一种复合材料零件表面涂料的去除方法与流程

本发明涉及零件表面涂料去除技术领域，具体涉及一种复合材料零件表面涂料的去除方法。

背景技术：

先进复合材料因其独特的高比强度、高比模量、耐热、耐腐蚀、耐疲劳、隐身性好等性能，在航空航天等领域得到广泛应用。然而，复合材料作为飞机零部件，需要长期在高空与地面穿梭，经受烈日、盐雾、雨雪及风沙等环境的考验，因此复材零件在装配前后均需要在表面喷涂涂料，其作用是防腐蚀、装饰和其他如隐身等特殊功能。

航空用涂料的喷涂具有很严格的要求如厚度、均匀性、封闭性、光泽等，一旦达不到要求需要将涂料去除后重新进行喷涂。因复合材料的特殊性，无法使用化学溶剂去除涂料，目前国内对复合材料零件表面涂料的去除主要还停留在传统砂纸或打磨机手工打磨方式。但是，手工打磨的方法不易控制打磨的厚度和均匀性，每次去除涂料质量稳定性差、工作量大、效率较低且打磨出的粉尘易污染环境，对操作者带来健康隐患。更为严重的是，一旦操作者控制不好打磨的力度，极有可能打磨到复合材料零件的基体和增强纤维，对复材零部件基体强度带来较大影响，严重者将会造成复材零件的报废，因此手工打磨去除复合材料零件表面涂料的方法具有较大的隐患，开发一种稳定性好、效率高且不伤及复材零件的涂料去除方法非常重要。

技术实现要素：

本发明针对现有技术，提供了一种快速的、安全的、稳定的复合材料零件表面涂料的去除方法，该方法依靠树脂砂对涂料的冲击、摩擦和剪切作用而使得涂料层快速去除。该方法不易损伤复合材料零件纤维，剥离涂料层效率高，且能为下一次喷涂提供崭新的均匀的粗糙的表面，提高涂料与复合材料基体的结合力。

本发明通过下述技术方案实现：一种复合材料零件表面涂料的去除方法，采用喷砂机向复合材料零件表面的涂料层喷射树脂砂的去除复合材料零件表面的涂料层，具体包括以下步骤：

s1）将清洁后的复合材料零件固定放置在工作台上，有涂料层的一面朝上；

s2）将喷嘴对准复合材料零件的涂料层，启动喷砂机，用喷射的树脂砂去除复合材料零件表面的涂料层，得到去涂层零件；

s3）清洁步骤s2）得到的去涂层零件的表面，得到清洁零件；

s4）对步骤s3）得到的清洁零件表面进行涂料去除均匀性测试；

s5）干燥复合材料零件。

喷砂过程中，喷嘴沿复合材料零件有涂料层的上方匀速运动，避免对一点持续吹砂。

进一步地，在步骤s1）中，复合材料零件的清洁采用浸渍有溶剂的无絮棉布擦拭复合材料零件表面，清洁完成后停放15min~20min，使溶剂挥发完全。

所述溶剂为异丙醇、丙酮、乙醇中的任一种或多种。

进一步地，所述工作台为尺寸大于复合材料零件尺寸的镂空平台，用于为复合材料零件提供稳定的支撑。所述工作台为设置有若干镂空孔的镂空平台，其镂空孔用于排出涂料粉末和树脂砂砂砾，避免涂料粉末和树脂砂砂砾在工作台上堆积。

进一步地，在步骤s2）中，所述喷嘴倾斜设置，且与复合材料零件表面形成锐角，其角度优选为50~70°，喷嘴与复合材料零件表面的距离为50~160mm。

进一步地，所述树脂砂为尿醛树脂砂、三聚氰胺树脂砂、聚酰胺树脂砂、聚碳酸酯树脂砂中的任一种，所述树脂砂的种类和粒径可根据涂料层的硬度、厚度进行调整；需要去除的涂料层硬度和厚度越大，则可以选择的粒径较大、硬度更大的树脂砂。

进一步地，所述步骤s3）具体包括：

s31）用无水无油的压缩空气吹去复合材料零件表面残留砂粒；

s32）采用带有真空毛刷的吸尘器清洁复合材料零件表面，去除喷砂过程中产生涂料层粉末；

s33）纯水进行冲洗复合材料零件，完成去除了涂料层的复合材料零件清洗。

进一步地，所述步骤s4）中，涂料去除均匀性测试的方法为采用纯水冲击复合材料表面，通过检查水膜连续成都验证涂料层去除的均匀性。若纯水冲击复合材料表面形成的水膜连续，则复合材料零件表面的涂料层去除完全，生成的复合材料零件粗化表面均匀性好；若形成的水膜不连续，则复合材料零件表面涂料层去除不完全或者生成的复合材料零件粗化表面均匀性差，可通过再次对复合材料零件表面喷射树脂砂的方式去除剩余的涂料层或者生成均匀的复合材料零件粗化表面，为复合材料零件后续重新喷涂涂料提供良好的复合材料零件基体。

进一步地，所述步骤s5）中，采用有循环空气的烘箱或热压罐加热干燥复合材料零件表面，使复合材料零件表面的水分蒸发，得到去除了涂料层的干净干燥的复合材料零件。

进一步地，所述复合材料零件的干燥温度为60~80℃，保证复合材料零件的各项性能不被损害。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明所提供的一种复合材料零件表面涂料的去除方法采用喷砂机喷射树脂砂的方法出去复合材料零件表面的涂料层，可实现零件表面漆层的局部逐层去除或整体去除，避免了传统手工打磨出现的打磨深度不可控，打磨不均匀且易损伤复材零件等缺点，保证了涂层去除的均匀性。

