一种飞机液压系统铝合金活塞杆耐磨层损伤的修复方法与流程

本发明涉及飞机部附件修理技术领域，具体为一种飞机液压系统铝合金活塞杆耐磨层损伤的修复方法。

背景技术：

活塞杆是飞机液压系统中一种重要的传力构件，由于需要频繁往复运动并承受载荷，为提升铝合金类活塞杆的耐磨性能，往往在零件加工过程中采用硬质阳极化工艺，通过电化学反应在零件表面生成一种致密、耐磨的灰黑色氧化物保护膜，厚度约50～60μm，可显著提升零件的耐磨性能。随着零件使用时间增长，阳极化层会出现磨损、划伤等故障，导致配合间隙过大、密封性能下降，出现漏油等问题，影响使用可靠性，需对活塞杆进行修复。

上述故障常用修复方法为：退除硬质阳极化旧膜层→排除基体损伤(必要时，当且仅当膜层去除后基体仍存在损伤时)→重新硬质阳极化，但上述过程存在以下问题：硬质阳极化旧膜层去除主要采用碱腐蚀法，在退除过程中会损失一部分基体尺寸，而阳极化新膜层生成主要依靠基体与槽液发生电化学反应，生成新膜层过程中因基体参与反应同样会损失一部分尺寸，即在不对基体进行损伤排除时，重新阳极化会使活塞杆单边尺寸减少约30μm，若活塞杆基体存在损伤，对损伤进行排除后，活塞杆尺寸会更小。如此重新阳极化1～2次后，活塞杆则会因尺寸过小，配合间隙超差严重而彻底无法修复。

技术实现要素：

针对上述难题，本发明提供了一种飞机液压系统铝合金活塞杆耐磨层损伤的修理方法，在现有修复方法的基础上，优化了修复工艺和流程，在基体损伤排除后，增加一道冷喷涂增材工序，通过冷增材成型，实现了活塞杆尺寸恢复，并在此基础上开展涂层硬质阳极化，随后利用封孔技术对膜层进行封闭，进一步提升膜层的密封性能，完成活塞杆修复。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种飞机液压系统铝合金活塞杆耐磨层损伤的修复方法，具体步骤如下：

(一)用碱腐蚀法将铝合金活塞杆上的旧膜层去除；

(二)通过目视的方式检查铝合金活塞杆基体表面是否存在腐蚀、磕伤、划伤、磨损等损伤，并对存在的损伤进行排除；

(三)对活塞杆外圆面进行尺寸测量，计算出厚度尺寸，并在此厚度尺寸上增加1～2mm的喷涂涂层厚度；

(四)对铝合金活塞杆表面进行喷砂毛化预处理；

(五)将铝合金活塞杆固定夹紧后，使其按照要求的0.8～1m/s速度匀速转动，并与冷喷涂设备配合实施对铝合金活塞杆表面的冷喷涂增材；

(六)铝合金活塞杆表面冷喷涂增材完毕后，通过车削的方法对铝合金活塞杆表面涂层进行加工，并在加工后进行清洗；

(七)对铝合金活塞杆表面涂层进行硬质阳极化；

(八)用去离子水对硬质阳极化后的铝合金活塞杆清洗并进行重铬酸盐填充；

(九)用518封孔剂对重铬酸盐填充后的铝合金活塞杆表面进行进行封闭处理。

进一步地，步骤(一)中碱腐蚀法去除铝合金活塞杆上旧膜层的具体过程如下：

(a)在40～55℃温度下，采用工业级氢氧化钠浸泡去除旧膜层，去除时间约2min；

(b)将零件浸入40～60℃洁净流动的热水中清洗1～3min，清洗后对零件进行干燥。

进一步地，步骤(二)中通过车削方式将铝合金活塞杆基体表面上的损伤排除。

进一步地，步骤(四)中采用46目棕刚玉砂进行喷砂毛化，且喷砂后的铝合金活塞杆表面粗糙度控制在ra5.0～7.6μm。

进一步地，步骤(五)中冷喷涂增材时的参数具体如下：

(a)铝合金活塞杆预热温度：40～60℃；

(b)涂层材料：2024铝合金粉末，粉末粒径5～45μm；

(c)喷涂载气：99.99％氦气；

(d)喷涂距离：10～15mm；

(e)喷枪压力：230～250psi；

(f)加热温度：450～500℃；

(g)送粉量：25～35g/min；

(h)喷枪移动速度：120～150mm/s。

进一步地，步骤(六)中的清洗过程如下：

(s1)先用洗涤汽油或工业酒精去除铝合金活塞杆表面的切削液和油渍；

(s2)再用去离子水对铝合金活塞杆表面进行清洗。

进一步地，步骤(七)中硬质阳极化工艺的参数具体如下：

①电源：直流电源，阳极电流密度：2～2.5a/dm²；

②溶液：工业级硫酸；

③温度：-8～0℃；

④阴极：pb1、pb2铅板；

⑤阳极化时间：60～80min。

进一步地，步骤(八)中重铬酸盐包括重铬酸钠、重铬酸钾。

进一步地，步骤(九)中封闭处理的具体过程如下：

(i)树脂与固化剂按2：1的重量比进行配置518封孔剂；

(ii)用毛刷将配置好的518封孔剂刷涂至铝合金活塞杆上待封闭的阳极化膜层表面；

(iii)刷涂均匀后室温放置6～8h后，放入烘箱，在120～150℃温度下保温2h，使封孔剂固化。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明在现有修复方法的基础上，优化了修复工艺和流程，在基体损伤排除后，增加一道冷喷涂增材工序，通过冷增材成型，实现了活塞杆尺寸恢复，并在此基础上开展涂层硬质阳极化，随后利用封孔技术对膜层进行封闭，进一步提升膜层的密封性能。克服了传统修复过程中采用碱腐蚀去除旧膜层并重新硬质阳极化后，活塞杆尺寸减小的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图以及实施例对本发明进一步阐述。

