CN109161948A - 一种用于舰载机局部防腐扫描式微弧氧化处理工艺及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于舰载机局部防腐扫描式微弧氧化处理工艺对部件的待修复区域进行打磨并冲洗干净；在待修复区域边缘设置绝缘层，并在待修复区域设置导流胶条；启动扫描式微弧氧化处理装置，将电解液均匀喷洒在待修复区域内，以使待修复区域进行微弧氧化反应，并在待修复区域生成微弧氧化陶瓷层，关闭扫描式微弧氧化处理装置；清洗微弧氧化陶瓷层，并热风吹干；本发明的工艺及装置，适合在现场对待修复部件进行现场修复，不需要再对部件进行拆卸，提高了修复效率，降低了修复难度。

Description

一种用于舰载机局部防腐扫描式微弧氧化处理工艺及装置

【技术领域】

本发明属于舰载机轻金属表面防护技术领域，具体涉及一种用于舰载机局部防腐扫描式微弧氧化处理工艺及装置。

【背景技术】

舰载机是指在航空母舰上起降的飞机，其性能决定航空母舰的战斗力，舰载机数量越多者实力也相对越强，航空母舰本身也是为了让飞机起降、维修以及使其能长期作战而存在。

舰载机能适应海洋环境，一般在6级风、4～5级浪的海况下，仍能在航空母舰上起落。舰载机表面蒙皮以及内部构件多采用铝合金，其表面防腐处理既无标准处理设备可用，又无现有工艺规范可供参考，由于舰载机在停放及跨海飞行概率高，受海洋大气及海水影响而腐蚀严重，危及飞机结构强度和飞行安全。

微弧氧化技术是一种直接在轻金属表面原位生长陶瓷膜的新技术，其原理是将Al、Mg、Ti等轻金属或其合金置于电解质水溶液中作为阳极，利用电化学方法在该材料的表面产生火花放电斑点，在热化学、等离子体化学和电化学的共同作用下，获得金属氧化物陶瓷层的一种表面改性技术。微弧氧化技术已广泛应用在航空航天、船舶、电子、医疗等多个领域，然而其处理过程则需要在电解槽内完成，当舰载机机械部件在外场造成擦伤划伤或局部腐蚀时，必须将其拆除，放置到电解槽内进行修复，或者，现场进行简单进行喷漆修复。

但是，现场简单喷漆修复基本无防腐效果，且舰载机机械部件多形状较大，拆装工序复杂，且有可能对部件造成二次伤害，也不适合进入电解槽进行修复。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种用于舰载机局部防腐扫描式微弧氧化处理工艺及装置，不需要对待修复部件进行拆卸，可在现场对舰载机进行局部防腐修复，以提升舰载机部件局部防腐修复的便捷性。

本发明的第一种技术方案：一种用于舰载机局部防腐扫描式微弧氧化处理工艺，包括以下步骤：

对部件的待修复区域进行打磨并冲洗干净；

在待修复区域边缘设置绝缘层，并在待修复区域设置导流胶条；

启动扫描式微弧氧化处理装置，将电解液均匀喷洒在待修复区域内，以使待修复区域进行微弧氧化反应，并在待修复区域生成微弧氧化陶瓷层，关闭扫描式微弧氧化处理装置；

清洗微弧氧化陶瓷层，并热风吹干。

优选的，启动扫描式微弧氧化处理装置，将电解液均匀喷洒在待修复区域内得具体方法为：

将微弧氧化电源的阳极与待修复区域连接，将微弧氧化电源的阴极连接至扫描喷头；

启动储液箱中的第一潜水泵，通过第一潜水泵将储液箱内的电解液输送至扫描喷头，打开扫描喷头的开关，使电解液通过扫描喷头喷洒到待修复区域，同时将充气式回收箱放置于待修复区域下方；

移动扫描喷头，将电解液均匀喷洒在待修复区域上；

启动位于充气式回收箱内的第二潜水泵，将充气式回收箱内的电解液输送至储液箱中。

优选的，电解液配制方法为：

依次将磷酸盐、硅酸盐、草酸钛钾/氟钛酸钾加入到水中，搅拌均匀后静置，直至溶液溶解反应平衡，形成电解液；

电解液中磷酸盐含量为30～50g/L、硅酸盐含量为5～10g/L、草酸钛钾/氟钛酸钾含量为3～10g/L。

优选的，微弧氧化电源的工作时电压为550～600V，占空比3～10％，频率500～1000Hz，工作时间5～100min。

本发明的第二种技术方案：一种用于舰载机局部防腐扫描式微弧氧化处理装置，应用于上述的一种用于舰载机局部防腐扫描式微弧氧化处理工艺中，包括微弧氧化电源，微弧氧化电源的阳极连接至部件的待修复区域，阴极连接至扫描喷头，扫描喷头的进液口通过管道连接至第一潜水泵的出液口，第一潜水泵安装于储液箱的底部，储液箱用于存储电解液；

