某型飞机液压系统弹簧的常温发蓝研究

邓　岚

(长沙航空职业技术学院，湖南 长沙 410124)



某型飞机液压系统弹簧的常温发蓝研究

邓岚

(长沙航空职业技术学院，湖南 长沙 410124)

针对传统发蓝工艺高能耗、低效率和环境污染这三大缺点，在硒铜体系常温发蓝的基础上，改进了常温发蓝的配方，能有效解决膜易脱落，结合力差等的问题。

常温；发蓝；新工艺；节能

飞机上的弹簧因要求具有高的弹性极限、屈服点、屈强比、疲劳强度以及良好的耐蚀性，一般要进行发蓝处理。传统的发蓝工艺，用烧碱和亚硝酸钠，在高温下加热煮沸一段时间。此工艺简单、成熟，一些航修工厂仍然采用该方法对飞机上的弹簧进行发蓝处理，但此方法存在着高能耗、低效率和环境污染等三大缺点。因此常温发蓝多有使用和见诸报道[1-4]，其主要优点是不需加热，可大大降低能耗，所用设备也十分简单，操作安全方便，处理速度快，一般在发蓝液中处理几分钟即可。缺点是前处理要求严，溶液稳定性差，发蓝膜疏松、附着力和耐蚀性差。本文探讨了常温发蓝的机理，在硒-铜体系常温发蓝的基础上改进了常温发蓝的配方，解决了膜易脱落，结合力差的缺点。

1　弹簧在飞机液压系统中的应用情况

1.1常用的材料及性能

飞机液压系统的弹簧主要有硅锰钢和铬钒钢等，如65Si2MnWA、65Mn、50CrVA,这类弹簧的材料具有弹性好、淬透性高、回火稳定性好及抗疲劳性好等特点，因此常用于制作承受交变载荷、冲击载荷或工作温度较高的弹簧。

1.2在飞机液压系统的应用情况

弹簧是机械装置中广泛应用的零件之一，在飞机机械部件中也应用很多，比如：常被用于飞机操纵系统的弹簧，主要用于提供感觉力及限定位置；操纵杆上的扭力限制弹簧，用于在正常操作时能够保持正副驾驶盘同步，克服弹簧扭力可以使正副驾驶盘脱开。在飞机液压系统中，用于飞机主液压系统供压部分中的安全活门和单向活门中的弹簧，主要用于限定活门位置、压力控制与调节；起落架收放机构中的收放锁，依靠弹簧来调节收放功能。

2　发蓝的机理

钢铁发蓝的原理比较复杂，涉及许多氧化还原反应。传统工艺其反应可能如下：

3Fe2++NO2-+6OH-→Fe3O4+NO+3H2O

常温发蓝的反应可能有如下反应：

Fe+Cu2+→Fe2++Cu

3Fe+SeO32-+6H+→3Fe2++Se2-+3H2O

4Fe2++O2+4H+→4Fe3++2H2O

Se2-+ Cu2+→CuSe

Se2-+ Fe2+→FeSe

2Fe3++3SeO32-→Fe2(SeO3)3(白色)

3Cu+2SeO32-+26H+→2CuSe+ Cu2++3H2O

由CuSe、FeSe、Fe2(SeO3)3参与成膜，形成常温发蓝层。

改进后可能发生的反应：

SeO32-+S2O82-+3H++ Fe→FeSe+2SO42-+3H2O

Se2-+Ni2+→NiSe

3　常温发蓝的配方

3.1常温发蓝剂的组成

1)主盐 常温发蓝剂中，Cu2+是成膜的关键组分，所以硫酸铜是最常用的主盐。

2)成膜剂 在常温发蓝剂中，必有氧化剂和铜盐、铁基体等参与氧化还原反应才能成膜，常用的氧化剂是二氧化硒或亚硒酸、硝酸或亚硝酸盐硝酸盐、过硫酸盐等。

3)辅助成膜剂 主要是可伴随主反应的同时辅助成膜[5]，不仅能加深黑化膜的色泽，而且还能提高膜层的致密度、附着力、耐磨性和耐蚀性等。常用的是磷酸、磷酸盐等。

4)促进剂 起催化作用，能提高反应成膜速度，最常用的是镍盐。

5)稳定剂 主要是控制铁离子与亚硒酸根离子生成Fe2(SeO3)3白色沉淀[6]。控制铜的置换速度，以保障结合力。稳定剂多为亚铁离子的配位剂，如柠檬酸盐、酒石酸盐、EDTA等。

6)表面活性剂 使基体表面润滑、发蓝膜均匀一致，可消除发花、浮灰现象，常用的有OP-10、十二烷基硫酸钠等。

3.2常温发蓝剂的配方

常温发蓝剂配方见表1。

表1 常温发蓝剂配方

3.2.1 发蓝工艺

发蓝工艺可采用如下流程：除油除锈→水洗→活化→发蓝→水洗→干燥→封闭→检验→成品

工件除油除锈彻底后，经水洗进入发蓝液中进行发蓝，为保证工件各处表面形成均匀的膜，应适当翻动工件，发蓝时间为5分钟左右。

3.2.2 实验结果

经上述工艺发蓝的工件，检验结果如下：

1)附着力

发蓝膜附着力测试方法及结果见表2。

表2 发蓝膜附着力测试方法及结果

2)耐腐蚀性

采用该技术得到的发蓝膜具有良好的耐腐蚀性能，符合WJ535-82(兵器工业标准)，具体结果见表3。

表3 新、旧工艺发蓝膜耐腐蚀性能比较

4　结论

本常温发蓝剂不需加热，操作安全、方便，生产成本低；溶液性能稳定，对弹簧钢发蓝较容易，抗腐蚀性能比传统工艺发蓝效果强；发蓝膜层与基体结合力好；经测试膜层质量达到技术要求，可以代替传统高温碱煮发蓝的工艺方法。

[1] 姜美红,赵庶江,王晓英,等.常温发蓝新工艺的应用[J].内燃机与动力装置,2006,(6):29-30.

[2] 程学渝,何甦.钢铁常温发蓝工艺[J].金属加工(热加工),2012,(S2):116-118.

[3] 周游，姚颖悟，谭超龙，等.钢铁常温环保型黑色转化膜的研究[J].电镀与精饰,2012,34(8)：28-31.

[4] 卢新华.钢铁常温发黑工艺及其维护[J].化学工程与装备,2014,(6)：143-144.

[5] 骆更新.钢铁常温发黑液中的添加剂及其作用[J].腐蚀与防护,1997,(4)：15-17.

[6] 杨世伟,李莉，罗兆红，等.钢铁常温快速发黑液[J].材料保护,1999，(8)：14.

[编校：杨琴]

Some Airplane Hydraulic System of Spring Normal Temperature Turn Blue Research

DENG Lan

(Changsha Aeronautical Vocational And Technical College,Changsha Hunan 410124)

Considering that the traditional bluing technology has such three defects as high energy consumption,poor efficiency and environmental pollution，the paper,based on selenium and copper system room temperature bluing,improves the formulation of room temperature bluing,which can effectively the problem that the film is easy to fall off,and the binding force is poor.

room temperature; bluing; new technology; energy saving

2016-08-10

邓岚(1969- )，男，湖南邵阳人，讲师，研究方向为材料的腐蚀与防护。

TG178

A

1671-9654(2016)03-044-02