從基板中去除金屬件的方法
【專利摘要】本公開涉及從基板中去除金屬件的方法，具體提供了一種從物件的介電材料中去除金屬件的方法，可包括將物件放置在電解液中，使得金屬件的至少一部分被浸沒。所述金屬件可被耦接至介電材料。所述方法還可包括將至少一個陰極以與所述金屬件間隔開的關系置于所述電解液中，以及使電流通過所述金屬件。所述方法還可包括響應于使所述電流通過所述金屬件而從所述介電材料中退鍍所述金屬件。
【專利說明】從基板中去除金屬件的方法

【技術領域】
[0001]本公開總體上涉及從基板中對金屬材料的去除，以及更具體地，涉及從介電材料上去除金屬件。

【背景技術】
[0002]多數直升機旋翼槳葉和飛機螺旋槳包括一種安裝在旋翼槳葉或者螺旋槳的前緣上的犧牲侵蝕帶。所述侵蝕帶通常由鎳、鈦、不銹鋼和/或其他金屬組成的金屬件形成。所述金屬件被配置為保護所述旋翼槳葉或者螺旋槳以防由雨、沙、灰塵及其他物體造成的撞擊破壞。因為所述金屬件會隨著時間磨損，所述金屬件必須定期被去除并替換成新的金屬件。
[0003]對于由金屬材料制成的旋翼槳葉和螺旋槳，所述金屬件可以是機械固定的和/或膠合到所述旋翼槳葉或螺旋槳的前緣。磨損的金屬件的替換包括去除機械固定件并在金屬旋翼槳葉或者螺旋槳上使用相同的或者新的機械固定件安裝新的金屬件。對于膠合到金屬旋翼槳葉或者螺旋槳的金屬件，所述金屬件可以使用冷卻削除法(cool-and-chip-awaymethod)來去除，其中，冷凍所述旋翼槳葉或者螺旋槳以使所述膠合減弱。所述金屬件然后可以通過使用錘和鑿子從金屬旋翼槳葉或者螺旋槳上鑿掉金屬槳葉而從所述金屬槳葉上除去。
[0004]然而，對于由諸如纖維增強的石墨環(huán)氧樹脂材料的復合材料制成的旋翼槳葉和螺旋槳，所述金屬件可以膠合到復合旋翼槳葉或者螺旋槳。相對新型的環(huán)氧粘附劑化合物可以在低溫下比下層的所述旋翼槳葉或者螺旋槳的復合材料更堅固。由于上述新型環(huán)氧粘附劑化合物的高強度，所以可能不能使用冷卻削除法從復合旋翼槳葉或者螺旋槳上去除金屬件。
[0005]可以看出，本領域中存在對從由復合材料構成的旋翼槳葉或者螺旋槳中去除金屬件的方法的需求。


【發(fā)明內容】

[0006]上述與從旋翼槳葉或者螺旋槳去除金屬件有關的需求通過提供從物件中的介電材料去除金屬件的方法的本公開被特定解決和緩減。所述方法可包括將所述物件放置在電解液(electrolyte bath,電解浴)中，使得至少一部分金屬件浸入液體中。所述方法進一步可包括放置至少一個陰極在所述電解液中并與所述金屬件有一定間隔，并且使電流通過所述金屬件。所述方法還可包括響應于使電流通過所述金屬件而從所述介電材料退鍍(deplate)所述金屬件。
[0007]在進一步實施方式中，公開了一種從物件的介電材料上去除金屬件的方法。所述方法可包括將掩模層涂覆到所述金屬件的一部分上以形成所述金屬件的掩蔽部分和非掩蔽部分的步驟，其中，所述非掩蔽部分可暴露于電解液。所述物件可被放置在電解液中，使得至少一部分金屬件被浸沒。所述方法可包括將至少一個陰極以與所述金屬件間隔開的關系置于所述電解液中，以及使電流通過所述金屬件。所述方法可進一步包括響應于使電流通過所述金屬件而退鍍所述非掩蔽部分。
[0008]同樣公開了一種從復合旋翼槳葉或者螺旋槳中去除侵蝕帶的方法。所述方法可包括將所述旋翼槳葉或者螺旋槳放置在電解液中，使得侵蝕帶至少部分被浸沒。所述侵蝕帶可以由金屬材料形成，并且可通過電介質粘合劑層耦接至所述旋翼槳葉或者螺旋槳。所述方法還可包括以與所述侵蝕帶間隔開的關系將陰極浸入所述電解液中，并且將電流施加到所述侵蝕帶上。所述方法也可包括響應于施加所述電流到所述侵蝕帶而從所述粘合劑層退鍍所述侵蝕帶。
[0009]總之，根據本發(fā)明的一個方面，提供了一種從物件的介電材料中去除金屬件的方法，包括以下步驟:將物件放置在電解液中，使得金屬件的至少一部分被浸沒，所述金屬件被耦接至介電材料；將至少一個陰極以與所述金屬件間隔開的關系置于所述電解液中；使電流通過所述金屬件；以及響應于使所述電流通過所述金屬件而從所述介電材料中退鍍所述金屬件。
[0010]有利地，所述方法還包括以下步驟:將掩模層涂覆至所述金屬件的一部分以形成所述金屬件的掩蔽部分和非掩蔽部分，所述非掩蔽部分暴露于所述電解液；以及響應于使電流通過所述金屬件而退鍍所述非掩蔽部分。
[0011]有利地，所述方法還包括:在所述金屬件的所述退鍍期間從所述金屬件逐漸去除所述掩模層。
[0012]有利地，所述方法還包括:監(jiān)測表示潛在金屬島的所述金屬件的非退鍍部分的掩模邊緣，其中，所述金屬件會變?yōu)榕c陽極接頭電學斷開；沿著所述掩模邊緣涂覆掩模密封齊?，使得所述掩模密封劑至少部分覆蓋所述非退鍍部分；以及在涂覆所述掩模密封劑之后恢復使所述電流通過所述金屬件。
[0013]有利地，所述方法還包括:使用導電帶連接金屬島至陽極接頭；使電流通過所述導電帶并通入所述金屬島中；以及從所述介電材料中退鍍所述金屬島。
[0014]有利地，所述方法還包括:其中，所述介電材料包括以下中的至少一個:玻璃、陶瓷、塑料、聚合材料。
[0015]有利地，所述方法還包括:其中，所述聚合材料包括耦接所述金屬件至基板的粘合劑。
[0016]有利地，所述方法還包括:其中，所述基板由金屬材料和復合材料中的至少一個形成。