还包括充气式回收箱，充气式回收箱用于其工作时放置于待修复区域下方，以收集电解液，充气式回收箱的底部安装有第二潜水泵，第二潜水泵的出液口通过管道连接至储液箱的进液口。

优选的，还包括绝缘带和导流胶条，绝缘带用于黏贴于待修复区域的边缘，以使待修复区域边缘与非修复区域绝缘；导流胶条黏贴于待修复区域的边缘，以在待修复区域和充气式回收箱之间形成电解液回收路径。

本发明的有益效果是：通过本发明的工艺及装置，可对形状复杂、死角等部位进行修复，通过合理配置电解液，其内包含磷酸盐、硅酸盐和草酸钛钾/氟钛酸钾成分，均为无污染成分，对环境无污染；整个装置操作简单、灵活，适合在现场对待修复部件进行现场修复，不需要再对部件进行拆卸，提高了修复效率，降低了修复难度，是一种有效完善铝合金表面改性技术手段，适合对相近领域进行推广。

【附图说明】

图1为本发明的一种用于舰载机局部防腐扫描式微弧氧化处理装置的结构示意图。

其中：1.微弧氧化电源；2.储液箱；3.充气式回收箱；4.待修复区域；5.扫描喷头；6.第一潜水泵；7.第二潜水泵。

【具体实施方式】

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明公开了一种用于舰载机局部防腐扫描式微弧氧化处理工艺，包括以下步骤：

对部件的待修复区域4进行打磨并冲洗干净。可选用砂纸或电动磨头对待修复部位进行打磨，打磨后用洗瓶冲洗干净。

在扫描喷头5喷洒的同时会有部分电解液流出，有可能会流到完好区域(即非修复区域)，因此，在待修复区域4边缘设置绝缘层，可以将待修复区域4和完好区域进行绝缘隔离，避免在微弧氧化时，对完好区域造成破坏。

在待修复区域4设置导流胶条，一般情况下可在待修复区域4两侧黏贴导流胶条，通过导流胶条可以在待修复区域和充气式收集箱3之间形成电解液收集渠道，将多余的电解液进行回收，重复利用。

启动扫描式微弧氧化处理装置，将电解液均匀喷洒在待修复区域4内，以使待修复区域4进行微弧氧化反应，并在待修复区域4生成微弧氧化陶瓷层，关闭扫描式微弧氧化处理装置。

本发明所使用的电解液长效无毒，无环保限制元素，PH值在6.5～7.5之间，可以实现在外场对擦伤划伤或局部腐蚀等缺陷的现场修复，电解液配制方法为：

依次将磷酸盐、硅酸盐、草酸钛钾/氟钛酸钾加入到水中，加入的磷酸盐、硅酸盐和草酸钛钾/氟钛酸钾需严格按照该顺序，可以保证各成分溶解、反应均匀。搅拌均匀后静置，可根据现场情况进行静置时间的调整，一般情况下，静置12h即可达到溶液溶解反应平衡，形成电解液。为了保证本方法的便捷性，水可以直接选用为自来水。

电解液中磷酸盐含量为30～50g/L、硅酸盐含量为5～10g/L、草酸钛钾/氟钛酸钾含量为3～10g/L，

启动扫描式微弧氧化处理装置，将电解液均匀喷洒在待修复区域4内得具体方法为：

将微弧氧化电源1的阳极与待修复区域4连接，将微弧氧化电源1的阴极连接至扫描喷头5；微弧氧化电源1的工作时电压为550～600V，占空比3～10％，频率500～1000Hz，工作时间5～100min，具体工作时，根据待修复区域4的材质等因素合理调整各项参数。

启动储液箱2中的第一潜水泵6，通过第一潜水泵6将储液箱2内的电解液输送至扫描喷头5，打开扫描喷头5的开关，使电解液通过扫描喷头5喷洒到待修复区域4，同时将充气式回收箱3放置于待修复区域4下方。

