金在潤滑材料上的應用

2007-07-27

近二三十年來(lái),摩擦學的研究(jiū)重點發(fā)生了(le)明(míng)顯的轉變,即從潤滑和潤滑係(xì)統轉向材料科學和(hé)技術 (包(bāo)括(kuò)表麵工程)的研究。由於現代工業技術的發展(zhǎn),特別是(shì)航(háng)天工業空間(jiān)技術的發展.它們的許多工況條件已經超越了潤滑脂的使用極限這就(jiù)促使人們(men)去尋找新的潤滑材料以適應更為複雜的工作環境,並為機械設備實現大型化、微型化、高速、重載和自動控製(zhì)等(děng)創造了有利條件。為實現新工藝、新技術、應用新材料創造了有利條件。為機械零件設計的革命提供了很大的方便。同時(shí)還可減少繁雜而討厭潤滑維修(xiū)問(wèn)題(tí),也給現場的文明清潔創造了有利條件。 我國和世界(jiè)各國從 20世紀50年代末開始研究固體(tǐ)潤滑材料,60年(nián)代初在一些國防和軍事工程上就得到了滿意的應用效果。而金和(hé)它的合金在固體潤滑材科上有了自己的地位。 固體潤(rùn)滑是用固體微粉,薄膜或複合材料代替潤滑油脂(zhī),隔離(lí)相對運動的摩擦麵以達到減摩和耐磨的目的。隨著現代(dài)科學技術(shù)的進步,為解決高負荷、高真空、高低溫、強輻射和強腐蝕等特(tè)殊工況下機械(xiè)的潤滑,固體潤滑材料已從單(dān)一的微(wēi)粉、黏結膜或單元的整體材料發展成為由多構成分組成的複合材料。其作用機理和使用方(fāng)法的研究也得到了迅速的發展,並出現了許多製備和應用這些材料的新工藝(yì)新技術(shù)。固體(tǐ)潤滑材料中的金屬基軟金屬潤(rùn)滑材料分為基材組元、潤滑組元和其它組(zǔ)元。而潤滑組元中(zhōng)金及金的合(hé)金以它在各(gè)力麵的(de)特性成為高級固體潤滑材料軟金(jīn)屬類的 —個重要成。在壓力加(jiā)工、輻(fú)照、真空和高溫(wēn)度等條件下,具有良好的潤滑效果。近代被用作(zuò)航天航(háng)空工業(yè)。 摩擦材料理論表明,表麵能可以影響材料的表(biǎo)麵流動(dòng)壓力。軟金屬黏(nián)著在(zài)基材表麵上,隻(zhī)要有零(líng)點幾個(gè)微米厚的膜就能起到潤滑作用。當與對偶材料發生摩擦時,軟金屬膜便(biàn)向對偶材料表麵轉移,形成(chéng)轉移(yí)膜使摩擦發生在軟金屬與(yǔ)轉移(yí)膜之間。這種現象是基於軟金屬(shǔ)的剪(jiǎn)切強度低,而軟金屬與基(jī)材間的黏著度又大於軟金屬的極限剪切強(qiáng)度(dù)。金、銀、鋅等軟金屬的潤滑作用就屬於這種機理。其中金是Z佳的固體潤滑劑(jì)中軟金屬材料。用它製成的固體潤滑材料(liào)被用作在真空及些不良(liáng)氣氛條件下運轉的機械潤滑。 金可以通過複合電積沉法製成固體潤滑的複合材料,由(yóu)複合(hé)電積(jī)沉法製備的鍍層有良(liáng)好的綜(zōng)台性能。如金 —銅(tóng)—鎳—MoS2E四組元自潤(rùn)滑複(fù)合鍍層具有摩擦(cā)係統耐磨性好好、防冷焊、導電(diàn)和耐高低溫(wēn)等優點。 離子鍍是物(wù)質以原子態沉積成膜的製備方法,可以獲得性能優異的減摩耐磨和抗接觸疲(pí)勞(láo)。利用離子鍍中Z常用的熱蒸發空(kōng)心陰極離子鍍 (HCD法)和活(huó)性反(fǎn)應離子鍍(ARE法(fǎ))可(kě)在(zài)材料表麵(miàn)鎔(róng)覆一層金屬合金、化合物等硬質耐磨鍍層。金的(de)合金TiC—Au就(jiù)可(kě)以通過ARE法可獲得耐磨性能良好的鍍層(céng)。用於高精度、長壽(shòu)命的陀螺儀常平(píng)軸承的潤滑。 濺射是在真空中借助於電場作用下(xià)的高能等裏子將物體直接鍍覆於基材表麵(miàn)的成膜方法,所獲鍍層純度高、結合牢固(gù)致密,而且膜(mó)厚(hòu)可控製(zhì),摩擦性能良好。目前研究較多(duō)的是濺射 MoS2與金屬共濺射。其中在lCr—18Ni—9Ti基材才上共濺射MoS2—Au膜與上述基材對摩(mó),發現有較好的耐磨(mó)性。 金的固體(tǐ)潤滑劑與其它特種固體潤(rùn)滑劑(jì)的出現,彌補了軸承材料不足以及潤(rùn)滑脂性能(néng)的(de)缺欠。滿足了航空航天和其它新產品在苛(kē)刻(kè)條件下潤滑的需要。如在人造衛星上天線係統、太陽能電池帆板機構、紅外線攝像自潤滑軸承、光受儀器的驅動(dòng)機構(gòu)、溫度控製機構、星箭分(fèn)離機構及衛星搭載機構、導彈(dàn)防衛係統、原子能機械係統(tǒng)等。
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