆料。在实施方式中，所述掩模密封剂178可包括从Allied Plating Supplies,Inc.商业购得的Miccro Super XP-2000 Stop-Off LacquerTM，或者任何其他用于掩蔽非退镀部分的期望区域并防止金属岛160出现的合适的密封材料。
在图15D中，所述方法300(图7)可包括在将所述掩模密封剂178(图15D)涂覆到所述非退镀部分158(图15C)之后恢复使所述电流242通过所述金属件150。所述电流242的恢复施加可以继续所述退镀处理。
在图15E中示出了所述物件136以及在去除所述掩模密封剂178之后所述非退镀部分158从所述介电材料124的消除。有利地，所述掩模密封剂178可以防止金属岛160(图18)的形成。如上所指出，金属岛160可能与所述金属件150的剩余部分电气上不连续，并且导致电流242不能通入所述金属岛160中以进行退镀。
图16示出了对所述掩蔽部分174的额外修整以形成所述金属件150的新的非掩蔽部分176。在实施方式中，所述物件136可以暂时从所述电解液202(图12)被去除以允许修整所述掩蔽部分174。如上所指出，所述金属件150通过以连续的电路径214保持在所述阳极接头206和所述金属件150的剩余部分之间的方式修整所述掩蔽部分174而逐渐被暴露。
图17示出了图16的所述金属件150的所述非掩蔽部分176的退镀，以及最终掩蔽部分174的去除。尽管图中仅示出了所述物件136的一侧，但所述掩蔽部分174的逐渐修整可以以基本等同的方式在两个相对的物件侧138上执行。以这种方式，所述金属件150可以在所述物件两侧138上以基本均匀的方式被退镀。
图18是示出在从所述介电材料124上去除所述金属件150之后剩余在所述物件136的所述介电材料124上的金属岛160的所述物件136的侧视图。如上所指出，该金属岛160可能响应于所述电解液202(图12)渗入所述掩模层170下方并且导致所述金属件150的局部退镀而出现。
图19示出了可包括使用导电带216连接所述金属岛160至所述阳极接头206的所述方法300(图7)的步骤324。在连接所述金属岛160至所述阳极接头206之后，所述方法可包括激活所述电源240(图12)以及使电流242(图12)通过所述导电带216。所述方法可进一步包括从所述介电材料124上退镀所述金属岛160。所述导电带216可以由包括但不限于铜、铝或者其他任何导电材料的任何合适的导电材料形成。在实施方式中，所述导电带216可被掩模层170或者其他绝缘材料覆盖，以避免所述导电带216的退镀。
图20A示出了在利用上述退镀处理去除所述金属件150以及任何金属岛160(图19)之后的物件136。在图20A中示出了之前被所述金属件150覆盖的所述介电材料124。覆盖所述基板128的所述掩模层170(图19)同样可被去除。图20B示出了退镀的物件136的端视图，以及示出了所退镀的金属件150的沿虚线的轮廓。
如上所指出，所述退镀处理可以有利地被实现为从旋翼桨叶110或者螺旋桨(未示出)上去除磨损的侵蚀带152(图5)。在实施方式中，新的金属侵蚀带152可以使用介电粘合剂层126或者其他合适的附接方法胶合连接到所述旋翼桨叶110(图5)或者螺旋桨(未示出)。如上所指出，以上描述的电镀处理可以被实现为从任何介电材料124(图5)上去除金属件150(图5)而没有限制，并且不限于从旋翼桨叶110或者螺旋桨上去除金属侵蚀带152。
参照图21-22，本公开的实施方式可以在图21中示出的飞机制造和服务方法400以及图22中示出的飞行器402的背景下描述。在预生产期间，示例性方法400可包括所述飞行器402的规格和设计404以及材料采购406。在生产期间，进行部件和配件的制造408以及所述飞行器402的系统集成410。
在图21中，所述飞行器的部件装配和制造可以结合在本文中公开的用于从物件136(图4)的介电材料124(图4)去除金属件150(图4)的所述方法300(图7)。例如，所述方法300可被实现为去除诸如可通过介电124(图4)粘合剂层126胶合连接到直升机100(图1)的主旋翼桨叶112(图2)的前缘118(图2)的侵蚀带152的金属件150。然而，所述方法300可被实现为从包括飞行器402(图22)结构的任何结构上去除金属件150。例如，所述方法300(图7)可包括从飞行器402(图22)的机身418(图22)的介电材料124(图3)上去除金属件150。如上所指出，所述介电材料124可以是所述金属件150(图3)可以耦接的基板128(图3)。所述基板128可以由诸如包括但不限于石墨环氧树脂材料、玻璃纤维环氧树脂材料、或者其他任何类型的纤维增强的复合材料的纤维增强聚合物基体材料的复合材料(未示出)形成。
在图21中，继生产408和系统集成410之后，所述飞行器402可通过验证和交付412。继验证和交付412之后，所述飞行器402可被投入到服务414中。在通过用户服务的同时，安排所述飞行器402的日常维护和服务416。所述飞行器402的日常维护和服务416可包括修饰、重配置、整修等。