使用时，用手持扫描喷头5在待修复区域4中缓慢运动，根据实际需要调节扫描喷头5的电解液流速，直至待修复区域4中完全喷洒上电解液，即移动扫描喷头5，将电解液均匀喷洒在待修复区域4上，此时，在待修复区域4上的铝合金表面会产生微弧氧化，使铝合金表面生成微弧氧化陶瓷层氧化铝层。

当微弧氧化反应结束后，启动位于充气式回收箱3内的第二潜水泵7，将充气式回收箱3内的电解液输送至储液箱2中，使电解液可以回收利用。修复完毕后关闭各装置的电源及潜水泵。

清洗微弧氧化陶瓷层，并热风吹干。具体可用洗瓶对氧化部位进行冲洗，冲洗后用电吹风吹干，喷涂与后续涂装匹配的封闭剂。

由于本发明中不包含任何对环保有害的物质或化学成分，因此，本发明方法不会对环境产生污染，具有高环保性。

本发明该公开了一种用于舰载机局部防腐扫描式微弧氧化处理装置，应用于上述的一种用于舰载机局部防腐扫描式微弧氧化处理工艺中，具体如图1所示，包括微弧氧化电源1，微弧氧化电源1的阳极连接至部件的待修复区域4，阴极连接至扫描喷头5，扫描喷头5有多种规格型号，使用时可根据待修复区域4的形状、角度等具体选择。

扫描喷头5的进液口通过管道连接至第一潜水泵6的出液口，第一潜水泵6安装于储液箱2的底部，储液箱2用于存储电解液；

还包括充气式回收箱3，充气式回收箱3用于其工作时放置于待修复区域4下方，以收集电解液，充气式回收箱3的底部安装有第二潜水泵7，第二潜水泵7的出液口通过管道连接至储液箱2的进液口。采用充气式回收箱3，可以增加装置整体的便携性，更适合在现场对部件进行修复。

还包括绝缘带和导流胶条，绝缘带用于黏贴于待修复区域4的边缘，以使待修复区域4边缘与非修复区域绝缘；导流胶条黏贴于待修复区域4的边缘，以在待修复区域4和充气式回收箱3之间形成电解液回收路径。

该装置操作简单、灵活，对环境无污染，利用该装置，选配相应的环保型电解液和调控合适的工艺参数，可对铝合金部件进行局部微弧氧化处理，获得5～50μm的微弧氧化陶瓷层。

本发明的装置可以在不拆卸飞机腐蚀部件的情况下，对腐蚀部件的腐蚀区域进行修复，全程均在部件表面进行操作，时间短，成本低。

如某飞机的发动机壳体发生腐蚀，腐蚀区域仅仅0.2～0.5平方米，采用本发明的装置，只需要将该装置移至腐蚀区域，采用上述的方法进行修复，整体修复只需1～2小时就可完成修复，修复成本费用仅需300～500元人民币。

当采用传统的修复方法时，必须将该发送机壳体进行拆卸，由于该壳体位于飞机核心部位，拆卸环境复杂，该拆卸过程需耗时1～2天，拆卸后通过电解槽进行修复，使用电解液及功耗均增加，且修复时间也增加，而且在拆卸和安装部件的过程中有可能会对飞机整体结构造成损伤，风险性高，在不考虑运输、不考虑损伤的情况下，修复成本需8000～10000元人民币。

