王強(qiáng)，劉波，孫志華，姜國(guó)杰（中航工業(yè)北京航空材料研究院 航空材料先進(jìn)腐蝕與防護(hù)航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100095）

去腐蝕產(chǎn)物膏及氧化膏性能研究

王強(qiáng)，劉波，孫志華，姜國(guó)杰
（中航工業(yè)北京航空材料研究院 航空材料先進(jìn)腐蝕與防護(hù)航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100095）

目的 研究自主研發(fā)的BT-2G鋼腐蝕產(chǎn)物去除和快速磷化膏、ALT-1鋁合金去腐蝕產(chǎn)物膏以及LYG-2鋁合金局部化學(xué)氧化膏性能。方法 觀察并檢測(cè)各種膏體的外觀、流淌度、處理時(shí)間，并研究BT-2G處理樣品的漆膜結(jié)合力及氫脆性能，ALT-1的去腐蝕效率和基體腐蝕性，LYG-2處理樣品的漆膜結(jié)合力和耐蝕性。結(jié)果 各種膏體均勻濃稠，流淌度均小于1 mm，在3 h內(nèi)均可以完成處理過程，另外，BT-2G處理的樣品可以通過漆膜結(jié)合力和氫脆測(cè)試，ALT-1的去腐蝕效率大于90%且對(duì)基體基本無腐蝕性，LYG-2通過漆膜結(jié)合力測(cè)試且中性鹽霧72 h無腐蝕。結(jié)論各種膏體均滿足飛機(jī)外場(chǎng)維修使用要求，可應(yīng)用于維護(hù)/維修。

腐蝕產(chǎn)物；膏；維護(hù)/維修；局部氧化

飛機(jī)在外場(chǎng)服役過程中，會(huì)不可避免地發(fā)生局部區(qū)域的腐蝕，如機(jī)身蒙皮、機(jī)翼壁板螺釘連接部位、油箱等部位[1]。如果不及時(shí)維修和維護(hù)，腐蝕將快速蔓延，之后將嚴(yán)重影響飛機(jī)零部件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。飛機(jī)將在大修之前被迫停止使用，甚至引發(fā)飛行過程中的事故，造成巨大的損失。為預(yù)防上述問題的發(fā)生，飛機(jī)的日常維修維護(hù)至關(guān)重要[2]。

目前飛機(jī)外場(chǎng)維修主要采用機(jī)械打磨去除腐蝕產(chǎn)物，之后使用磷化溶液處理鋼零部件，或者使用Alodine1200S處理鋁合金零部件。機(jī)械打磨的缺點(diǎn)在于不能完全去除腐蝕產(chǎn)物，殘留的腐蝕產(chǎn)物為飛機(jī)的安全留下隱患。如果使用溶液處理零部件，溶液中的酸性物質(zhì)可能流入縫隙中，造成其他腐蝕，而且對(duì)于垂直于水平面的部位，流動(dòng)的溶液也無法處理[3—4]。

基于上述原因，開展了中航工業(yè)北京航空材料研究院自主研發(fā)的BT-2G鋼腐蝕產(chǎn)物去除及快速磷化膏、ALT-1鋁合金去腐蝕產(chǎn)物膏、LYG-2鋁合金局部化學(xué)氧化膏的性能研究。上述產(chǎn)品可以有效去除腐蝕產(chǎn)物，并形成磷化膜或氧化膜，而且流淌度低，不會(huì)滲透進(jìn)入縫隙，也可以處理溶液無法處理的零部件。由于膏體可以長(zhǎng)時(shí)間附著在零件表面，去腐蝕效果和形成的氧化膜或磷化膜的性能也優(yōu)于溶液處理后的零件[5—7]。

1　實(shí)驗(yàn)

