[发明专利]一种飞机金属件表面电火花镀青铜方法及其装置

说明书

本发明公开了一种飞机金属件表面电火花镀青铜方法及其装置，该装置电极借助于震动器产生振动，周期地接通和断开电路，在金属工件表面瞬间形成瞬间热脉冲放电的火花，使其电极材料接触部分熔化、沸腾和蒸发，本方法用不同的功率、振动频率、振幅进行电火花镀青铜，电极材料端面接触工件表面垂直位置向两边摇摆作往返均匀运动，使工件表面层合金化。本发明解决了传统的电火花强化对工件基体热影响大、硬度下降明显，同时又满足不了涂层表面应有空隙的使用要求，提高了表面的耐磨性、抗擦伤性能，突破了制约飞机大修金属件表面合金化的修复技术瓶颈。

技术领域

本发明属于苏系列飞机工件表面合金化处理技术，更确切的说，是通过电火花放电的作用把一种导电材料涂镀熔渗到另一种导电材料的表面，从而改变后者表面物理和化学等特殊性能的工艺方法。

背景技术

苏-27飞机大修过程中，遇到活塞杆以及起落架上的内环等工件配合面上原有涂层磨损，需要对工作面进行合金化修复。由于工厂无法引进俄罗斯相关工艺，常规的电镀沉积或喷涂等方法达不到图样设计的结合强度要求，传统的电火花强化对工件基体热影响大、硬度下降明显，同时又满足不了涂层表面应有空隙的使用要求，为突破制约飞机大修的瓶颈，保证飞机的修理周期，因此，研究一种表面合金化的涂镀方法非常必要。

本发明要解决的是研究并形成一种飞机金属工件表面合金化的电火花涂镀方法，使金属工件表面性能得到改善，在于提高表面的耐磨性，使其具有抗擦伤性能。

发明内容

本发明一种飞机金属件表面电火花镀青铜方法，用脉动电流在金属工件表面瞬间形成放电的火花，火花作用在工件微面积上和电极材料微观体积内使其接触部分熔化、沸腾和蒸发，电极材料的转移元素和空气中的N等元素发生作用形成氮化物在工件表面堆积，并与基体材料(工件)形成涂镀合金层。

电极材料为一种铝铁锰青铜合金半圆棒。

脉动电流电路主要由整流桥、电容器组、带电极夹持的震动器组成，220V交流电经变压器变为52V电压再经整流桥和电容器组形成震荡电路产生脉动电流，电容器组为(30～400)μF可变电容，用开关控制为一并联连接，通过开关K1、K2、K3的闭合可改变电容器组的值，电容器组在整流电压作用下进行充放电，通过带电极夹持的震动器和工件接触形成电火花。工作电流强度1A～8A，火花放电工作电压2V～20V，震动器的振动频率每秒1～6次、振幅0.01mm～0.07mm。

用模拟修复工件的试验件镀青铜，分别调整电容器组的电容值，用不同的功率、振动频率、振幅进行电火花镀青铜，电极材料端面接触工件表面垂直位置向两边摇摆为15°～20°并作往返均匀运动，检查镀青铜后试验件形成涂镀合金层的性能，确定修复工件电火花镀青铜的电容值、功率、振动频率、振幅有关参数。

电火花涂镀青铜具体工艺步骤如下：

涂镀前处理，涂镀前清理工件上的锈蚀、润滑脂等。

装夹工件，将涂镀工件装在夹具上或用台虎钳夹紧工件，用铝片或铜片对夹持部位实施保护。

涂镀，震动器以每秒振动2次的频率、0.02mm～0.05mm的振幅进行振动，电极材料端面接触工件表面垂直位置向两边摇摆为15°～20°并在各个方向上沿工件表面往返均匀运动，注意观察，不能留空白，通过调节电容器组值进行控制，先采用“精涂”(电容值120μF)，后用“粗涂”(电容值400μF)，最后再用“精涂”(电容值120μF)的工艺方法获得均匀、光洁的涂镀表面，确定工件表面每平方厘米最佳涂镀时间为2.5min。工作规范：工作电流强度2A～5A；火花放电工作电压5V～15V；电火花涂镀单位持续时间(1.2～2.5)s/mm2。

清理，用钢丝刷清理工件涂镀层表面和涂镀材料表面上的黑色氧化物。检查，在涂镀过程中，每隔20min左右用5～10倍放大镜观察表面，在表面上不应有涂层烧伤、空缺或结瘤，空缺部位应重涂。