由此可知，本发明的装置可以在缩减修复时间的同时，大大地降低修复成本，适用于大面积推广使用。

实施例1：

本实施例是对部件进行修复的实施例，要求在部件的待修复区域表面形成5μm厚度的微弧氧化陶瓷层。该实施例中的电解液中各成分含量分别为：

磷酸钠30g/L；硅酸钠2g/L；草酸钛钾3g/L，其余为自来水，搅拌均匀，放置12h后得到电解液。

该实施例中微弧氧化电源采用恒压模式，设定电参数(铝合金)为：

电压550V，占空比3％，频率1000Hz，氧化时间5min。

实施例2：

本实施例是对部件进行修复的实施例，要求在部件的待修复区域表面形成25μm厚度的微弧氧化陶瓷层。该实施例中的电解液中各成分含量分别为：

磷酸钾35g/L；硅酸钠10g/L；氟钛酸钾3g/L，其余为自来水，搅拌均匀，放置12h后得到电解液。

该实施例中微弧氧化电源采用恒压模式，设定电参数(铝合金)为：

电压600V，占空比5％，频率500Hz，氧化时间35min。

实施例3：

本实施例是对部件进行修复的实施例，要求在部件的待修复区域表面形成50μm厚度的微弧氧化陶瓷层。该实施例中的电解液中各成分含量分别为：

磷酸钾35g/L；硅酸钾10g/L；氟钛酸钾5g/L，其余为自来水，搅拌均匀，放置12h后得到电解液。

该实施例中微弧氧化电源采用恒压模式，设定电参数(铝合金)为：

电压600V，占空比10％，频率600Hz，氧化时间100min。

实施例4：

本实施例是对部件进行修复的实施例，要求在部件的待修复区域表面形成50μm厚度的微弧氧化陶瓷层。该实施例中的电解液中各成分含量分别为：

磷酸钠50g/L；硅酸钾5g/L；草酸钛钾10g/L，其余为自来水，搅拌均匀，放置12h后得到电解液。

该实施例中微弧氧化电源采用恒压模式，设定电参数(铝合金)为：

电压600V，占空比8％，频率800Hz，氧化时间78min。

Claims (6)

1.一种用于舰载机局部防腐扫描式微弧氧化处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

对部件的待修复区域(4)进行打磨并冲洗干净；

在所述待修复区域(4)边缘设置绝缘层，并在所述待修复区域(4)设置导流胶条；

启动扫描式微弧氧化处理装置，将电解液均匀喷洒在所述待修复区域(4)内，以使所述待修复区域(4)进行微弧氧化反应，并在所述待修复区域(4)生成微弧氧化陶瓷层，关闭所述扫描式微弧氧化处理装置；

清洗所述微弧氧化陶瓷层，并热风吹干。

2.如权利要求1所述的一种适用于舰载机局部防腐扫描式微弧氧化处理工艺，其特征在于，启动扫描式微弧氧化处理装置，将电解液均匀喷洒在所述待修复区域(4)内得具体方法为：

将微弧氧化电源(1)的阳极与所述待修复区域(4)连接，将所述微弧氧化电源(1)的阴极连接至扫描喷头(5)；

启动储液箱(2)中的第一潜水泵(6)，通过所述第一潜水泵(6)将所述储液箱(2)内的电解液输送至所述扫描喷头(5)，打开所述扫描喷头(5)的开关，使电解液通过所述扫描喷头(5)喷洒到所述待修复区域(4)，同时将充气式回收箱(3)放置于所述待修复区域(4)下方；

移动所述扫描喷头(5)，将所述电解液均匀喷洒在所述待修复区域(4)上；

启动位于充气式回收箱(3)内的第二潜水泵(7)，将所述充气式回收箱(3)内的电解液输送至所述储液箱(2)中。

3.如权利要求1或2所述的一种用于舰载机局部防腐扫描式微弧氧化处理工艺，其特征在于，所述电解液配制方法为：

依次将磷酸盐、硅酸盐、草酸钛钾/氟钛酸钾加入到水中，搅拌均匀后静置，直至溶液溶解反应平衡，形成所述电解液；

所述电解液中磷酸盐含量为30～50g/L、硅酸盐含量为5～10g/L、草酸钛钾/氟钛酸钾含量为3～10g/L。

4.如权利要求3所述的一种用于舰载机局部防腐扫描式微弧氧化处理工艺，其特征在于，所述微弧氧化电源(1)的工作时电压为550～600V，占空比3～10％，频率500～1000Hz，工作时间5～100min。

5.一种用于舰载机局部防腐扫描式微弧氧化处理装置，其特征在于，应用于权利要求1-4任一所述的一种用于舰载机局部防腐扫描式微弧氧化处理工艺中，包括微弧氧化电源(1)，所述微弧氧化电源(1)的阳极连接至部件的待修复区域(4)，阴极连接至扫描喷头(5)，所述扫描喷头(5)的进液口通过管道连接至第一潜水泵(6)的出液口，所述第一潜水泵(6)安装于储液箱(2)的底部，所述储液箱(2)用于存储电解液；

还包括充气式回收箱(3)，所述充气式回收箱(3)用于其工作时放置于所述待修复区域(4)下方，以收集所述电解液，所述充气式回收箱(3)的底部安装有第二潜水泵(7)，所述第二潜水泵(7)的出液口通过管道连接至所述储液箱(2)的进液口。

6.如权利要求5所述的一种用于舰载机局部防腐扫描式微弧氧化处理装置，其特征在于，还包括绝缘带和导流胶条，所述绝缘带用于黏贴于所述待修复区域(4)的边缘，以使所述待修复区域(4)边缘与非修复区域绝缘；所述导流胶条黏贴于所述待修复区域(4)的边缘，以在所述待修复区域(4)和充气式回收箱(3)之间形成电解液回收路径。