长春黄金研究院

通知公告:
金在润滑材料上的应用
发布日期:2017-05-22

    近二三十年来,摩擦学的研究重点发生了明显的转变,即从润滑和润滑系统转向材料科学和技术(包括表面工程)的研究。由于现代工业技术的发展,特别是航天工业空间技术的发展.它们的许多工况条件已经超越了润滑脂的使用极限这就促使人们去寻找新的润滑材料以适应更为复杂的工作环境,并为机械设备实现大型化、微型化、高速、重载和自动控制等创造了有利条件。为实现新工艺、新技术、应用新材料创造了有利条件。为机械零件设计的革命提供了很大的方便。同时还可减少繁杂而讨厌润滑维修问题,也给现场的文明清洁创造了有利条件。
    我国和世界各国从20世纪50年代末开始研究固体润滑材料,60年代初在一些国防和军事工程上就得到了满意的应用效果。而金和它的合金在固体润滑材科上有了自己的地位。
    固体润滑是用固体微粉,薄膜或复合材料代替润滑油脂,隔离相对运动的摩擦面以达到减摩和耐磨的目的。随着现代科学技术的进步,为解决高负荷、高真空、高低温、强辐射和强腐蚀等特殊工况下机械的润滑,固体润滑材料已从单一的微粉、黏结膜或单元的整体材料发展成为由多构成分组成的复合材料。其作用机理和使用方法的研究也得到了迅速的发展,并出现了许多制备和应用这些材料的新工艺新技术。
    固体润滑材料中的金属基软金属润滑材料分为基材组元、润滑组元和其它组元。而润滑组元中金及金的合金以它在各力面的特性成为高级固体润滑材料软金属类的—个重要成。在压力加工、辐照、真空和高温度等条件下,具有良好的润滑效果。近代被用作航天航空工业。
    摩擦材料理论表明,表面能可以影响材料的表面流动压力。软金属黏着在基材表面上,只要有零点几个微米厚的膜就能起到润滑作用。当与对偶材料发生摩擦时,软金属膜便向对偶材料表面转移,形成转移膜使摩擦发生在软金属与转移膜之间。这种现象是基于软金属的剪切强度低,而软金属与基材间的黏着度又大于软金属的极限剪切强度。金、银、锌等软金属的润滑作用就属于这种机理。其中金是最佳的固体润滑剂中软金属材料。用它制成的固体润滑材料被用作在真空及些不良气氛条件下运转的机械润滑。
    金可以通过复合电积沉法制成固体润滑的复合材料,由复合电积沉法制备的镀层有良好的综台性能。如金—铜—镍—MoS2E四组元自润滑复合镀层具有摩擦系统耐磨性好好、防冷焊、导电和耐高低温等优点。
    离子镀是物质以原子态沉积成膜的制备方法,可以获得性能优异的减摩耐磨和抗接触疲劳。利用离子镀中最常用的热蒸发空心阴极离子镀(HCD法)和活性反应离子镀(ARE法)可在材料表面镕覆一层金属合金、化合物等硬质耐磨镀层。金的合金TiC—Au就可以通过ARE法可获得耐磨性能良好的镀层。用于高精度、长寿命的陀螺仪常平轴承的润滑。
    溅射是在真空中借助于电场作用下的高能等里子将物体直接镀覆于基材表面的成膜方法,所获镀层纯度高、结合牢固致密,而且膜厚可控制,摩擦性能良好。目前研究较多的是溅射MoS2与金属共溅射。其中在lCr—18Ni—9Ti基材才上共溅射MoS2—Au膜与上述基材对摩,发现有较好的耐磨性。
    金的固体润滑剂与其它特种固体润滑剂的出现,弥补了轴承材料不足以及润滑脂性能的缺欠。满足了航空航天和其它新产品在苛刻条件下润滑的需要。如在人造卫星上天线系统、太阳能电池帆板机构、红外线摄像自润滑轴承、光受仪器的驱动机构、温度控制机构、星箭分离机构及卫星搭载机构、导弹防卫系统、原子能机械系统等。