[0017]有利地，所述方法還包括:其中，所述復合材料包括纖維增強聚合物基體材料。
[0018]有利地，所述方法還包括:其中，所述金屬件具有至少約0.002英寸的厚度。
[0019]有利地，所述方法還包括:在所述物件的基板上以防止所述基板與所述電解液接觸的方式涂覆掩模層。
[0020]有利地，所述方法還包括:其中，將至少一個陰極置于所述電解液中的步驟包括使所述陰極的至少一部分浸入所述電解液中。
[0021]有利地，所述方法還包括:其中，所述陰極被定形為與所述金屬件互補。
[0022]有利地，所述方法還包括:其中，所述至少一個陰極包括位于所述物件的相對側上的一對陰極。
[0023]有利地，所述方法還包括:其中，所述電流包括直流。
[0024]有利地，所述方法還包括:其中，使電流通過所述金屬件的步驟包括維持所述電流的恒定電壓；以及當退鍍所述金屬件時，允許改變所述電流的安培數。
[0025]根據本發(fā)明的另一方面，提供了一種從物件的介電材料中去除金屬件的方法，包括以下步驟:提供一種具有耦接至介電材料的金屬件的物件；將掩模層涂覆至所述金屬件的一部分上以形成掩蔽部分和非掩蔽部分，所述非掩蔽部分暴露于電解液中；將所述物件放置在所述電解液中，使得所述金屬件的至少一部分被浸沒；將至少一個陰極以與所述金屬件間隔開的關系置于所述電解液中；使電流通過所述金屬件；以及響應于使電流通過所述金屬件而退鍍所述非掩蔽部分。
[0026]有利地，所述方法還包括在所述金屬件的所述退鍍期間從所述金屬件逐漸去除所述掩模層。
[0027]有利地，所述方法還包括以下步驟:維持陽極接頭和所述金屬件的重要部分之間的連續(xù)電路徑，直至所述金屬件從所述介電材料中被去除。
[0028]根據本發(fā)明的又一方面，提供了一種去除侵蝕帶的方法，包括以下步驟:將旋翼槳葉和螺旋槳中的至少一個放置在電解液中，使得侵蝕帶至少部分被浸沒，所述侵蝕帶由金屬材料構成并通過介電粘合劑層耦接至所述旋翼槳葉或者螺旋槳；以與侵蝕帶間隔開的關系將陰極浸入所述電解液中；將電流施加到侵蝕帶中；以及響應于將所述電流施加到侵蝕帶而從所述粘合劑層退鍍所述侵蝕帶。
[0029]已經論述的所述特征、功能以及優(yōu)點可以獨立地在本公開的各種實施方式中實現或者可以與其他實施方式結合，更多細節(jié)可以參考以下說明及附圖了解。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]依據所述附圖，本公開的這些及其他特征將會變得更加顯而易見，其中，通篇中相同標號指代類似部分并且其中:
[0031]圖1是具有旋翼槳葉的直升機的側視圖；
[0032]圖2是所述直升機的主旋翼槳葉的透視示意圖；
[0033]圖3是圖2的主旋翼槳葉的部分分解示意圖以及示出可耦接至所述主旋翼槳葉的前緣的金屬件；
[0034]圖4是沿著圖3的線4截取的所述主旋翼槳葉的截面圖并且示出可以使用諸如環(huán)氧粘合劑的介電材料耦接至所述主旋翼槳葉的所述金屬件；
[0035]圖5是示出所述金屬件所膠合至的所述主旋翼槳葉的截面圖；
[0036]圖6是示出具有一個或多個插入物安裝在其上的葉梢的所述主旋翼槳葉的端視圖；
[0037]圖7是包括從介電材料去除金屬件的方法的一個或多個操作的流程圖示圖；
[0038]圖8A是表示旋翼槳葉和具有可使用介電材料粘合耦接至所述物件的基板的金屬件的物件的側視圖；
[0039]圖8B是示出附加所述金屬件至前緣的所述物件的端視圖；
[0040]圖9A是示出應用于一部分所述金屬件以形成所述金屬件的掩蔽部分和所述金屬件的非掩蔽部分的物件的側視圖；
[0041]圖9B是示出連接到所述金屬件的陽極導線的物件的端視圖；
[0042]圖10是浸入電解液中并且示出被耦接至電源的正極端子的所述陽極(S卩，所述金屬件)和耦接至所述電源的負極端子的陰極的物件的透視圖；
[0043]圖11是浸入所述電解液中并且示出所述陰極形成為單一結構的實施方式的所述物件的端視圖；
[0044]圖12是浸入所述電解液中并且示出放置在所述金屬件的對側上的一對陰極的所述物件的端視圖；
[0045]圖13是繼響應于將導通電流通過所述金屬件來初始退鍍所述金屬件的非掩蔽部分之后的所述物件的側視圖；
[0046]圖14是示出在被修復以形成用于退鍍的新的所述金屬件的非掩蔽部分之后的所述掩蔽部分的所述物件的側視圖；
[0047]圖15A是示出沿著所述金屬件的掩蔽部分的掩模邊緣的潛在的金屬島的形成的所述物件的側視圖；
[0048]圖15B是示出沿著所述掩模邊緣形成的所述潛在的金屬島的所述物件的部分放大圖；
[0049]圖15C示出了沿著所述掩模邊緣在所述潛在的金屬島的位置處的電絕緣密封膠的應用；
[0050]圖1?示出了在沿著所述掩模邊緣應用密封劑后恢復將電流通過所述金屬件之后的所述潛在金屬島尺寸的減少；
[0051]圖15E示出了由于沿著所述掩模邊緣應用密封膠而通過退鍍消除所述潛在金屬島;
[0052]圖16是示出所述掩蔽部分的進一步修整以形成用于通過所述退鍍處理去除的新的所述金屬件的非掩蔽部分的所述物件的側視圖；
[0053]圖17是示出所述金屬件的用于通過所述退鍍處理去除的保持暴露的部分的所述物件的側視圖；
