針對鎂合金制件存在較大、較多腐蝕坑的現象，本研究提出如下修復工藝：

腐蝕坑打磨處理→化學氧化處理→噴涂防腐底漆（20~30 µm）→凹坑處刮涂膩子→表面打磨→噴涂防腐底漆（20~30 µm）→成品（修復涂層厚度40~60 µm）。

其中化學氧化處理方法為：

（1）手工溶劑除油

使用棉紗、軟布或刷子沾二甲苯溶劑，將試板表面的油污清理干凈，待試板表面的溶劑揮發干凈后備用。

 

（2）酸溶液清洗

酸液配方：氫氟酸質量分數為80 g/L；

工藝：將氫氟酸兌稀至要求后，用加熱裝置將堿液加熱至25～35 ℃后，把經過溶劑除油的試板放入溶液中浸泡5～6 min，然后用流動的冷水沖洗2 min以上，再用去離子水沖洗2 min以上。

 

（3）重鉻酸鉀洗

重鉻酸鉀配方：重鉻酸鉀質量分數為105g/L，氟化鎂質量分數為 2.5g/L；

工藝：將重鉻酸鉀液按配方配制后，用加熱裝置將堿液加熱至（96±3）℃后，把經過氫氟酸清洗的試板放入重鉻酸鉀液中浸泡30 min，然后用流動的冷水沖洗2 min以上，再用去離子水沖洗2 min以上，晾干備用。

根據技術方案設計，本技術研究需要用到防腐底漆和膩子兩種產品。

2.1防腐底漆選型

防腐底漆對鎂合金附件的保護起主要作用，市面上有眾多的環氧防腐底漆，但其防腐性能評價時間較長。因此本研究選用本單位生產的高性能環氧底漆（含鉻系顏填料）、無鉻高固體份防腐底漆和高固體份防腐底漆（含鉻系顏填料）3種性能優異的防腐底漆進行對比。

其中，高性能環氧底漆采用環氧與聚酰胺固化體系以及鉻系顏填料，具有鉻系顏填料的防腐優勢；無鉻高固體份防腐底漆采用酚醛環氧與脂環胺固化體系以及環保型顏填料，具有耐高低溫、耐介質優勢；含鉻高固體份防腐底漆采用酚醛環氧與脂環胺固化體系以及鉻系顏填料，具有高附著力、柔韌性、抗沖擊、耐各種介質性能、耐高低溫循環、長效防腐等性能優勢。本研究對3種防腐底漆開展性能對比，對比結果見表1。

表1 防腐底漆性能對比

從表1可以看出，高性能環氧底漆耐鹽霧性能和耐液壓油性能較差，含鉻系顏填料的高固體份防腐底漆耐鹽霧性能可達1000 h以上，耐LD-4液壓油30 d基本無變化。這是因為酚醛環氧具有較好的耐酸性，而鉻系顏填料的存在也提升了防腐涂料的耐鹽霧性能。因此本研究最終選用性能最好的高固體份防腐底漆（含鉻系顏填料）作為修補用防腐底漆。

2.2 膩子選型

目前應用比較成熟的膩子有原子灰（不飽和聚酯膩子）、環氧膩子和聚氨酯膩子等。原子灰具有干燥快、易打磨、附著力強等優點，但也存在柔韌性差且收縮性大、內聚力不足的缺點。柔性環氧膩子具有附著力強、易打磨、適用期長、儲存穩定性好等優點，但其在低溫下（5℃以下）的反應活性較低。聚氨酯膩子具有更好的彈性, 防裂抗振, 抗老化等性能。多數鎂合金制件應用環境為高溫、震動，因此要求膩子需具有較好的耐溫性和彈性。目前汽車行業、航空業等使用的不飽和聚酯膩子柔韌性差，不能滿足技術指標要求。因此本研究選用本單位生產的柔性環氧膩子和聚氨酯膩子開展技術研究。