如图1所示，一种飞机液压系统铝合金活塞杆耐磨层损伤的修复方法，具体步骤如下：

(一)用碱腐蚀法将铝合金活塞杆上的旧膜层去除。

具体的，碱腐蚀法去除铝合金活塞杆上旧膜层的具体过程如下：

(a)在40～55℃温度下，采用工业级氢氧化钠浸泡去除旧膜层，去除时间约2min；

(b)将零件浸入40～60℃洁净流动的热水中清洗1～3min，清洗后对零件进行干燥。

(二)通过目视的方式检查铝合金活塞杆基体表面是否存在腐蚀、磕伤、划伤、磨损等损伤，并对存在的损伤进行排除。

具体的，在不低于300lx的光照度下，目视检查铝合金活塞杆基体的表面状态，若存在腐蚀、磕伤、划伤、磨损等缺陷，则需对铝合金活塞杆的损伤处进行排除，排除方式为：通过车床对铝合金活塞杆上的损伤处进行车削并对外圆面进行找正。

(三)对活塞杆外圆面进行尺寸测量，计算出厚度尺寸，并在此厚度尺寸上增加1～2mm的喷涂涂层厚度。

(四)对铝合金活塞杆表面进行喷砂毛化预处理。

具体的，先用胶带对铝合金活塞杆表面上的非喷涂区域进行遮蔽防护，接着，采用46目棕刚玉砂进行喷砂毛化，且喷砂后的铝合金活塞杆表面粗糙度控制在ra5.0～7.6μm。

(五)将铝合金活塞杆固定夹紧后，使其按照要求的0.8～1m/s速度匀速转动，并与冷喷涂设备配合实施对铝合金活塞杆表面的冷喷涂增材。

具体的，将铝合金活塞杆夹持于旋转机构上并用气动顶针顶紧，顶紧后用百分表检查铝合金活塞杆的周向跳动，合格后通过设置电机转速保证铝合金活塞杆外圆面线速度0.8～1m/s，电机转速计算公式为：n＝v/2πr，其中，v为线速度，单位m/s，r为零件半径，单位为m。

接着，冷喷涂设备中的喷枪用机械臂夹持，喷涂前用喷枪对铝合金活塞杆预热，预热后开始喷涂，冷喷涂工艺的参数具体如下：

(a)铝合金活塞杆预热温度：40～60℃；

(b)涂层材料：2024铝合金粉末，粉末粒径5～45μm；

(c)喷涂载气：99.99％氦气；

(d)喷涂距离：10～15mm；

(e)喷枪压力：230～250psi；

(f)加热温度：450～500℃；

(g)送粉量：25～35g/min；

(h)喷枪移动速度：120～150mm/s。

(六)铝合金活塞杆表面冷喷涂增材完毕后，通过车削的方法对铝合金活塞杆表面涂层进行加工，并在加工后进行清洗。

具体的，采用车削的方法对铝合金涂层进行加工，通过粗车加精车的方式保证铝合金活塞杆的尺寸和粗糙度，精加工后铝合金活塞杆的尺寸可按图样尺寸减去1/2膜层厚度进行控制，铝合金活塞杆的表面粗糙度则不低于ra1.6μm。

车削后的铝合金活塞杆的清洗过程如下：

(s1)先用洗涤汽油或工业酒精去除铝合金活塞杆表面的切削液和油渍；

(s2)再用去离子水对铝合金活塞杆表面进行清洗。

(七)对铝合金活塞杆表面涂层进行硬质阳极化。

具体的，硬质阳极化前，需要先对非处理部位进行绝缘保护，硬质阳极化工艺的参数具体如下：

①电源：直流电源，阳极电流密度：2～2.5a/dm²；

②溶液：工业级硫酸；

③温度：-8～0℃；

④阴极：pb1、pb2铅板；

⑤阳极化时间：60～80min。

(八)用去离子水对硬质阳极化后的铝合金活塞杆清洗并进行重铬酸盐填充。

具体的，阳极化后用去离子水对零件清洗，清洗时间2～3min，清洗后用重铬酸盐进行填充，重铬酸盐包括重铬酸钠、重铬酸钾。

(九)用518封孔剂对重铬酸盐填充后的铝合金活塞杆表面进行进行封闭处理。

具体的，封闭处理的具体过程如下：

(i)树脂与固化剂按2：1的重量比进行配置518封孔剂；

(ii)用毛刷将配置好的518封孔剂刷涂至铝合金活塞杆上待封闭的阳极化膜层表面；

(iii)刷涂均匀后室温放置6～8h后，放入烘箱，在120～150℃温度下保温2h，使封孔剂固化。

本发明在现有修复方法的基础上，优化了修复工艺和流程，在基体损伤排除后，增加一道冷喷涂增材工序，通过冷增材成型，实现了活塞杆尺寸恢复，并在此基础上开展涂层硬质阳极化，随后利用封孔技术对膜层进行封闭，进一步提升膜层的密封性能。克服了传统修复过程中采用碱腐蚀去除旧膜层并重新硬质阳极化后，活塞杆尺寸减小的问题。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。