[0054]圖18是示出在所述物件的介電材料上剩余的金屬島的所述物件的側視圖；
[0055]圖19是示出連接所述金屬島到陽極連接點以允許所述金屬島的退鍍的導線的所述物件的側視圖；
[0056]圖20A是所述物件在使用所述退鍍處理去除所述金屬件之后的側視圖；
[0057]圖20B是示出所述金屬件的去除的所述物件的端視圖；
[0058]圖21是飛行器服務和制造方法學的流程圖示圖；以及
[0059]圖22是飛行器的框圖示圖。

【具體實施方式】
[0060]現參考附圖，其中所示出的是為了示出各種本公開的實施方式的目的，在圖1中所示的是具有包括駕駛艙102、主旋翼112、尾梁106、安裝在尾梁106上的尾槳108以及用于驅動所述主旋翼112和尾槳108的引擎/傳動裝置104的機身的直升機100的側視圖。所述主旋翼112和所述尾槳108可以各自包括多個旋翼槳葉110。
[0061]圖2是直升機100的主旋翼的旋翼槳葉110的實施方式的透視圖。所述旋翼槳葉110可以從槳葉根114延伸至槳葉尖116。此外，所述旋翼槳葉110可具有后緣120和前緣118。所述前緣118可包括被配置為保護所述旋翼槳葉110以避免諸如來自雨、沙、灰塵、碎片及其他物體的撞擊損壞的侵蝕帶152。所述侵蝕帶152可以形成為金屬件150并且可以由諸如鎳、鈦、不銹鋼和/或任何其他金屬材料的金屬材料或者合金組成。
[0062]圖3是圖2的旋翼槳葉110以及示出可以通過粘合層126 (圖2)耦接至所述旋翼槳葉110的前緣118的所述金屬件150的分解透視圖。所述金屬件150可以形成為從所述旋翼槳葉110分離的部件。鑒于此，所述旋翼槳葉110可以由金屬材料和/或諸如纖維增強聚合物基體材料的復合材料形成。在實施方式中，所述金屬件150可以通過電成形工藝、通過機器加工、通過鑄造或者通過其他任何用于制作所述金屬件150以作為從所述旋翼槳葉110分離的部件的制造工藝來形成。在實施方式中，所述金屬件150可以被非電鍍在所述旋翼槳葉上，并且可以分開形成并隨后耦接至所述旋翼槳葉110。
[0063]盡管在旋翼槳葉的背景下描述，但如本文中公開的所述退鍍處理可以被實施為用于從任何尺寸、形狀及結構的任何類型物件136的介電材料124中去除任何尺寸、形狀及結構的金屬件150。
[0064]圖4是圖3的旋翼槳葉110的分解截面圖。所述旋翼槳葉110可以包括D形翼梁122，該D形翼梁122可包括所述旋翼槳葉110的主承載結構元件。在實施方式中，所述D形翼梁122可以由諸如以上提及的纖維增強聚合物基體材料的復合材料形成。盡管所述D形翼梁122被示出為具有總體上為實心的截面，但所述D形翼梁122可以被設置有中空截面(未示出)。所述旋翼槳葉110可以進一步包括由一對玻璃纖維或者金屬面板(未示出)包圍的蜂窩狀核心130。所述蜂窩狀核心130和/或所述面板可被耦接至所述D形翼梁122以形成所述旋翼槳葉110的所述后緣120部分。所述金屬件150 (例如，侵蝕帶152)可在所述D形翼梁122處被膠合接合到所述旋翼槳葉110的所述前緣118，使得所述D形翼梁122用作所述金屬件150的基板128。然而，所述金屬件150可以被接合到沿著所述旋翼槳葉110的任何位置，并且不限于接合在所述前緣118處，諸如接合到所述D形翼梁122處。
[0065]圖5是具有使用諸如粘合劑的介電材料124膠合接合到所述前緣118的金屬件150的所裝配的旋翼槳葉110的截面圖。在實施方式中，所述金屬件150可以通過由環(huán)氧粘合劑構成的粘合劑層126耦接至所述旋翼槳葉110的基板128。在本公開中，介電材料124可以被限定為一種不導電材料，或者一種具有相對低導電率或者相對高電阻率的材料。在實施方式中，所述介電材料124可包括具有大于約1X10_6歐姆米(Ω-m)的電阻率的材料。例如在實施方式中，在本文中使用的所述介電材料可包括玻璃、陶瓷、塑料、橡膠以及聚合材料，并且任何材料均具有大于約1 X 10_6 Ω -m的電阻率。
[0066]在圖5中，所述金屬件150可以具有恒定的厚度或者可變的厚度。例如，所述金屬件150可以在所述金屬件150的突出部(nose) 154 (圖4)具有較大的厚度162 (圖4)，以及在所述金屬件150的后緣156(圖4)逐漸減少為較小厚度162。在實施方式中，所述金屬件150可以在所述金屬件150的所述突出部154具有高達約0.15英寸或者更大的厚度162，以及在金屬件150的所述后緣156具有在約0.002至0.030英寸范圍內的厚度162。鑒于此，在本文中公開的所述退鍍處理可以有效地用于去除任何厚度的金屬件150而沒有限制。所述退鍍處理可以有效地用于去除具有0.002英寸或更大的厚度的金屬件150。例如在實施方式中，所述退鍍處理可以去除具有0.010英寸或更大的厚度的金屬件150。
[0067]有利地，所述退鍍處理可以有效地用于去除具有可能總體上大于使用傳統(tǒng)電鍍處理(未示出)施加于(例如，涂覆在)基板128 (未示出)上的金屬覆層(未示出)的厚度的厚度162 (圖4)的金屬件150 (圖4)，其中，該覆層厚度可以小于約0.002英寸。此外，在本文中公開的所述退鍍處理相比用于去除傳統(tǒng)電鍍的金屬覆層的傳統(tǒng)化學剝離處理(未示出)提供了顯著的優(yōu)勢。例如，該傳統(tǒng)化學剝離處理可以包括利用酸(未示出)來去除數量級約為0.001-0.002英寸的相對小的厚度的金屬覆層，并且其中，所述酸可能會不加區(qū)別地攻擊接觸到所述酸的復合材料(未示出)和/或金屬材料(未示出)。
