制造装有抗磨损且耐热保护件的航空器部件的方法和由其制造的航空器部件的制作方法
【专利摘要】一种包括以下操作步骤的方法：提供航空器部件(10)，其包括由复合材料制成且包含聚合物基体的基材(12)；以及将由金属材料制成的保护涂层(14)施用到基材。通过电解沉积方法将保护涂层(14)施用到聚合物基体。
【专利说明】
制造装有抗磨损且耐热保护件的航空器部件的方法和由其制造的航空器部件
技术领域
[0001]本发明涉及一种制造装有抗磨损和耐热的保护件的航空器部件的方法，以及通过使用该方法制造的装有抗磨损和耐热的保护件的航空器部件。
【背景技术】
[0002]更具体地说，本发明涉及一种方法和一种根据所附独立权利要求的前序部分所制造的航空器部件。
[0003]特别地，本发明涉及一种制造装有抗磨损和耐热的保护件的航空器部件的方法，其包括以下操作步骤:
[0004]-提供航空器部件，其包括由复合材料制成且包含聚合物基体的基材；以及
[0005]-将由金属材料制成的保护涂层施用到所述基材。
[0006]另外，本发明还特别地涉及一种装有抗磨损和耐热的保护件的航空器部件，其包括:
[0007]-由复合材料制成且包含聚合物基体的基材；以及
[0008]-施用到所述基材的由金属材料制成的保护涂层。
[0009]在上述类型的航空器部件中，保护涂层通常具有保护复合材料的功能，当暴露于飞行条件下时，该复合材料在航空器上自然地趋于劣化。这种部件的一些实例是前缘、机头、唇口和承重支撑件，例如用于军事航空器的桅杆。
[0010]根据现有技术，所用的保护涂层可以由以下组成:
[0011]-聚合物胶黏剂膜，其会与航空器部件的基材胶合，或
[0012]-保护性涂料，其会通过涂覆布置在所述基材之上，或
[0013]-待胶合的薄金属层(或膜)。
[0014]然而，这种装置有一些缺点。
[0015]—个缺点是部件在航空器上使用期间，施用到基材的胶黏剂膜、涂料或薄金属层具有差的耐久性。这转化成部件暴露区域中的涂料和底漆被去除的趋势。在最近由复合材料制成的高效的先进结构中，这种情况可以引起对基材本身的不良后果。事实上，复合材料会劣化，其经受由磨损带来的层离和腐蚀，导致表面层的破裂。特别地，当使用薄金属层时，由于配合面的缺陷，难以胶合该薄金属层;此外，在该胶合过程中遇到的问题会转化为更高的成本。
【发明内容】
[0016]本发明的一个目的是提供一种方法和航空器组件，其可以克服现有技术的这种和其他缺点，同时制造简单且经济。
[0017]根据本发明，如所附的独立权利要求的特征部分所定义的，通过以上所述类型的方法和航空器部件实现这种或其他的目的。
[0018]应理解的是，所附的权利要求是以下发明详述中给出的技术教导的组成部分。具体地，所附的从属权利要求定义了本发明的一些优选的实施方案，其包括一些任选的技术特征。
[0019]附图的简要说明
[0020]根据以下仅通过非限制性实例的方式给出的详细描述中，本发明的其他特征和优点会变得明显，特别地，关于附图，其示出了根据本发明的一个示例性实施方案所制造的航空器部件的示意图。
[0021]发明详述
[0022]关于所提供的唯一附图，示出了作为一个整体的航空器部件，其标记为10，该航空器部件装有抗磨损和耐热的保护件，并且是根据本发明的一个示例性实施方案制造的。
[0023]在一个方面，部件10包括由复合材料制成的且包括了聚合物基体的基材12。部件10还包括施用到基材12的由金属材料制成的保护涂层14。通过电解沉积方法将保护涂层14施用到基材12的聚合物基体，电解沉积方法也被称为“电镀”或“电沉积”。
[0024]在另一个方面，制造方法包括以下操作步骤:
[0025]-提供航空器部件10，其包括由复合材料制成且包含聚合物基体的基材12;以及
[0026]-将由金属材料制成的保护涂层14施用到基材12，其中，通过电解沉积方法将所述涂层14施用到聚合物基体。
[0027]由于上述特征，所开发的技术方案能够确保保护涂层的金属材料的牢固黏合而不影响基材的特性，特别是涉及其聚合物基体的特性。
[0028]在举例说明的实施方案中，基材的复合材料包含由纤维材料例如碳纤维制成的增强体。优选地，包含所述纤维材料的增强体的复合材料通过注塑成型制得。
[0029]有助于形成基材12的聚合物材料可以是热塑型材料或热固型材料;特别地，其厚度可以是几百分之一毫米至几毫米。
[0030]另一个优点通过以下事实给出:电解沉积确保施用到基材的涂层的总厚度得以有效控制，这使得可以根据需要的规格来限制航空器部件的总重量。
