（國營四達機械制造公司，陜西 咸陽 712203）

 

　　摘要：飛機復(fù)合材料天線罩是由玻璃纖維復(fù)合材料制成的，其噴涂質(zhì)量是其綜合性能的重要組成部門，其中針孔缺陷是飛機天線罩噴涂常見故障，本文分析了缺陷產(chǎn)生的原因，提出了故障排除方法，制定了糾正預(yù)防措施，有效解決了玻璃纖維復(fù)合材料天線罩制品在噴涂中產(chǎn)生的針孔故障。

 

　　關(guān)鍵詞：天線罩；噴涂；針孔；故障分析；改進

 

　　0  引言

 

　　飛機天線罩主要是由透波性能優(yōu)異的玻璃纖維復(fù)合材料制成的，其結(jié)構(gòu)形式分為蜂窩夾層的空心結(jié)構(gòu)和多層玻璃布疊加的實心結(jié)構(gòu)兩種。天線罩多裝于飛機頭部，在保證飛機氣動結(jié)構(gòu)的同時，屬于天線的電磁窗，有效保證天線的正常使用。飛行中受高速氣流的沖刷和由摩擦而產(chǎn)生的氣動力熱的作用，因此飛機天線罩表面涂層不僅應(yīng)具備優(yōu)異的防護性，耐磨性和耐熱性，而且還要求有良好的透波性、抗雨蝕性和防靜電性能。優(yōu)良的涂層質(zhì)量，可大幅減少外界環(huán)境對罩體的損傷，效保證天線罩復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和微波傳輸效率，提升產(chǎn)品壽命，有效保證天線罩修理制造和修理和可靠性。本文從某型飛機天線罩涂漆時出現(xiàn)針孔缺陷入手，分析了缺陷產(chǎn)生的原因，提出了改進辦法，制定了糾正預(yù)防措施，有效解決了玻璃纖維復(fù)合材料制品在噴涂中產(chǎn)生的針孔故障。

 

　　1  天線罩漆層針孔故障情況

 

　　天線罩外蒙皮表面噴涂干燥后，在漆膜表面會出現(xiàn)一種凹陷透底的針尖細孔現(xiàn)象[1]。這種針尖狀細孔就和針刺小孔一樣，孔徑在100 μm左右，嚴重影響外觀質(zhì)量，降低漆層防護效果。故障現(xiàn)象如圖1所示。

 

　　圖1 故障現(xiàn)象（略）

 

　　2  針孔故障形成原因分析

 

　　漆層針孔是噴漆的常見故障，主要是指在涂料漆膜表面出現(xiàn)的一種凹陷透底的細尖現(xiàn)象，主要在噴涂施工中由涂層中的氣泡和雜質(zhì)產(chǎn)生。飛機天線罩屬復(fù)合材料制品，復(fù)材基體不致密也會在噴漆過程產(chǎn)生針孔故障。

 

　　天線罩漆主要工序有零件表面準備、漆料準備、打磨、涂漆、干燥、檢驗等幾個環(huán)節(jié)。天線罩蒙皮涂層之所以容易出現(xiàn)針孔缺陷，主要與罩體本身缺陷和噴漆過程控制不當有關(guān)，具體如下：一是罩體本身存在表面缺陷，制造或修理后的天線罩蒙皮表面的玻璃纖維本身有一定的縫隙，在固化成型的過程中，由于表面樹脂含量較少從而使形成的天線罩表面容易出現(xiàn)針孔；二是噴漆工藝問題，主要表現(xiàn)在被涂表面處理不當，殘留有水、油或其他不潔物；配漆時攪拌不充分，底漆分散不良，流平性差[2]；配漆后長時間攪拌，混入空氣，噴涂生成無數(shù)氣泡，有可能噴涂時壓力過高，破壞了濕膜中溶劑平衡；噴涂環(huán)境不佳，空氣流通快，溫度高，干燥過早；天線罩噴涂后過早的置于干燥箱或高溫處，表面結(jié)膜，溶劑揮發(fā)穿破表膜；濕膜、干膜過厚等原因引起。

 

　　3  針孔故障排除方法

 

　　為了排除針孔缺陷，通常可使用膩子填充天線罩表面的針孔，或向天線罩表面的針孔噴涂底漆以實現(xiàn)對針孔的修補。但是對于天線罩產(chǎn)品屬于天線的電磁窗，過厚的漆層對其透波性能有較大影響。所以底漆噴涂和膩子刮涂都會降低罩體的透波性能，目前在天線罩類產(chǎn)品針孔故障排除中已不推薦使用。目前可采用一種一些專用的針孔填充類產(chǎn)品來排除針孔故障，就以中國航發(fā)北京航空材料研究院的H01-1752針孔填充劑為例，使用其對樹脂基復(fù)合材料天線罩體底層進行處理，能夠有效排除針孔故障，具體排除工作如下:

 

　　首先對針孔部位的漆層進行打磨處理，去掉針孔部位的底漆。對打磨部位徹底清洗去掉油污和粉塵，并確保蒙皮表面PH值呈中性且水膜連續(xù)達30 s。將罩體置于干燥箱中進行烘干，去除罩體中殘留水汽；刷涂H01-1752針孔填充劑并干燥。在對底漆進行低溫加熱處理，將底漆重復(fù)刮涂于平板表面，直至呈黏稠狀。將呈黏稠狀的底漆刮涂于修補區(qū)域的表面，并進行2——3次刮涂，以使底漆完全進入針孔中。對涂覆好底漆的天線罩進行加熱烘干處理后采用600——1000目的砂紙對底漆進行打磨處理，依次噴涂相應(yīng)的面漆后完成罩體漆層修復(fù)。對使用H01-1752針孔填充劑的前后的噴涂試樣透波檢測，對天線罩的透波傳輸效率基本無影響。