[0068]圖6是示出具有諸如安裝在其上的插入物134的一個或多個金屬部件132的槳葉尖端的旋翼槳葉110的端視圖。如以下更詳細描述，所述旋翼槳葉110可具有可能需要對所述電鍍處理的保護以防止損壞的一個或多個金屬部件132。例如，該金屬部件132可以通過掩蔽或者應用其他密封材料以防止所述金屬部件132的退鍍(例如電分解)來保護。
[0069]圖7是包括一個或多個可被包括在從物件136 (圖4)的介電材料124 (圖4)中去除金屬件150(圖4)的方法300的實施方式中的操作的流程圖示圖。盡管在表示旋翼槳葉110的物件136的背景下描述了所述方法300，但所述方法可以被實施為用于從任何尺寸、形狀以及結構的物件136的介電材料124中去除任何尺寸、形狀以及結構的金屬件150。此夕卜，所述方法300不限于從粘合劑層126(圖4)中去除金屬件150，而是可以包括從諸如復合材料物件136的介電基板128 (圖4)中去除金屬件150。然而，所述方法同樣可以包括從將所述金屬件150耦接至金屬基板128的介電粘合劑層126中去除金屬件150。
[0070]參照圖8A，所述方法300 (圖7)的步驟302可包括提供一種具有耦接至或者接觸介電材料124的金屬件150的物件136。為了示出本文中公開的退鍍處理的目的，在圖8A中所示的所述物件136表示旋翼槳葉110。在圖8A中的所述物件136包括膠合耦接至介電粘合劑層126的所述金屬件150，該介電粘合劑層126轉而膠合耦接至所述物件136的所述基板128。所述基板128包括可以由金屬材料和/或復合材料形成的所述物件136的子結構。所述介電粘合劑層126從所述基板128分離開所述金屬件150。除所述介電粘合劑層126之外，所述基板128同樣可以由所述金屬件150所膠合耦接的介電材料124構成。例如，所述基板128可以由諸如纖維增強聚合物基體材料的復合材料形成。在實施方式中，所述纖維增強聚合物基體材料可以包括石墨環(huán)氧樹脂材料、玻璃纖維環(huán)氧樹脂材料或者其他任何類型的纖維增強復合材料。
[0071]圖8B是示出耦接到所述物件136的所述前緣118的所述金屬件150的圖8A的所述物件136的端視圖。如上所指出，所述介電材料124可以由具有如上所限定的相對低的導電率和相對高的電阻率的材料構成。在實施方式中，所述介電材料124可包括聚合材料并且還可包括玻璃、陶瓷、塑料及其他具有相對低的導電率的材料。在實施方式中，所述聚合材料包括以上提及的將所述金屬件150耦接(例如，粘合劑接合)至基板128的環(huán)氧粘合劑。
[0072]參照圖9A，所述方法300 (圖7)的步驟304可包括將掩模層170 (圖9A)涂覆至所述金屬件150的一部分以形成所述金屬件150的掩蔽部分174以及所述金屬件150的非掩蔽部分176。所述掩模層170可提供用于控制發(fā)生所述金屬件150從所述介電材料124上退鍍的位置的方法。如下文中所示，所述金屬件150的非掩蔽部分176可以在所述退鍍處理期間暴露于電解液202中，這在電流242 (圖10)通過所述金屬件150時使得所述非掩蔽部分176從所述介電材料124上被退鍍。
[0073]步驟304可選擇地包括在所述基板128上以防止所述基板128與所述電解液202 (圖10)接觸的方式涂覆所述掩模層170 (圖9A)。在實施方式中，所述復合材料的旋翼槳葉110(圖6)可包括在發(fā)生雷擊事件時用于電荷耗散的導電網(例如，圖6中的鋁網140)。所述基板128上的所述掩模層170可以在退鍍所述金屬件150的所述處理期間防止所述鋁網140(圖6)的退鍍。此外，如果所述纖維增強聚合物基體缺乏諸如玻璃纖維層的保護性外層，那么所述掩模層170可以同樣涂覆于所述基板128以防止吸收所述電解液202進入所述纖維增強聚合物基體材料的相對多孔表面。
[0074]圖9B示出了可以耦接至所述金屬件150以用于連接所述金屬件150至電源240(圖10)的陽極導線208。所述陽極導線208可包括導線、線纜或者桿。例如，所述陽極導線208可包括可以附接到所述物件136或者金屬件150的一個或者兩個物件側138的螺桿210。例如，所述陽極導線208可包括穿過所述物件136的所述前緣118并且通過一對鎖緊螺母212固定在所述金屬件150的表面的螺桿210。然而，所述陽極導線208可包括一個或多個導線、桿或者其他連接所述金屬件150至電源240(圖10)的導電元件。
[0075]在實施方式中，所述掩模層170 (圖9A)可以被涂覆于所述金屬件150 (圖9A)，使得所述金屬件150的非掩蔽部分176 (圖9A)距離所述陽極接頭206最遠(圖9A)。例如，圖9A示出了位于所述金屬件150的左下角附近的所述陽極接頭206，以及位于沿著所述金屬件150的右側并且沿著在所述物件136 (圖9B)的相對物件側138 (圖9B)上鄰近于所述金屬件150的所述后緣156的所述非掩蔽部分176。