[0031]航空器部件10可以是安装在航空器上的任何元件，特别是当航空器使用时会暴露着的任何部件。例如，部件10可以是是前缘、机头、唇口(S卩，发动机舱的前缘)或发动机舱的其他部件。
[0032]最优选地，所述航空器部件10可以是航空器机翼或桅杆的至少一部分(例如前缘)，其原因会在下文详细描述。
[0033]还优选地，所述航空器部件10可以是机身的一部分(例如，腹部的外表面)。
[0034]优选地，电解沉积方法在低于所用的电解液的沸点的温度下、特别是在低于约100°C下进行。以这种方式，会使得基材12的聚合物基体在没有达到影响所述聚合物基体特性的温度下与保护涂层14结合。
[0035]优选地，施用到基材12的金属材料是抗磨损的。一方面，其对抗由于天然存在于大气中的固体颗粒(细尘)的影响所带来的磨损，当航空器贴近于地面或在灰尘或沙尘区域飞行时，以及在滑行或摩擦存在下，这种磨损甚至更加严重。另一方面，它也对抗由被称为“羽流”热腐蚀磨损导致的影响，该磨损在航空器部件10碰到来自于发射物或火箭的发动机点火时的火焰或喷流时发生，直至后者熄灭。以上提及的现象也被称为“火箭羽流”。因此，航空器部件可以有利地为至少一部分，特别是航空器机翼或航空器桅杆的前缘，因为这些区域是通常最易受到“羽流”磨损问题影响的那些区域。
[0036]在举例说明的实施方案中，用于制备保护涂层14的金属材料包括镍或其合金。
[0037]当然，在不偏离本发明原则的情况下，实施方案的形式和实施细节可以广泛地不同于通过非限制性实例在本文中描述和举例说明的那些，而不背离所附权利要求中陈述的本发明的范围。
[0038]如根据以上描述对于本领域的技术人员而言会是明显的，使用电解沉积方法将保护涂层施用到基材相对于高温处理的现有选择(例如，在高于电解液的沸点、即高于约100°C的温度下进行)是有优势的。事实上，在可能的火焰喷涂(f Iamizat1n)(也被定义为金属热喷涂)的情况下，作为保护涂层被施用的材料的温度会接近于所述材料的熔融温度。这就意味着复合材料基材的特性显著劣化。另外，在火焰喷涂的情况下，保护涂层可达到的最小厚度会必然大于通过电解沉积获得的厚度。
【主权项】
1.一种制造装有抗磨损和耐热的保护件的航空器部件(10)的方法，其包括以下操作步 骤:-提供航空器部件(10)，其包括由复合材料制成且包含聚合物基体的基材(12);以及-将由金属材料制成的保护涂层(14)施用到所述基材(12);所述方法的特征在于通过电解沉积方法将所述保护涂层(14)施用到所述聚合物基体。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述金属材料是抗磨损的，特别是抗由“羽流”效 应导致的热腐蚀磨损。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述电解沉积方法在低于电解液的沸点的温 度下、特别是低于约l〇〇°C下进行。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述金属材料是镍或其合金。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述基材的复合材料包含由纤维材 料、特别是碳纤维制成的增强体。6.—种装有抗磨损和耐热的保护件的航空器部件(10)，其包括:-由复合材料制成且包含聚合物基体的基材(12);以及-施用到所述基材(12)的由金属材料制成的保护涂层(14);其特征在于，所述保护涂层(14)是通过电解沉积方法施用到所述聚合物基体的。7.根据权利要求6所述的部件，其中，所述金属材料是抗磨损的，特别是抗由“羽流”效 应导致的热腐蚀磨损。8.根据权利要求6或7所述的部件，其中，所述电解沉积方法在低于电解液的沸点的温 度下、特别是低于约l〇〇°C下进行。9.根据权利要求6至8中任一项所述的部件，其中，所述金属材料是镍或其合金。10.根据权利要求6至9中任一项所述的部件，其中，所述基材的复合材料包含由纤维材 料、特别是碳纤维制成的增强体。
【文档编号】C25D5/54GK105960483SQ201480061979
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2014年11月10日
【发明人】卢卡·博泰罗, 马西莫·格雷戈里
【申请人】阿莱尼亚阿麦奇股份公司