 

　　4  針孔故障預(yù)防

 

　　針孔故障為天線罩噴涂常見故障，經(jīng)常需要多次返工噴涂，才能滿足工藝需求，大大降低生產(chǎn)效率。所以要加強天線罩針孔故障的預(yù)防工作，主要方向是噴涂的過程中加強過程控制，從過程控制細節(jié)入手減少誘因。經(jīng)分析天線罩噴涂過程中的表面前處理、涂漆與干燥這三大主要工序是產(chǎn)生針孔故障的主要影響因素。各工序主要預(yù)防措施如下：

 

　　4.1  涂裝前的表面處理

 

　　4.1.1 打磨清洗

 

　　控制好天線罩罩體蒙皮成型過程，確保蒙皮樹脂含量符合要求。對天線罩罩體進行檢查確保罩體制造和修理表面已完全固化且制造和修補中產(chǎn)生的表面缺陷滿足噴漆前處理要求。對完全固化的罩體表面先用120號砂紙輕輕打磨，然后用400號以上水砂紙打磨至罩體表面均勻光滑無亮點（不允許打磨破壞表面纖維層），用丙酮或酒精擦洗整個罩體表面，對打磨碎屑和其他污物進行清潔。在表面用細砂布均勻打磨經(jīng)過清洗并干燥后的底漆表面。用水膜法檢驗，至水膜連續(xù)30 s不斷，清洗干凈。

 

　　4.1.2  干燥

 

　　復(fù)合材料容易吸收水分，在打磨后和噴漆前應(yīng)對罩體進行充分干燥。因在潔凈的烘房內(nèi)采用60——70 ℃干燥6——8 h或30——40 ℃干燥12 h以上，方可進行底漆施工。

 

　　4.2  涂漆

 

　　4.2.1  漆料控制

 

　　所用的材料必須是合格品，且在貯存期內(nèi)使用。開桶前除去表面灰塵，開桶后徹底攪拌均勻。雙組分材料按照廠家所規(guī)定的比例稱取所需的量，在不斷攪拌的情況下，緩慢地將固化劑加入漆料中，并充分攪拌均勻，根據(jù)施工要求用相應(yīng)地稀釋劑調(diào)整好施工黏度。配漆時注意底漆、面漆的配套性，嚴格按比例稱量，嚴格控制稀釋、過濾、黏度、熟化時間等工藝參數(shù)，并在規(guī)定的使用期內(nèi)用完。

 

　　4.2.2　環(huán)境控制

 

　　涂漆廠房空氣潔凈、干燥、無側(cè)風(fēng)，溫度應(yīng)受控制，噴涂天線罩最佳溫濕度控制范圍是在20——28 ℃，相對濕度不超過65%為最佳[3]。對噴涂用壓縮空氣水分和清潔度進行檢測和控制。

 

　　4.2.3　噴涂過程控制

 

　　1）使用針孔填充劑

 

　　可采用針孔填充劑進行針孔的預(yù)防，針孔填充劑的施工最好采用刷涂地方式進行。

 

　　2）底漆施工過程控制

 

　　在處理合格的罩體表面進行交叉噴涂，涂層間間隔以涂層表干為準，至干膜厚度達到規(guī)定要求，漆層實干后，輕輕打磨，再進行面漆的施工。噴漆時的搭接寬度50%，噴距（150——250 mm），漆膜厚度控制20μm以下。

 

　　3)面漆施工過程控制

 

　　底漆完全干燥后才能進行面漆施工；噴涂時表面交叉噴涂1——2遍面漆，涂層間間隔以涂層表干為準，通常控制涂層干厚度20——40 μm。面漆施工結(jié)束后，應(yīng)在廠房內(nèi)常溫下放置1——2 d讓其自然干燥，再進行加溫干燥，60——80 ℃烘烤固化4——10 h。

 

　　5 　總結(jié)

 

　　在飛機天線罩修理過程中，天線罩蒙皮表面涂裝往往是最終工序，噴涂質(zhì)量的優(yōu)劣，決定著天線罩的表觀質(zhì)量且對其電性能也有一定的影響。針孔故障屬于復(fù)合材料制品的噴漆的常見故障，嚴重影響天線罩外觀質(zhì)量，也大幅降低了漆層對罩體的防護功能。目前加強過程控制是降低天線罩噴涂中針孔故障的最有效手段，針孔填充劑等材料的使用也為解決噴涂中的針孔故障提供的新的思路，兩種手段相結(jié)合使用可有效減少針孔故障的發(fā)生率，可顯著降低返工排故次數(shù)，大幅提升生產(chǎn)效率。

 

　　參考文獻：

 

　　[1]　潘繼民.涂裝技術(shù)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2012.353.

 

　　[2]　毛喆,尹中秋,胡劍鋒,等.漆膜顆粒的產(chǎn)生原因及控制措施[J].現(xiàn)代涂料與涂裝,2019,22(6):19-21.

 

　　[3]　王錫春.涂裝車間設(shè)計手冊[M].北京化學(xué)工業(yè)出版社,2013.