[0076]所述掩模層170 (圖9A)可以防止所述電解液202接觸所述金屬件150 (圖9A)的所述掩蔽部分174(圖9A)并由此防止該區(qū)域退鍍，且相反，允許所述退鍍出現在所述金屬件150的所述非掩蔽部分176。以這種方式，如以下更詳細描述，所述掩模層170可以防止電絕緣金屬島160 (圖18)的形成，并且由此在所述退鍍處理期間維持沿著所述金屬件150的基本連續(xù)的電路。在實施方式中，所述掩模層170可包括在其至少一側上具有壓敏粘合劑的掩模膠帶。在實施方式中，所述掩模膠帶可以是市場上可獲得的來自3M公司的3M?電鍍膠帶470，盡管任何合適的掩模材料均可被用于對所述金屬件150和/或所述基板128 (圖9A)掩蔽以防止與所述電解液202 (圖10)接觸。
[0077]圖10是電解液202的容器200和電源240的示意圖。所述方法300 (圖7)的步驟306可包括將所述物件136放置在所述電解液202中，使得所述物件136的至少一部分被浸沒。所述金屬件150可以充當可耦接至所述電源240的正極端子244的陽極204。在圖10中的所述金屬件150可由可以被電分解(S卩，退鍍)的任何材料形成，并且可包括鎳、鋼、不銹鋼、鈦、鉻鎳鐵合金(inconel)以及其他任何金屬材料或者合金。所述電解液202可由與將被分解或者退鍍的所述金屬材料互補的溶液構成。例如，如果所述金屬件150由鎳基合金構成，那么所述電解液202可包括鎳氨基磺酸鹽溶液。然而，所述電解液202可以任何合成物類型被提供，并且可包括在所述退鍍處理期間用于促進所述金屬件150的電分解的具有可選添加劑的水溶液。
[0078]仍然參照圖10，所述方法300 (圖7)可包括步驟308，該步驟308可包括將至少一個陰極224放置在所述電解液202中。所述方法可包括使至少一部分所述陰極224浸入所述電解液202中，并且將所述陰極224定位為與所述陽極204間隔開的關系。所述陰極224可耦接至所述電源240的負極端子246。鑒于此，所述電源240可電連接到包括通過所述電解液完成的電路的電極的所述陽極204和所述陰極224。所述電源240可提供電流242到陽極204(即，所述金屬件150)以用于從所述介電材料124(例如，所述環(huán)氧粘合劑)上退鍍所述金屬件150。在實施方式中，所述陰極224可由可以與形成所述金屬件150的金屬材料基本相似的金屬材料形成。例如，如果所述金屬件150由鎳合金構成，那么所述陰極224同樣可以由鎳基合金或者與鎳互補的合金形成。然而，所述陰極224可以由用于傳導所述電流242的任何材料形成。所述陰極224可被定位為與所述金屬件150間隔開、非接觸的關系。
[0079]在圖11中，所述陰極224可以形成為單一結構并且可以被成型為與所述金屬件150互補以便在所述陰極224和所述金屬件150之間的間隙內至少局部地促成基本均勻的電流密度。該均勻的電流密度可以促進基本均勻的退鍍速率，并且如下文中更詳細描述，可以在所述退鍍處理期間避免金屬島160(圖18)的出現。此外，所述單一陰極224可以被調整尺寸并配置為使得所述陰極224優(yōu)選定位在沿著所述陰極224的基本所有位置處距離所述陽極204基本恒定的距離230上，以促進沿著所述金屬件150的均勻退鍍，并且防止在沿著所述金屬件150的一點處具有相對于沿著所述金屬件150的其他點的更高的退鍍速率。然而，所述陰極224可包括可以至少部分地浸入所述電解液202中并且不需要被配置為與所述金屬件150的大小和形狀互補的簡單導桿、線纜或者導線。
[0080]在圖12中示出了被設置為一對陰極224的所述陰極224的一種替代實施方式。所述一對陰極224可被定位在所述物件136的相對的物件側138。每個所述陰極224可通過可以在陰極連接點226處耦接至所述陰極224的所述陰極導線228被電連接到所述電源240的負極端子246。在實施方式中，在開始所述退鍍操作之前，所述陰極224的總表面積可以至少與所述陽極204(即，所述金屬件150)的表面積一樣大。所述陰極224的表面積可以是所述金屬件150被退鍍的速率的一個因素。
[0081]參照圖10，所述方法300 (圖7)的步驟310可包括使電流242通過所述金屬件150以開始所述退鍍處理。鑒于此，所述電源240可以被激活以將正電位施加到陽極204并且將負電位施加到陰極224。所述電流242可包括直流(S卩，DC電流)。所述電流242可在所述電源240的激活下通過所述金屬件150。在實施方式中，所述電源240可包括可以具有整流器(未示出)的直流電源(未示出)，以允許以相對短的脈沖周期性地或者間歇性地反轉電流流向(未示出)，使得正電位(未示出)被施加于所述陰極224以及負電位被施加于所述陽極204，以作為從所述金屬件150去除任何碎片(未示出)或者煙塵和/或為所公開的退鍍處理激活所述金屬件150的方法，在所述退鍍處理中，正電位被施加于所述陽極204以及負電位被施加于所述陰極224。