BT-2G鋼腐蝕產(chǎn)物去除及快速磷化膏的性能試驗(yàn)內(nèi)容包括：外觀、流淌度、處理時(shí)間、漆膜結(jié)合力和氫脆；ALT-1鋁合金去腐蝕產(chǎn)物膏的性能試驗(yàn)內(nèi)容包括：外觀、流淌度、處理時(shí)間、去腐蝕效率和基體腐蝕性；LYG-2鋁合金局部化學(xué)氧化膏的性能試驗(yàn)內(nèi)容包括：外觀、流淌度、處理時(shí)間、漆膜結(jié)合力和耐蝕性。其中外觀采用目視法觀測(cè)，流淌度的測(cè)定方法如下：制備尺寸為90 mm×120 mm×0.5 mm，并有10 mm× 10 mm缺口的金屬片模板，以及尺寸為90 mm×120 mm的玻璃板。將金屬片模板平放在玻璃板上，在缺口處涂滿軟膏并刮平，取走模板，讓玻璃板在空氣中垂直放置30 min，測(cè)量膏體向下流淌的距離，處理時(shí)間的測(cè)定方法為記錄試樣顏色發(fā)生變化的時(shí)間。漆膜結(jié)合力的測(cè)定參照GB/T 9286漆膜劃格試驗(yàn)[8]和GB 1720漆膜附著力測(cè)定法[9]。氫脆試驗(yàn)參照HB 5067.1氫脆試驗(yàn)方法[10]。去腐蝕效率的測(cè)定方法如下：測(cè)定使用去腐蝕膏1次去除的質(zhì)量和腐蝕產(chǎn)物的總質(zhì)量。基體腐蝕性的測(cè)定方法如下：測(cè)量未發(fā)生腐蝕試片使用去腐蝕膏前后的質(zhì)量差。耐蝕性的測(cè)定參照ASTM B117中性鹽霧試驗(yàn)[11]。

2　結(jié)果

2.1BT-2G性能研究

BT-2G鋼腐蝕產(chǎn)物去除及快速磷化膏的性能試驗(yàn)結(jié)果：外觀為白色均勻濃稠物，流淌度為0.5 mm，處理時(shí)間為1.5 h，漆膜結(jié)合力等級(jí)為0級(jí)，氫脆試驗(yàn)200 h后不破斷。該結(jié)果說明，BT-2G可以作用于任何位置和狀態(tài)的零部件表面而不會(huì)流淌，其優(yōu)點(diǎn)為膏體中的化學(xué)物質(zhì)長(zhǎng)時(shí)間作用于涂覆區(qū)域而且不污染其他區(qū)域，也不會(huì)污染操作環(huán)境。處理時(shí)間為膏體完成腐蝕產(chǎn)物清除及磷化過程所需的時(shí)間，作用前后的試樣表面形貌如圖1所示?？梢钥闯?，0Cr18Ni11Nb不銹鋼和45#鋼的原始試樣表面有較多腐蝕產(chǎn)物，經(jīng)BT-2G處理1.5 h后，表面紅色銹蝕消失，不銹鋼表面生成淺灰色的膜層，而45#碳鋼表面生成深灰色的膜層。表明腐蝕產(chǎn)物已去除干凈，而且試樣表面生成了灰色的磷化膜層。

圖1　BT-2G除銹前后表面形貌Fig.1　Surface morphology of removing rust before and after using BT-2G

參照GB/T 9286漆膜劃格試驗(yàn)和GB 1720漆膜附著力測(cè)定法測(cè)試0Cr18Ni11Nb不銹鋼和45#鋼經(jīng)BT-2G處理后試樣與有機(jī)漆膜的結(jié)合力，其中漆膜選用H06-0371高固體份環(huán)氧底漆，測(cè)試結(jié)果照片如圖2所示?？梢钥闯?，采用兩種測(cè)試方法獲得的測(cè)試結(jié)果一致，不銹鋼和碳鋼的漆膜結(jié)合力均為0級(jí)。表明經(jīng)BT-2G處理后試樣表面形成的磷化膜具有提高漆膜結(jié)合力的效果。

圖2　漆膜結(jié)合力測(cè)試結(jié)果Fig.2 The result of binding force test

經(jīng)BT-2G處理1 h的30CrMnSi氫脆試棒（缺口強(qiáng)度σbH為1958.6 MPa）氫脆試驗(yàn)200 h后不發(fā)生破斷，表明BT-2G不會(huì)對(duì)高強(qiáng)度鋼產(chǎn)生氫脆影響。