本項目針對這兩種不同的膩子進行了性能比較，結果見表2。

表2 膩子性能比較

通過表2可以看出，柔性環氧膩子附著力12.5 MPa，適用期120 min，遠優于聚氨酯膩子的附著力6.7 MPa和適用期25 min。聚氨酯膩子表干時間和實干時間較柔韌環氧膩子有優勢，因此本研究分別用兩種不同類型的膩子與防腐底漆配套，開展性能比較。

本研究選用高固體份防腐底漆（含鉻系顏填料）分別與柔性環氧膩子和聚氨酯膩子配套制板，并對其進行性能評價，具體配套方案為：

方案1：含鉻高固體份防腐底漆+柔性環氧膩子+含鉻高固體份防腐底漆。

（1）對鎂合金結構材料進行打磨至無可見腐蝕；

（2）用鉻酸鹽對鎂合金結構材料整體進行化學前處理，材料表面形成轉化膜；

（3）噴涂含鉻高固體份防腐底漆，常溫干燥；

（4）刮涂柔性環氧膩子，常溫干燥；

（5）機械打磨至表面平整；

（6）噴涂含鉻高固體份防腐底漆，常溫干燥，完成修復。

方案2：含鉻高固體份防腐底漆+聚氨酯膩子+含鉻高固體份防腐底漆。

（1）對鎂合金結構材料進行打磨至無可見腐蝕；

（2）用鉻酸鹽對鎂合金結構材料整體進行化學前處理，材料表面形成轉化膜；

（3）噴涂含鉻高固體份防腐底漆，常溫干燥；

（4）刮涂聚氨酯膩子，常溫干燥；

（5）機械打磨至表面平整；

（6）噴涂含鉻高固體份防腐底漆，常溫干燥，完成修復。

所有樣板制備完成后在（23±2）℃環境下養護7d，進行性能測試，兩種修復方案效果對比如下：

（1）外觀和附著力

依照GB/T 5210—2006標準進行樣板的外觀、附著力測試，結果如圖1所示。

圖1 外觀、附著力測試

兩種配套方案外觀均勻且平整光滑，配套方案1附著力達到12.5 MPa、13.6 Mpa，配套方案2附著力6.5 Mpa，7.0 Mpa，環氧膩子配套后附著力優于聚氨酯膩子配套的附著力。這是因為環氧樹脂的結構中有許多羥基、醚鍵和活潑的環氧基，使環氧樹脂有很強的粘結力。羥基、醚鍵有很強的極性，使得環氧樹脂分子與相鄰的金屬界面產生吸引力。

（2）耐潤滑油性能

依照GB/T9274—1988標準測試樣板的耐飛馬Ⅱ號合成潤滑油性能和耐8號（75%）+20號（25%）混合航空潤滑油性能，結果如圖2、圖3所示。

圖2 (121±5)℃×8 h耐飛馬Ⅱ號合成潤滑油

圖3 121±5℃×8 h耐 8號（75%）+20號（25%）混合航空潤滑油

配套涂層最外層均為含鉻高固體份防腐底漆，配套涂層耐完潤滑油后有明顯變色，繼續做500 g劃痕試驗，基本無劃痕耐，兩個方案無差別。

（3）耐燃油性能

依照GB/T9274—1988標準測試樣板的耐常溫燃油（RP-3、RP-5、50% RP-3+50%RP-5 ）性能、耐45℃5號航空煤油性能，結果如圖4所示。

圖4 耐常溫燃油

配套涂層最外層均為含鉻高固體份防腐底漆，配套涂層耐常溫燃油（RP-3、RP-5、50% RP-3+50%RP-5 ）、耐45℃5號航空煤油基本無變化，繼續做500 g劃痕試驗，基本無劃痕耐，兩個方案無差別。

（4）耐熱性

依照GB/T 1735—2009標準測試樣板的耐熱性，結果如圖5、圖6所示。

      圖5 200 ℃處理24 h                        圖6 200℃處理48h

兩個配套方案試驗結果均為200 ℃，24 h處理涂層變色，試板有彎曲；200 ℃，48 h處理涂層變色，試板彎曲嚴重，繼續做500 g劃痕試驗，板面無痕跡。

因為現場修復存在較深的腐蝕坑，深度可達5 mm以上，為更貼近實際工況環境，本研究在寬15 mm，深0.6 mm的凹槽中分別刮涂兩種不同膩子，待膩子實干后放入200 ℃烘箱中。結果表明，環氧膩子烘8 h后，開裂嚴重；聚氨酯膩子僅有輕微變色，無開裂現象。這是因為環氧樹脂一般在180~200 ℃下就會發生熱氧化分解，而氨基甲酸酯基的熱分解溫度為240 ℃，具有較好的熱穩定性。