[0082]所述方法300 (圖7)可包括步驟312，該步驟312可包括維持所述電流242 (圖10)的基本恒定的電壓250 (圖10)，并且當從所述介電材料124 (圖10)退鍍所述金屬件150 (圖10)時允許所述電流242的安培數254(圖10)能夠浮動或者改變。步驟312可包括通過調整所述電源240上的電壓調整248旋鈕(圖10)在從約3伏特至約15伏特的范圍內選擇電壓250。在實施方式中，所述電壓250可針對所述退鍍處理設定在約5至9伏特之間。然而，所述電流242的所述電壓250可以大于15伏特。鑒于此，由于安全原因而可能期望使電壓250最小化。所述電源240可包括安培數調整252旋鈕(圖10)。然而，所述安培數的范圍可以被允許浮動或者改變。在實施方式中，盡管可以使用小于20安培或者大于32安培的安培數254，但所述安培數可以屬于約20-32安培的范圍內。在所述退鍍處理期間，所述安培數254可能會隨著時間逐漸減少，因為所述金屬件150的總區(qū)域在所述退鍍處理期間逐漸減少。
[0083]參照圖13，所述方法300 (圖7)的步驟314可包括響應于將所述電流242 (圖12)通過所述金屬件150從所述介電材料124退鍍所述金屬件150。圖13示出了開始所述金屬件150的非掩蔽部分176 (圖12)的退鍍，使所述介電粘合劑在圖13中暴露。在所述退鍍處理期間，所述電解液202 (圖12)承載包括所述陽極204(即，所述金屬件150)和所述陰極224(圖11)的兩個電極之間的電流242。在所述退鍍處理期間，所述金屬件150可被氧化成金屬離子(未示出)，導致所述金屬離子溶解到所述電解液202中，并且利用所述金屬尚子電鍍所述陰極224。
[0084]在圖13中，所述方法300的步驟316 (圖7)可包括在從所述電介質中退鍍所述金屬件150的同時維持從所述陽極接頭206到暴露的所述金屬件150的任何或基本全部位置或者重要部分的連續(xù)的電路徑214。通過維持到所述陽極接頭206的連續(xù)的電路徑214，可以如下所述避免金屬島160(圖18)的形成。鑒于此，步驟316可包括維持連續(xù)的電流242 (圖12)路徑通過所述金屬件150直至大部分所述金屬件150從所述基板128上被去除。
[0085]暫且參照圖10，所述方法300(圖7)可包括在從所述介電材料124上去除所述金屬件150的同時循環(huán)所述電解液202。所述電解液202的循環(huán)可以維持所述電解液202內至少局部在所述電解液202和所述金屬件150之間的界面處的基本均勻的電流密度?；揪鶆虻碾娏髅芏瓤梢源龠M金屬件150上的基本均勻的退鍍。鑒于此，所述均勻電流密度可以通過利用放置在所述電解液202內的諸如旋轉葉片、泵或者循環(huán)風扇的機械裝置(未示出)或者其他用于攪拌或搖動所述電解液202的裝置攪拌或者搖動所述電解液202來促成。
[0086]在圖15A中，所述方法300(圖7)的步驟318可包括在所述退鍍處理期間從所述金屬件150上逐漸去除所述掩模層170。從所述金屬件150上對所述掩模層170的逐漸去除可以在所述退鍍處理期間逐漸減少所述掩蔽部分174的尺寸以及逐漸將所述金屬件150的其他區(qū)域暴露給電解液202(圖12)。在實施方式中，步驟318可包括諸如利用切割工具修整所述掩模邊緣172。例如，所述掩模層170可以使用刀片來修整以形成所述金屬件150的新的非掩蔽部分176 (圖14)。
[0087]在圖15B中示出了在所述退鍍處理期間可能會出現的所述金屬件150的非退鍍部分158。鑒于此，所述方法300 (圖7)可包括針對該非退鍍部分158諸如沿著掩模邊緣172監(jiān)測(例如，可視地)所述金屬件150的所述非掩蔽部分176 (圖14)的步驟320。每個所述非退鍍部分158可表示可能形成和保持與所述介電材料124永久接合的不期望的金屬島160 (圖18)。金屬島160可包括所述金屬件150的可能變?yōu)榕c所述陽極接頭206 (圖15A)電隔離以使得電流242(圖12)不能到達所述金屬島160的區(qū)域。該金屬島160可能響應于所述電解液202 (圖12)滲入所述掩模層170下方并且引起所述金屬件150的局部退鍍而形成。
[0088]在圖15C中，所述方法300 (圖7)的步驟322可包括沿著掩模邊緣172在所述非退鍍部分158的位置處涂覆非導電掩模密封劑178。所述掩模密封劑178可被涂覆成至少部分地覆蓋所述掩模邊緣172和所述非退鍍部分158，以防止或者阻止金屬島160(圖18)的形成。在實施方式中，所述掩模密封劑178可包括可能隨后會變硬并且防止所述電解液202 (圖12)與所述非退鍍部分158的被密封劑覆蓋的部分接觸的液體或者漿料。在實施方式中，所述掩模密封劑178可包括從Allied Plating Supplies, Inc.商業(yè)購得的MiccroSuper XP-2000 Stop-Off Lacquer?,或者任何其他用于掩蔽非退鍍部分的期望區(qū)域并防止金屬島160出現的合適的密封材料。
[0089]在圖15D中，所述方法300 (圖7)可包括在將所述掩模密封劑178 (圖15D)涂覆到所述非退鍍部分158 (圖15C)之后恢復使所述電流242通過所述金屬件150。所述電流242的恢復施加可以繼續(xù)所述退鍍處理。
[0090]在圖15E中示出了所述物件136以及在去除所述掩模密封劑178之后所述非退鍍部分158從所述介電材料124的消除。有利地，所述掩模密封劑178可以防止金屬島160 (圖