2.2ALT-1性能研究

ALT-1鋁合金去腐蝕產(chǎn)物膏的性能試驗(yàn)結(jié)果：外觀為亮橙色均勻濃稠物，流淌度為0.4 mm，處理時(shí)間為1.5 h，去腐蝕效率為90%，基體腐蝕性為5 mg/dm2。該結(jié)果說明，ALT-1可以作用于任何位置和狀態(tài)的零部件表面而不會(huì)流淌，其優(yōu)點(diǎn)為膏體中的化學(xué)物質(zhì)長(zhǎng)時(shí)間作用于涂覆區(qū)域而且不污染其他區(qū)域，也不會(huì)污染操作環(huán)境。處理時(shí)間為膏體完成腐蝕產(chǎn)物清除所需的時(shí)間，作用前后的試樣表面形貌如圖3所示。其中選用HB 5257腐蝕產(chǎn)物清除中鋁合金腐蝕產(chǎn)物清除方法作為對(duì)比試驗(yàn)[12]。從圖3中可以看出，化學(xué)溶液方法和ALT-1均可以清除鋁合金表面的腐蝕產(chǎn)物，但ALT-1具有更好的清除效果。通過計(jì)算可知，ALT-1的去腐蝕效率可達(dá)90%。另外，ALT-1對(duì)于鋁合金基體基本無腐蝕，對(duì)基體質(zhì)量影響為5 mg/dm2。

圖3　ALT-1和化學(xué)溶液除油除銹前后表面形貌Fig.3　Surface morphology of removing rust before and after using ALT-1 and chemical solution

2.3LYG-2性能研究

LYG-2鋁合金局部化學(xué)氧化膏的性能試驗(yàn)結(jié)果：外觀為橙色均勻濃稠物、流淌度為0.3 mm、處理時(shí)間為1 h、漆膜結(jié)合力等級(jí)為0級(jí)、中性鹽霧72 h后試樣表面無任何腐蝕點(diǎn)。該結(jié)果說明，LYG-2可以作用于任何位置和狀態(tài)的零部件表面而不會(huì)流淌，其優(yōu)點(diǎn)為膏體中的化學(xué)物質(zhì)長(zhǎng)時(shí)間作用于涂覆區(qū)域而且不污染其他區(qū)域。另外，處理完成后的LYG-2為干粉狀，便于清理和收集，不會(huì)污染環(huán)境。處理時(shí)間為膏體氧化所需的時(shí)間，作用前后試樣的表面形貌如圖4所示。LYG-2處理后的試樣表面呈金黃色，中性鹽霧72 h后試樣表面無任何腐蝕點(diǎn)。

圖4　LYG-2處理試樣形貌及中性鹽霧72 h試樣形貌Fig.4　Surface morphology of samples treated with LYG-2 and after neutral salt spray for 72 h

參照GB/T 9286漆膜劃格試驗(yàn)和GB 1720漆膜附著力測(cè)定法測(cè)試2024經(jīng)LYG-2處理后試樣與有機(jī)漆膜的結(jié)合力，其中漆膜選用H06-0371高固體份環(huán)氧底漆，測(cè)試結(jié)果照片如圖5所示。從圖5中可以看出，采用兩種測(cè)試方法獲得的測(cè)試結(jié)果一致，漆膜結(jié)合力均為0級(jí)。表明經(jīng)LYG-2處理后試樣表面形成的氧化膜具有提高漆膜結(jié)合力的效果。

圖5　漆膜結(jié)合力測(cè)試結(jié)果Fig.5 The result of binding force test

3　結(jié)論

BT-2G鋼腐蝕產(chǎn)物去除及快速磷化膏為白色均勻濃稠物，流淌度為0.5 mm，處理時(shí)間為1.5 h，不會(huì)造成氫脆，在鋼表面生成的磷化膜與有機(jī)漆膜的結(jié)合力為0級(jí)；ALT-1鋁合金去腐蝕產(chǎn)物膏為亮橙色均勻濃稠物，流淌度為0.4 mm，處理時(shí)間為1.5 h，去腐蝕效率為90%，對(duì)金屬基體無腐蝕性；LYG-2鋁合金局部化學(xué)氧化膏為橙色均勻濃稠物，流淌度為0.3 mm，處理時(shí)間為1 h，生成的膜層漆膜結(jié)合力為0級(jí)，中性鹽霧72 h不發(fā)生腐蝕。

[1]陳群志，王逾涯，崔常京，等.老齡飛機(jī)結(jié)構(gòu)的腐蝕問題與對(duì)策[J].裝備環(huán)境工程，2014，11（6）：1—9.

CHEN Qun-zhi，WANG Yu-ya，CUI Chang-jing，et al.Corrosion Problems and Countermeasures of the Aging Aircraft[J]. Equipment Environmental Engineering，2014，11（6）：1—9.