（5）耐溫度沖擊性能

依照GJB/T 150.5A—2009標準進行樣板的耐溫度沖擊性能測試。配套樣板在（120℃±3）℃放置25 min后，在1 min內將試片移入（-54℃±3）℃放置5 min，做5次循環。兩個方案無差別，配套涂層耐溫度沖擊試驗后無任何變化。

（6）耐霉菌性能

依照GJB/T 150.10A—2009標準進行樣板的測試，結果表明，兩種配套方案無差別， 霉菌等級均為0級。

（7）耐濕熱性能

依照GJB/T 150.9A—2009標準進行樣板的耐濕熱測試。本研究兩種配套方案耐濕熱250d后試樣表面均無銹蝕、起泡；耐濕熱280 d后配套方案1漆膜顏色變淡，無銹蝕、起泡等現象，配套方案2漆膜顏色變淡，表面有起泡現象，如圖7所示。說明環氧膩子與含鉻高固體份防腐底漆配套耐濕熱性更好。

圖7 耐濕熱測試

（8）耐中性鹽霧

依照GB/T 1771—2007標準進行中性鹽霧試驗評價，結果表明，中性鹽霧1000 h后，兩種配套方案試樣表面均無銹蝕、起泡。

（9）耐鹽水

依照GB/T 9274—1988標準進行耐鹽水評價，常溫（23±3）℃，耐5%鹽水，30d后，兩種配套方案試樣表面均無銹蝕、起泡，如圖8所示。

圖8 耐鹽水測試

通過兩種配套方案性能評價比較，環氧膩子配套方案具有附著力高、耐濕熱性好，聚氨酯膩子配套方案具有更好的耐熱性，而且其附著力和耐濕熱性也滿足正常工況使用，因此本研究最終選用配套方案2作為最終修復方案，即含鉻高固體份防腐底漆與聚氨酯膩子配套方案。

本研究對防腐底漆在不同溫度下干燥時間，可打磨時間，最長復涂時間進行了探討，確定了其配套參數，具體見表3。在底漆可打磨時間和最長復涂間隔之間可直接刮涂膩子，在最長復涂間隔時間之后需對漆膜進行表面打磨之后再刮涂膩子。

表3  含鉻高固體份防腐底漆配套參數

含鉻高固體份防腐底漆可采用刷涂、普通噴槍噴涂、靜電噴涂的方式進行施工。將底漆與固化劑按質量比10：4配制好，攪拌均勻后，加入稀釋劑稀釋至施工粘度，靜置熟化20~30 min后再施工。

其中刷涂根據個人習慣按比例配漆后進行刷涂。

空氣噴涂最佳施工參數為：槍嘴與涂面的距離20~30 cm；氣壓0.3~0.4 Mpa；噴槍運行 20~30 cm/s；

靜電噴涂最佳施工參數為：靜電噴槍進氣壓力0.4 Mpa；物料泵壓力0.2 MPa；槍嘴與涂面的距離 20~30 cm；噴槍運行20~30 cm/s。

本研究對膩子在不同溫度下干燥時間，可打磨時間進行了探討，確定了其配套參數，具體見表4。其中膩子打磨后即可噴涂底漆。

表4 彈性聚氨酯膩子配套參數

彈性聚氨酯膩子采用刮涂的方式進行施工。將膩子與膩子固化劑按質量比100:12攪拌均勻后，用刮刀或調刀將混合后的膩子刮涂在需要修復的表面，表面刮涂平整，待完全干燥后用1000目砂紙打磨平整，繼續噴涂含鉻高固體份防腐底漆，完成腐蝕坑修復。