長春黃金研究院

金在潤滑材料上的應用
發布日期:2017-05-22

    近二三十年來,摩擦學的研究重點發生了明顯的轉變,即從潤滑和潤滑系統轉向材料科學和技術(包括表面工程)的研究。由于現代工業技術的發展,特別是航天工業空間技術的發展.它們的許多工況條件已經超越了潤滑脂的使用極限這就促使人們去尋找新的潤滑材料以適應更為復雜的工作環境,并為機械設備實現大型化、微型化、高速、重載和自動控制等創造了有利條件。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。同時還可減少繁雜而討厭潤滑維修問題,也給現場的文明清潔創造了有利條件。
    我國和世界各國從20世紀50年代末開始研究固體潤滑材料,60年代初在一些國防和軍事工程上就得到了滿意的應用效果。而金和它的合金在固體潤滑材科上有了自己的地位。
    固體潤滑是用固體微粉,薄膜或復合材料代替潤滑油脂,隔離相對運動的摩擦面以達到減摩和耐磨的目的。隨著現代科學技術的進步,為解決高負荷、高真空、高低溫、強輻射和強腐蝕等特殊工況下機械的潤滑,固體潤滑材料已從單一的微粉、黏結膜或單元的整體材料發展成為由多構成分組成的復合材料。其作用機理和使用方法的研究也得到了迅速的發展,并出現了許多制備和應用這些材料的新工藝新技術。
    固體潤滑材料中的金屬基軟金屬潤滑材料分為基材組元、潤滑組元和其它組元。而潤滑組元中金及金的合金以它在各力面的特性成為高級固體潤滑材料軟金屬類的—個重要成。在壓力加工、輻照、真空和高溫度等條件下,具有良好的潤滑效果。近代被用作航天航空工業。
    摩擦材料理論表明,表面能可以影響材料的表面流動壓力。軟金屬黏著在基材表面上,只要有零點幾個微米厚的膜就能起到潤滑作用。當與對偶材料發生摩擦時,軟金屬膜便向對偶材料表面轉移,形成轉移膜使摩擦發生在軟金屬與轉移膜之間。這種現象是基于軟金屬的剪切強度低,而軟金屬與基材間的黏著度又大于軟金屬的極限剪切強度。金、銀、鋅等軟金屬的潤滑作用就屬于這種機理。其中金是最佳的固體潤滑劑中軟金屬材料。用它制成的固體潤滑材料被用作在真空及些不良氣氛條件下運轉的機械潤滑。
    金可以通過復合電積沉法制成固體潤滑的復合材料,由復合電積沉法制備的鍍層有良好的綜臺性能。如金—銅—鎳—MoS2E四組元自潤滑復合鍍層具有摩擦系統耐磨性好好、防冷焊、導電和耐高低溫等優點。
    離子鍍是物質以原子態沉積成膜的制備方法,可以獲得性能優異的減摩耐磨和抗接觸疲勞。利用離子鍍中最常用的熱蒸發空心陰極離子鍍(HCD法)和活性反應離子鍍(ARE法)可在材料表面镕覆一層金屬合金、化合物等硬質耐磨鍍層。金的合金TiC—Au就可以通過ARE法可獲得耐磨性能良好的鍍層。用于高精度、長壽命的陀螺儀常平軸承的潤滑。
    濺射是在真空中借助于電場作用下的高能等里子將物體直接鍍覆于基材表面的成膜方法,所獲鍍層純度高、結合牢固致密,而且膜厚可控制,摩擦性能良好。目前研究較多的是濺射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,發現有較好的耐磨性。
    金的固體潤滑劑與其它特種固體潤滑劑的出現,彌補了軸承材料不足以及潤滑脂性能的缺欠。滿足了航空航天和其它新產品在苛刻條件下潤滑的需要。如在人造衛星上天線系統、太陽能電池帆板機構、紅外線攝像自潤滑軸承、光受儀器的驅動機構、溫度控制機構、星箭分離機構及衛星搭載機構、導彈防衛系統、原子能機械系統等。

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