有利地，在维护和服务416期间，在本文中公开的所述方法300(图7)可被实现为从直升机100(图1)或者其他飞行器402(图22)的主旋翼桨叶112(图2)的前缘118(图2)上去除诸如以上提及的侵蚀带152的金属件150。例如，所述方法300可被实现为定期从旋翼桨叶112上去除金属侵蚀带152。继从所述旋翼桨叶112上去除所述金属侵蚀带152之后，新的侵蚀带152可被安装。所述方法300可以类似的方式在诸如固定翼飞行器(未示出)的飞行器402(图22)结构的维护和服务416期间被实施。例如，所述方法300可被实现为从诸如飞行器402机翼(未示出)、控制面(未示出)、尾翼面(未示出)、外壳(未示出)或者各种其他飞行器402结构或机身418部件中的任一个的机身418的前缘(未示出)上去除金属件150(图6)而没有限制。
方法400中的每一个处理可以通过系统集成商、第三方和/或操作者(例如，用户)进行或者执行。以该描述为目的，系统集成商可包括无限制的任意数量的飞机制造公司以及主要系统转包商；第三方可包括无限制的任意数量的商贩、承包者以及供应者；以及操作者可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等。
如在图22中所示，通过示例性方法400生产的所述飞行器402可包括机身418以及多个系统420和内部422。所述机身418可包括旋翼飞行器(未示出)、固定翼飞行器(未示出)或者其他飞行器结构的机身418。所述机身418可包括可以有利地使用本文中公开的方法300(图7)进行从介电材料124(图6)上去除金属件150(图6)的一个或多个部件。所述机身418的高级系统420的示例包括推进系统424、电气系统426、液压系统428以及环境系统430中的一个或多个系统。可以包括任意数量的其他系统。尽管示出了航空航天的实例，但本发明的原理可以应用于诸如汽车工业的其他工业或者任何其他工业。
在本文中实现的装置和方法可以在生产和服务方法400的任何一个或多个阶段期间被采用。例如，对应于生产过程408的部件或者组件可以类似于所述飞行器402处于服务中时生产的部件或者组件的方式被加工或者制造。同样，一个或多个设备的实施方式、方法的实施方式、或者其组合可以在所述生产阶段408和410期间，例如通过大幅加快飞行器402的组装或者降低飞行器402的成本而被使用。类似地，一个或多个设备的实施方式、方法的实施方式、或者其组合可以在飞行器402处于服务中时，例如且不限制地，被用于维护和服务416。
许多本公开的变形以及其他的实施方式将被本公开所属的技术领域的技术人员在获知之前描述和附图中所呈现的教导的益处后得出。在本文中描述的实施方式是以说明性为目的而不是为了限制或者详尽。尽管在本文中采用了专用术语，但它们仅在一般性和描述的意义上被使用且不是为了限制。

Claims (15)

1.一种从物件的介电材料中去除金属件的方法，包括以下步骤：
将物件放置在电解液池中，使得金属件的至少一部分被浸没，所述金属件被耦接至介电材料；
将至少一个阴极以与所述金属件间隔开的关系置于所述电解液池中；
使电流通过所述金属件；以及
响应于使所述电流通过所述金属件而从所述介电材料中退镀所述金属件。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：
将掩模层涂覆至所述金属件的一部分以形成所述金属件的掩蔽部分和非掩蔽部分，所述非掩蔽部分暴露于所述电解液池；以及
响应于使电流通过所述金属件而退镀所述非掩蔽部分。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：
在所述金属件的所述退镀期间从所述金属件逐渐去除所述掩模层。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的方法，还包括：
监测所述金属件的表示潜在金属岛的非退镀部分的掩模边缘，其中，所述金属件会变为与阳极接头电断开；
沿着所述掩模边缘涂覆掩模密封剂，使得所述掩模密封剂至少部分覆盖所述非退镀部分；以及
在涂覆所述掩模密封剂之后恢复使所述电流通过所述金属件。
5.根据任一前述权利要求所述的方法，还包括：
使用导电带连接金属岛至阳极接头；
使电流通过所述导电带并通入所述金属岛中；以及
从所述介电材料中退镀所述金属岛。
6.根据任一前述权利要求所述的方法，其中：
所述介电材料包括以下中的至少一个：玻璃、陶瓷、塑料、聚合材料。
7.根据权利要求6所述的方法，其中：
所述聚合材料包括耦接所述金属件至基板的粘合剂。
8.根据权利要求7所述的方法，其中：
所述基板由金属材料和复合材料中的至少一个形成。
9.根据权利要求8所述的方法，其中：
所述复合材料包括纤维增强聚合物基体材料。
10.根据任一前述权利要求所述的方法，其中：
所述金属件具有至少约0.002英寸的厚度。
11.根据任一前述权利要求所述的方法，还包括：
在所述物件的基板上以防止所述基板与所述电解液池接触的方式涂覆掩模层。
12.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，将至少一个阴极置于所述电解液池中的步骤包括：
使所述阴极的至少一部分浸入所述电解液池中。
13.根据任一前述权利要求所述的方法，其中：
所述至少一个阴极包括位于所述物件的相对侧上的一对阴极。
14.根据任一前述权利要求所述的方法，其中：
所述电流包括直流。
15.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，使电流通过所述金属件的步骤包括：
维持所述电流的恒定电压；以及
当退镀所述金属件时，允许改变所述电流的安培数。
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