（2）本发明所提供的一种复合材料零件表面涂料的去除方法，操作简便，借助喷砂机将树脂砂喷射到复材零件涂料层上，仅需一名操作人员即可迅速完成结构复杂且尺寸较大零件表面涂料层的去除，大大提高了涂料层去除的效率。

（3）本发明所提供的一种复合材料零件表面涂料的去除方法在去除复材表面涂料层的同时砂粒能粗化复材表面，形成一层新的致密的结合层，增强了后续重新喷涂的涂料与复材基体的结合力。

附图说明

图1为本发明的复合材料零件表面涂料的去除方法的操作示意图；

图2为本发明中工作台的结构示意图；

图3为本发明中喷砂后复合材料零件的表面形貌；

其中：1—喷砂机，2—喷嘴，3—树脂砂，4—涂料层，5—复合材料零件，51—粗化的结合层，6—工作台，61—镂空孔。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

本发明中所述复合材料零件5为常见的复合材料零件，包括金属或非金属复合材料，复合材料零件5的类型可为常见的蒙皮、梁、肋、筋条等。本实施例中以纤维增强树脂基复合材料零件表面涂料层表面去除为例。

所述喷砂机1为现有的市售喷砂机。

本发明公开的一种复合材料零件表面涂料的去除方法，采用以下设备：用于放置复合材料零件5的工作台6、喷砂机1和与喷砂机1连接的喷嘴2。所述工作台6的尺寸大于复合材料零件5的尺寸，且所述工作台6上设置若干直径大于树脂砂3的镂空孔61，如图2所示，用于涂料层4在被去除过程中形成的涂料粉末和树脂砂3从工作台6的镂空孔61中排出，避免涂料粉末和树脂砂3在复合材料零件5和工作台6上堆积，影响后续的喷砂效果。

所述喷嘴2倾斜设置在待处理的复合材料零件5的上方的一端，使喷砂过程中还对喷砂的产生的涂料粉末和树脂砂3具有一定的吹砂效果，使树脂砂3和涂料粉末不堆积在去除涂料层4之处，影响喷砂效果。

其涂料层4的去除具体包括以下步骤：

s1）采用浸渍有溶剂的无絮棉布擦拭待处理的复合材料零件5表面，清洁复合材料零件5表面的灰尘、油脂和其他杂质，擦拭后，停放约15~20min，待溶剂挥发完全后，将清洁后的复合材料零件5固定放置在镂空的工作台6上，使有涂料层4的一面朝上。

s2）调整好喷砂机1的压力为1~4bar，将喷嘴2调整至对准复合材料零件5的涂料层4，使喷嘴2与复合材料零件5表面的角度在50~70°的范围内，且喷嘴2与复合材料零件5表面的距离在50~160mm的范围内，然后启动喷砂机1，树脂砂3陆续从喷嘴2中喷出，利用树脂砂3的冲击力，逐渐冲击、剥离复合材料零件5表面的涂料层4，并在复合材料零件5表面形成一层新的粗化的结合层51，如图1、图3所示；在喷砂过程中，喷嘴2保持沿复合材料零件5表面匀速运动，使涂料层4的去除完全和形成的粗化的结合层51均匀。

s3）清洁步骤s2）得到的去涂层零件的表面，得到清洁零件；

s31）用无水无油的压缩空气吹去复合材料零件5表面残留树脂砂3；

s32）采用干净的带有真空毛刷的吸尘器清洁复合材料零件5表面，去除喷砂过程中产生涂料层4粉末和树脂砂3沙粒；

s33）纯水进行冲洗复合材料零件5，完成去除了涂料层4的复合材料零件5清洗。

s4）对步骤s3）得到的清洁零件表面进行涂料去除均匀性测试。所述涂料去除均匀性测试采用纯水冲击复合材料零件5去除了涂料层4的表面的方法测试，通过检查水膜连续成都验证涂料层4去除的均匀性。

其具体的操作步骤为：将步骤s33）中清洗完成的复合材料零件5竖直放置，然后用纯水冲击复合材料零件5去除了涂料层4的一面，观察复合材料零件5表面是否出现连续的水膜。若纯水冲击复合材料表面形成的水膜连续，则复合材料零件5表面的涂料层4去除完全，生成的复合材料零件5粗化表面均匀性好；若形成的水膜不连续，则复合材料零件5表面涂料层4去除不完全或者生成的复合材料零件5粗化表面均匀性差，可通过再次对复合材料零件5表面喷射树脂砂3的方式去除剩余的涂料层4或者生成均匀的复合材料零件5粗化表面，为复合材料零件5后续重新喷涂涂料提供良好的复合材料零件5基体。

s5）干燥复合材料零件5。

将涂料层4去除完全的复合材料零件5放置于干净的有循环空气的烘箱或热压罐中进行干燥，保证复合材料零件5的干燥温度可控。优选地，控制烘箱和热压罐中的温度不超过80℃，保证复合材料零件5的各项性能不被损害，优选在60~75℃之间。

所述无絮棉布浸渍的溶剂为异丙醇、丙酮、乙醇中的任一种或多种，优选为丙酮。

所述树脂砂3为尿醛树脂砂、三聚氰胺树脂砂、聚酰胺树脂砂、聚碳酸酯树脂砂中的任一种，所述树脂砂3的种类和粒径可根据涂料层4的硬度、厚度进行调整；需要去除的涂料层4硬度和厚度越大，则可以选择的粒径较大、硬度更大的树脂砂3。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。