[2]孫志華，湯智慧，李斌.海洋環(huán)境服役飛機(jī)的全面腐蝕控制[J].裝備環(huán)境工程，2014，11（6）：35—39． SUN Zhi-hua，TANG Zhi-hui，LI Bin.Comprehensive Corrosion Control of Naval Aircraft[J].Equipment Environmental Engineering，2014，11（6）：35—39．

[3]江莉，曹剛，林安.A3鋼在不同化學(xué)清洗液體中的腐蝕失重分析[J].裝備環(huán)境工程，2005，2（5）：69—72．

JIANG Li，CAO Gang，LIN An.Corrosion Weight Loss Analysis of A3 Steel in Different Chemical Washing Liquids[J]. Equipment Environmental Engineering，2005，2（5）：69—72．

[4]HB/Z 5080，鋼零件磷化工藝[S]．HB/Z 5080，Phosphating Process of Steel Parts[S]．

[5] 李孟，黃河，朱立群.環(huán)保高效除銹膏的研究[J].電鍍與涂飾，2005，25（3）：20—22.

LI Meng，HUANG He，ZHU Li-qun.Study on Eco-friendly Efficient Rust Removal paste[J].Electroplating and Finishing, 2005，25（3）：20—22.

[6]楊小林，傅春霞，葉愛英.不銹鋼氧化皮常溫清洗膏[J].腐蝕與防護(hù)，2009，30（5）：335—336.

YANG Xiao-lin，F(xiàn)U Chun-xia，YE Ai-ying.Quick Pickling of Oxide Layer on Stainless Steel at Room Temperature[J]. Corrosion and Protection,2009，30（5）：335—336.

[7]李昌木.一種新型快速除銹膏的研制[J].表面工程資訊，2004（5）：35—36.

LI Chang-mu.Study on a New Fast Rust Removal Paste[J]. Information of Surface Engineering,2004（5）：35—36.

[8]GB/T 9286，色漆和清漆漆膜的劃格試驗(yàn)[S]．

GB/T 9286，Paints and Varnishes-Cross Cut Test for Film[S]．

[9]GB 1720，漆膜附著力測(cè)定法[S]．

GB 1720，Adhesive Force Test Method for Film[S]．

[10]HB 5067.1，鍍覆工藝氫脆試驗(yàn)第一部分：機(jī)械方法[S]．

HB 5067.1，Test Methods for Hydrogen Embrittlement Evaluation of Plating Processes-Part 1：Mechanical Method[S].

[11]ASTM B117，Standard Practice for Operating Salt Spray（Fog）Apparatus[S]．

[12]HB 5257，腐蝕試驗(yàn)結(jié)果的質(zhì)量損失測(cè)定和腐蝕產(chǎn)物的清除[S].

HB 5257，Weight Loss Measure of Corrosion Test Result and Cleaning of Corrosion Products[S]．

Performance of Rust Removal Paste and Oxidation Paste

WANG Qiang,LIU Bo，SUN Zhi-hua，JIANG Guo-jie
（Aviation Key Laboratory of Science and Technology on Advanced Corrosion and Protection for Aviation Material，AVIC Beijing Institute of Aeronautical Materials，Beijing 100095，China）

Objective To study the performance of BT-2G steel rust removal and rapid phosphating paste,ALT-1 aluminium alloy rust removal paste and LYG-2 aluminium alloy partial oxidation paste which are developed by ourselves.Methods The appearance,the mobility and the reaction time of different pastes were observed and tested,the coating binding force and the hydrogen embrittlement of BT-2G were studied as well as the rust removal efficiency and the corrosivity for matrix of ALT-1 and the coating binding force and the corrosion resistance of LYG-2.Results The pastes were uniform thick liquids,the mobility was less than 1 mm,the process can be completed within 3 h.Moreover, the samples which were treated with BT-2G can pass the test of coating binding force and hydrogen embrittlement,the rust removal efficiency of ALT-1 was above 90%,ALT-1 had no corrosion influence on matrix.The samples treated with LYG-2 can pass the test of coating binding force and there was no corrosion after neutral salt spray for 72 h. Conclusion The pastes can satisfy the request of airfield maintenance,and can be applied in the aircraft maintenance/ repair.

corrosion product；paste；maintenance/repair；partial oxidation

2015-09-25；Revised：2015-10-12

10.7643/issn.1672-9242.2016.01.006

TJ07；TG174

A

1672－9242（2016）01－0029-04

2015-09-25；

2015-10-12

王強(qiáng)（1985—），男，內(nèi)蒙古人，碩士，工程師，主要研究方向?yàn)椴牧细g與防護(hù)。

Biography：WANG Qiang（1985—），Male，from Inner Mongolia，Master，Engineer，Research focus：materials corrosion and protection.