18)的形成。如上所指出，金屬島160可能與所述金屬件150的剩余部分電氣上不連續(xù)，并且導致電流242不能通入所述金屬島160中以進行退鍍。
[0091]圖16示出了對所述掩蔽部分174的額外修整以形成所述金屬件150的新的非掩蔽部分176。在實施方式中，所述物件136可以暫時從所述電解液202 (圖12)被去除以允許修整所述掩蔽部分174。如上所指出，所述金屬件150通過以連續(xù)的電路徑214保持在所述陽極接頭206和所述金屬件150的剩余部分之間的方式修整所述掩蔽部分174而逐漸被暴露。
[0092]圖17示出了圖16的所述金屬件150的所述非掩蔽部分176的退鍍，以及最終掩蔽部分174的去除。盡管圖中僅示出了所述物件136的一側，但所述掩蔽部分174的逐漸修整可以以基本等同的方式在兩個相對的物件側138上執(zhí)行。以這種方式，所述金屬件150可以在所述物件兩側138上以基本均勻的方式被退鍍。
[0093]圖18是示出在從所述介電材料124上去除所述金屬件150之后剩余在所述物件136的所述介電材料124上的金屬島160的所述物件136的側視圖。如上所指出，該金屬島160可能響應于所述電解液202 (圖12)滲入所述掩模層170下方并且導致所述金屬件150的局部退鍍而出現。
[0094]圖19示出了可包括使用導電帶216連接所述金屬島160至所述陽極接頭206的所述方法300(圖7)的步驟324。在連接所述金屬島160至所述陽極接頭206之后，所述方法可包括激活所述電源240 (圖12)以及使電流242(圖12)通過所述導電帶216。所述方法可進一步包括從所述介電材料124上退鍍所述金屬島160。所述導電帶216可以由包括但不限于銅、鋁或者其他任何導電材料的任何合適的導電材料形成。在實施方式中，所述導電帶216可被掩模層170或者其他絕緣材料覆蓋，以避免所述導電帶216的退鍍。
[0095]圖20A示出了在利用上述退鍍處理去除所述金屬件150以及任何金屬島160 (圖
19)之后的物件136。在圖20A中示出了之前被所述金屬件150覆蓋的所述介電材料124。覆蓋所述基板128的所述掩模層170 (圖19)同樣可被去除。圖20B示出了退鍍的物件136的端視圖，以及示出了所退鍍的金屬件150的沿虛線的輪廓。
[0096]如上所指出，所述退鍍處理可以有利地被實現為從旋翼槳葉110或者螺旋槳(未示出)上去除磨損的侵蝕帶152 (圖5)。在實施方式中，新的金屬侵蝕帶152可以使用介電粘合劑層126或者其他合適的附接方法膠合連接到所述旋翼槳葉110 (圖5)或者螺旋槳(未示出)。如上所指出，以上描述的電鍍處理可以被實現為從任何介電材料124(圖5)上去除金屬件150 (圖5)而沒有限制，并且不限于從旋翼槳葉110或者螺旋槳上去除金屬侵蝕帶152。
[0097]參照圖21-22，本公開的實施方式可以在圖21中示出的飛機制造和服務方法400以及圖22中示出的飛行器402的背景下描述。在預生產期間，示例性方法400可包括所述飛行器402的規(guī)格和設計404以及材料采購406。在生產期間，進行部件和配件的制造408以及所述飛行器402的系統(tǒng)集成410。
[0098]在圖21中，所述飛行器的部件裝配和制造可以結合在本文中公開的用于從物件136 (圖4)的介電材料124 (圖4)去除金屬件150 (圖4)的所述方法300 (圖7)。例如，所述方法300可被實現為去除諸如可通過介電124 (圖4)粘合劑層126膠合連接到直升機100 (圖1)的主旋翼槳葉112 (圖2)的前緣118 (圖2)的侵蝕帶152的金屬件150。然而，所述方法300可被實現為從包括飛行器402 (圖22)結構的任何結構上去除金屬件150。例如，所述方法300 (圖7)可包括從飛行器402 (圖22)的機身418 (圖22)的介電材料124 (圖3)上去除金屬件150。如上所指出，所述介電材料124可以是所述金屬件150(圖3)可以耦接的基板128 (圖3)。所述基板128可以由諸如包括但不限于石墨環(huán)氧樹脂材料、玻璃纖維環(huán)氧樹脂材料、或者其他任何類型的纖維增強的復合材料的纖維增強聚合物基體材料的復合材料(未示出)形成。
[0099]在圖21中，繼生產408和系統(tǒng)集成410之后，所述飛行器402可通過驗證和交付412。繼驗證和交付412之后，所述飛行器402可被投入到服務414中。在通過用戶服務的同時，安排所述飛行器402的日常維護和服務416。所述飛行器402的日常維護和服務416
可包括修飾、重配置、整修等。
[0100]有利地，在維護和服務416期間，在本文中公開的所述方法300 (圖7)可被實現為從直升機100 (圖1)或者其他飛行器402 (圖22)的主旋翼槳葉112 (圖2)的前緣118 (圖2)上去除諸如以上提及的侵蝕帶152的金屬件150。例如，所述方法300可被實現為定期從旋翼槳葉112上去除金屬侵蝕帶152。繼從所述旋翼槳葉112上去除所述金屬侵蝕帶152之后，新的侵蝕帶152可被安裝。所述方法300可以類似的方式在諸如固定翼飛行器(未示出)的飛行器402(圖22)結構的維護和服務416期間被實施。例如，所述方法300可被實現為從諸如飛行器402機翼(未不出)、控制面(未不出)、尾翼面(未不出)、外殼(未示出)或者各種其他飛行器402結構或機身418部件中的任一個的機身418的前緣(未示出)上去除金屬件150 (圖6)而沒有限制。
