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氢脆研究

航空超高强度钢低氢脆(LHE)电刷镀镉-钛防腐镀层技术

发布时间:2021-08-22 19:51:45    来源:费敬银原创

航空超高强度钢低氢脆(LHE)电刷镀镉-钛防腐镀层技术

费敬银

西北工业大学 710072

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摘要:

多数航空企业将低氢脆镉(LHE)镀层(如:SIFCO品牌的CADMIUM LHE5070)用于超高强度飞机结构件的表面防腐镀层。为了替代国外进口的有氰镀镉产品,西北工业大学研制成功了具有低氢脆(LHE)特性的中性无氰电刷镀镉-钛(Cd-Ti)刷镀技术,可用于超高强度结构钢电镀镉-钛部件的电刷镀修复。

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一、低氢脆(LHE)镀镉的必要性

为了防止或减轻钢铁金属的腐蚀,在生产实践中,最常用的防腐蚀方法是在钢铁基体上镀覆耐蚀性防腐镀层。对于钢铁材料而言,最常用的阳极性镀层是锌及锌基合金镀层、以及镉镀层。为保证军工品的防腐效果,多使用低氢脆(LHE)镀镉防腐镀层。

在采用用电沉积法制备防腐镀层时,工件上不仅发生金属离子的还原反应,还会发生氢的共沉积,导致高强度构件产生氢致损伤(俗称:氢脆)。降低氢脆的途径包括:

1、加热除氢

生产中常用的减轻(消除)电镀氢脆的方法是除氢处理。一般是将镀件加热到180200之间,保温824小时(视镀件材质、用途等而定)。

2、使用低氢脆镀液

一般情况下,阴极电流效率越高的镀液,电镀时析氢量越少。因此,对于高强度结构件的电镀,因选用电流效率高的镀液及工艺。例如FJY室温超快速镀镍技术的电流效率高于96%,比以瓦特镍为基础开发的镀镍液具有更低的氢脆敏感性。FJY中性无氰电刷镀镉技术(电流效率95%),比常规镀镉技术具有更低的氢脆敏感性。

3、镀镉-钛镀层(Cd-Ti Alloy.

 

二、FJY低氢脆(LHE)镉-钛电刷镀技术

对于电刷镀修复而言,无法通过加热的办法消除镀件的氢脆,减轻镀镉氢脆根本出路在于使用低氢脆(LHE)或无氢脆的镀镉溶液。在国外,一般是采用Selectron提供的LHE Sps 5070镀镉、或Dalic提供的No.2023镀镉刷镀工艺对飞机结构件进行防腐处理。国内的飞机维保基地必须参照选用手册中规定国外工艺。

近年来,国内外“脱钩”趋势明显。如果有一天,我们无法获得现有的镀镉材料,必将对我国的航空事业产生巨大影响。

因此,西北工业大学在研制成功的FJY系列低氢脆(LHE)中性无氰镀镉工艺之后,有致力于电刷镀低氢脆(LHE)镉-钛工艺的研究。

新一代电刷镀镉-钛镀层技术正在航空维修单位测试使用,预计将成为代替电刷镀镉的新型防腐工艺。

 

 

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