[发明专利]航空铝合金零件腐蚀故障修复方法、复合涂层及用途

说明书

本申请提供了一种航空铝合金零件腐蚀故障修复方法、复合涂层及用途，方法包括以下步骤：在航空铝合金零件材料磨损或腐蚀材料缺失部位冷喷涂与零件相同材料的铝合金粉材形成增材体，补充切削加工后恢复零件尺寸，然后，在零件表面进行超硬超韧碳化钨涂层热喷涂，提升零件的耐腐蚀性和耐磨损性能。本申请提供的航空铝合金零件腐蚀、磨损故障修复方法分为两步：先通过冷喷涂技术，喷涂与零件相同的材料进行零件尺寸恢复，再通过热喷涂技术，喷涂高致密性碳化钨涂层，基本不改变零件尺寸前提下，形成0.02‑0.03mm高致密性碳化钨保护涂层，显著提升修复后的零件耐腐蚀和耐磨损性能。

技术领域

本发明涉及航空铝合金零件磨损修复技术领域，具体是涉及一种航空铝合金零件腐蚀故障修复方法、复合涂层及用途。

背景技术

飞机在湿热、海洋环境飞行过程中，在大气盐雾、水汽以及自身工作应力条件下，机体结构会受到较为严重的腐蚀。多种型号飞机大修时发现，飞机机体表面腐蚀严重，清理表面腐蚀物后，尺寸减薄，腐蚀区域凹凸不平，其强度、刚性、表面气动特性均无法满足使用要求。修复这类腐蚀严重的航空铝合金零件，需要一种可以保证其修复零件形状尺寸、结构强度、且修复后能提升零件耐腐蚀能力的修复方法，以解决飞机机体结构大面积腐蚀缺陷修补和后期预防性防腐。

现有的修复方法主要是传统堆焊修复技术、传统等离子热喷涂技术，近年来国内外针对飞机结构损伤非承力部位，部分单位开发了冷喷涂增材尺寸修复技术。

传统堆焊修复技术是用电焊或气焊法把缺陷处金属熔化，填充焊丝形成堆焊增材层的焊接修复方法。虽然堆焊材料与基体是冶金结合，但其焊接温度远超过母材熔点，会产生大量的热，对航空铝合金零件会导致铝合金基材熔化塌陷，易造成零件严重变形，无法使用。

传统等离子热喷涂技术是采用由直流电驱动的等离子电弧作为热源，将金属材料加热到熔融或半熔融状态，并以高速喷向经过预处理的工件表面而形成附着牢固的表面层的方法。虽然对基材温度影响较小，不会产生较大变形，但涂层孔隙率较高、结合强度又偏低，容易导致使用过程中出现掉块或颗粒状脱落故障，影响零件的安全使用。

冷喷涂技术是在常温下或较低的温度下，由超音速气、固两相气流将涂层粉末击射到基板形成致密涂层。它先对缺陷零件喷涂进行增材制造，再对喷涂的涂层进行表面硬质阳极化处理获得增强的复合修复表面。与原设计相比，这种方法对修复后表面耐腐蚀能力没有明显提升。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种航空铝合金零件腐蚀故障修复方法、复合涂层及用途。

第一方面，一种航空铝合金零件腐蚀故障修复方法，包括以下步骤：

在航空铝合金零件材料磨损或腐蚀材料缺失部位冷喷涂与零件相同材料的铝合金粉材形成增材体，补充切削加工后恢复零件尺寸；

热喷涂碳化钨粉末形成高致密碳化钨涂层，碳化钨涂层的涂层孔隙率小于0.1％，厚度0.02～0.03mm，硬度HV1450～1650。

一些实施例中，所述在航空铝合金零件材料磨损或腐蚀材料缺失部位冷喷涂与零件相同材料的铝合金粉材形成增材体，补充切削加工后恢复零件尺寸的步骤之前，还包括以下步骤：

对零件缺陷处进行预处理，所述预处理包括打磨、清理表面浮灰。

一些实施例中，所述在航空铝合金零件材料磨损或腐蚀材料缺失部位冷喷涂与零件相同材料的铝合金粉材形成增材体，补充切削加工后恢复零件尺寸的步骤中，冷喷涂气体的压力范围为4.0Mpa-4.5Mpa。

一些实施例中，所述在航空铝合金零件材料磨损或腐蚀材料缺失部位冷喷涂与零件相同材料的铝合金粉材形成增材体，补充切削加工后恢复零件尺寸的步骤中，冷喷涂所采用的气体为氮气或氦气，粉末的粒度为10-30μm且粉末显微硬度值范围为70HV-120HV。