[0101]方法400中的每一個處理可以通過系統(tǒng)集成商、第三方和/或操作者(例如，用戶)進行或者執(zhí)行。以該描述為目的，系統(tǒng)集成商可包括無限制的任意數量的飛機制造公司以及主要系統(tǒng)轉包商；第三方可包括無限制的任意數量的商販、承包者以及供應者；以及操作者可以是航空公司、租賃公司、軍事實體、服務組織等。
[0102]如在圖22中所示，通過示例性方法400生產的所述飛行器402可包括機身418以及多個系統(tǒng)420和內部422。所述機身418可包括旋翼飛行器(未示出)、固定翼飛行器(未示出)或者其他飛行器結構的機身418。所述機身418可包括可以有利地使用本文中公開的方法300(圖7)進行從介電材料124(圖6)上去除金屬件150(圖6)的一個或多個部件。所述機身418的高級系統(tǒng)420的示例包括推進系統(tǒng)424、電氣系統(tǒng)426、液壓系統(tǒng)428以及環(huán)境系統(tǒng)430中的一個或多個系統(tǒng)。可以包括任意數量的其他系統(tǒng)。盡管示出了航空航天的實例，但本發(fā)明的原理可以應用于諸如汽車工業(yè)的其他工業(yè)或者任何其他工業(yè)。
[0103]在本文中實現的裝置和方法可以在生產和服務方法400的任何一個或多個階段期間被采用。例如，對應于生產過程408的部件或者組件可以類似于所述飛行器402處于服務中時生產的部件或者組件的方式被加工或者制造。同樣，一個或多個設備的實施方式、方法的實施方式、或者其組合可以在所述生產階段408和410期間，例如通過大幅加快飛行器402的組裝或者降低飛行器402的成本而被使用。類似地，一個或多個設備的實施方式、方法的實施方式、或者其組合可以在飛行器402處于服務中時，例如且不限制地，被用于維護和服務416。
[0104]許多本公開的變形以及其他的實施方式將被本公開所屬的【技術領域】的技術人員在獲知之前描述和附圖中所呈現的教導的益處后得出。在本文中描述的實施方式是以說明性為目的而不是為了限制或者詳盡。盡管在本文中采用了專用術語，但它們僅在一般性和描述的意義上被使用且不是為了限制。
【權利要求】
1.一種從物件的介電材料中去除金屬件的方法，包括以下步驟: 將物件放置在電解液池中，使得金屬件的至少一部分被浸沒，所述金屬件被耦接至介電材料； 將至少一個陰極以與所述金屬件間隔開的關系置于所述電解液池中； 使電流通過所述金屬件；以及 響應于使所述電流通過所述金屬件而從所述介電材料中退鍍所述金屬件。
2.根據權利要求1所述的方法，進一步包括以下步驟: 將掩模層涂覆至所述金屬件的一部分以形成所述金屬件的掩蔽部分和非掩蔽部分，所述非掩蔽部分暴露于所述電解液池；以及 響應于使電流通過所述金屬件而退鍍所述非掩蔽部分。
3.根據權利要求2所述的方法，還包括: 在所述金屬件的所述退鍍期間從所述金屬件逐漸去除所述掩模層。
4.根據權利要求2或權利要求3所述的方法，還包括: 監(jiān)測所述金屬件的表示潛在金屬島的非退鍍部分的掩模邊緣，其中，所述金屬件會變?yōu)榕c陽極接頭電斷開； 沿著所述掩模邊緣涂覆掩模密封劑，使得所述掩模密封劑至少部分覆蓋所述非退鍍部分；以及 在涂覆所述掩模密封劑之后恢復使所述電流通過所述金屬件。
5.根據任一前述權利要求所述的方法，還包括: 使用導電帶連接金屬島至陽極接頭； 使電流通過所述導電帶并通入所述金屬島中；以及 從所述介電材料中退鍍所述金屬島。
6.根據任一前述權利要求所述的方法，其中: 所述介電材料包括以下中的至少一個:玻璃、陶瓷、塑料、聚合材料。
7.根據權利要求6所述的方法，其中: 所述聚合材料包括耦接所述金屬件至基板的粘合劑。
8.根據權利要求7所述的方法，其中: 所述基板由金屬材料和復合材料中的至少一個形成。
9.根據權利要求8所述的方法，其中: 所述復合材料包括纖維增強聚合物基體材料。
10.根據任一前述權利要求所述的方法，其中: 所述金屬件具有至少約0.002英寸的厚度。
11.根據任一前述權利要求所述的方法，還包括: 在所述物件的基板上以防止所述基板與所述電解液池接觸的方式涂覆掩模層。
12.根據任一前述權利要求所述的方法，其中，將至少一個陰極置于所述電解液池中的步驟包括: 使所述陰極的至少一部分浸入所述電解液池中。
13.根據任一前述權利要求所述的方法，其中: 所述至少一個陰極包括位于所述物件的相對側上的一對陰極。
14.根據任一前述權利要求所述的方法，其中:所述電流包括直流。
15.根據任一前述權利要求所述的方法，其中，使電流通過所述金屬件的步驟包括:維持所述電流的恒定電壓；以及當退鍍所述金屬件時，允許改變所述電流的安培數。
【文檔編號】C25F5/00GK104342748SQ201410380140
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年8月4日 優(yōu)先權日:2013年8月8日
【發(fā)明者】小羅伯特·T·洛夫特斯, 羅伯特·L·克尼斯利, 尼克勞斯·C·金博爾 申請人:波音公司