超高強度鋼因其具有高的比強度、良好的疲勞性能和工藝性能在航空產品中得到了廣泛應用,如國產先進戰機起落架大多采用300M鋼進行制造.為了提高 300M 鋼的抗腐蝕性能,采用了電鍍鎘鈦工藝進行防護. 由于使用環境惡劣,飛機服役過程中,部分300M鋼零件鎘鈦鍍層難免出現不同程度的腐蝕.如國產某型三代機在進行第一次大修時,300M 鋼起落架凹槽、凹坑等部位在去除表面漆層后發現大量腐蝕.這主要是因為凹陷區域在電鍍過程中容易聚集氣泡,鍍層較薄,從而成為薄弱點而發生腐蝕,這些腐蝕區域的鍍層則需要進行修復。電刷鍍技術屬于特種電鍍技術,是電鍍技術的新發展.目前國內外都已經采用了電刷鍍工藝對零件部分區域進行鍍層修復、補鍍,甚至用于裝備再制造中.在飛機起落架的修復中,電刷鍍工藝也發揮了重要的作用 ,其中低氫脆刷鍍鎘工藝是應用最廣泛的工藝之一。實驗結果表明,該工藝操作簡單,質量穩定.劉鵬等在 A100 鋼表面進行了刷鍍鎘工藝及性能研究,發現刷鍍鎘鍍層具有很高的耐蝕性能。
2.起落架電刷鍍鎘修復工藝應用  北京航空材料研究院選用兩種刷鍍鎘溶液在 300M鋼表面制備了鎘鍍層,試驗結果顯示:分別采用 LHC 低氫脆刷鍍鎘溶液和 刷鍍鎘溶液制備的兩種鍍層結晶細致均勻,鍍層完整,可完全覆蓋試樣,并且鍍層表面沒有出現起泡、剝落、麻點、燒焦等現象,但鍍層會出現標準允許的顏色差異.針對國產某新型三代機大修時目視檢查發現,主起落架多個凹槽、凹坑部位表面均出現不同程度的腐蝕.該起落架材料為300M鋼,表面為電鍍鎘鈦層.現采用電刷鍍鎘工藝對該起落架腐蝕區域進行電刷鍍修復工藝實踐,并對刷鍍層在實際應用中的結合力、耐蝕性和氫脆性能進行了評價,有利于確定合理的修復工藝.刷鍍鎘的工藝程序一般為:鍍前表面準備→屏蔽→刷鍍→冷水洗→鈍化→冷水洗→干燥→鍍層質量檢查,共 8個步驟.針對上述起落架凹陷部位,具體修復工藝實施如下. 1)鍍前表面準備.對于待修部位產生的紅色腐蝕產物,首先采用吹砂的方式去除銹蝕,再用有機溶劑清洗的方法對其進行前處理.吹砂采用120目的剛玉砂,吹砂時將周邊部位保護起來.有機溶劑清洗使用干凈的脫脂棉蘸取丙酮或無水乙醇,擦干凈待修表面,前處理之后的表面能保持水膜連續30 s以上. 2)屏蔽.針對待修部位的凹坑區域,采取了先刷側鍍面、再刷鍍底面的方法進行.因此首先將底面區域用膠帶保護起來,邊緣留出 3~5 mm 寬的過渡區,以使刷鍍層與相鄰區域表面平滑過渡,同時防止膠帶邊緣沉積過快而引起毛刺.待側面刷鍍完畢后,用膠帶將其保護起來,再刷鍍底面,在此過程中,通過膠帶屏蔽避免過渡區域被重復刷鍍.3)刷鍍.對于待修復的區域,側面刷鍍時采用包纏脫脂棉的圓棒狀石墨陽極,用其柱面刷鍍凹坑側面,如圖7a所示.凹坑底部刷鍍采用包纏脫脂棉的圓餅狀石墨陽極,用其端面刷鍍凹坑底面,如圖7b所示,陽極的大小覆蓋1/2~1/3待鍍表面.進行刷鍍時,采用環形刷鍍形式,避免直線往返運動.4)水洗、干燥.刷鍍完畢后,采用清潔的自來水清洗刷鍍區域,應避免溶液流到鄰近區域.
3、結論
1)LHC低氫脆刷鍍鎘液和刷鍍鎘液均可在300M鋼表面獲得外觀質量良好的電刷鍍鎘層.電刷鍍鎘后的起落架修復區域如圖 8 箭頭所示.可見刷鍍鎘層結晶細致均勻,鍍層完整,完全覆蓋了腐蝕區域,并且鍍層表面未出現起泡、剝落、麻點、燒焦等現象,符合某型機起落架電刷鍍鎘修復要求.
2)300M鋼電刷鍍鎘工藝質量穩定,厚度、結合力均符合技術要求,中性鹽霧 500 h 無紅銹,氫脆性能通過200 h持久拉伸測試.
3)采用電刷鍍工藝修復的某型機起落架鎘鈦鍍層的腐蝕區域,滿足飛機修理技術文件規定的質量要求.