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真空離子鍍膜在航天科技上的應用
點擊:2832    發布單位:佛欣真空技術有限公司    發布時間: 2014-08-02

      在現代飛機、航空發動機或航空儀表中,特別是在航宇器,如宇宙飛船、人造衛星中,有不少旋轉零件都要求有良好的潤滑,但往往由于封存過久、環境溫度過高或太空揮發等原因,普通油脂潤滑劑已不再適用,從而提出以固體潤滑劑代替。試驗表明,用離子鍍來制作固體潤滑膜,比現有其他方法為優。不但附著力強,鍍層又薄又勻,不影響零件的尺寸精度和公差配合。經濟性也好,少許潤滑材料即可鍍很大面積。潤滑膜的質量也較好,摩擦系數小,使用壽命也長。例如有一個人造衛星上的精密軸承,未鍍前工作壽命僅為幾分鐘,根本無法使用;但是經離子鍍固體潤滑膜后,則可在飛行中可靠地工作數千小時之久。離子鍍不僅能夠鍍許多種常溫固體潤滑材料,而且還能鍍復各種高溫固體潤滑材料,有的甚至可以在攝氏八百度以上的高溫下發揮良好的潤滑作用?慑兊墓腆w潤滑材料有銀、金、銅、鉛、鉛錫合金、氟化物等。
  真金不怕火煉
  航空零件,特別是許多發動機零件往往需要在高溫下工作。例如渦輪葉片及導向葉片工作溫度通常在攝氏一千度左右,有的甚至達攝氏一千四百度。神話小說《西游記》里孫悟空被太上老君放在爐內燒煉時,恐怕也達不到這么高的溫度吧,F代航空發動機零件在這樣高的溫度下工作,僅僅依賴零件基體材料本身的性能是很難滿足要求的。那么,發動機零件怎樣才能不怕高溫燒蝕呢?目前除在零件結構上采取措施(如采用空心冷卻葉片、發散冷卻葉片等)以外,大都需用耐熱鍍層進行保護。離子鍍對于沉積耐熱膜有相當多的優點,能鍍各種高熔點材料,如氧化鋁、氧化硅、氧化鈹、鉿合金等。合金鍍層的成份也比較容易控制,適合于鍍成分較復雜的耐熱合金,如鐵鉻鋁釔,鈷鉻鋁釔或鎳鉻鋁釔合金等。
  目前渦輪葉片是試圖采用離子鍍耐熱鍍層的主要對象。據悉,有一種葉片用此法鍍復一種鎳鉻鋁釔合金后,其高溫工作壽命比鍍鋁提高了三倍。適于采用離子鍍耐熱鍍層的發動機零件還有渦輪盤、氣缸活塞零件等。有些零件經過這種先進工藝處理后,可在高溫下工作上千小時。
  金屬不生銹
  金屬零件是要銹蝕的,但如果零件上鍍有一層防蝕鍍層,就能防止零件生銹。由于離子鍍所獲得的鍍層致密度高,針孔少,耐腐蝕性能好,并能沉積許多其他工藝至今不能沉積的優良防腐蝕鍍層。因此,離子鍍目前在鍍防腐蝕材料方面應用最廣。如水上飛機的壁板及其他外表零件,可用此法鍍復防止鹽霧和海水腐蝕的防蝕鍍層;與鋁合金零件相配合的其他材料零件也可用此法鍍鋁,以防止電位差腐蝕。此外,隨著飛機飛行速度和高度的提高以及宇宙探索的進展,鈦合金的應用越來越多,如果仍象鋁合金零件那樣采用鍍鎘防腐蝕,使用中就有鎘脆的危險;但如若鍍以三氧化二鋁,則能完全滿足要求。不過電鍍等工藝是無法鍍這種材料的。離子鍍卻能大顯神通。到目前為止,適合于用離子鍍的防蝕材料除氧化鋁以外,還有鉻、鈦、鉭、不銹鋼等。所鍍的航空零件有螺釘、螺帽、鉚釘、銷釘、導管、接頭、陀螺轉子、精密齒輪、金屬密封環等。
  總之,離子鍍在航空工業及其他部門的應用潛力是很大的,除以上幾種以外,還有許多,比如鍍導電膜、硬化膜、裝飾膜以及用于精密焊接、精微密封、表面修補等。
  離子鍍工藝是近十多年才發展起來的一項新技術,具有一定獨特優點,有可能解決若干過去難于克服的生產關鍵,因此有較大的應用潛力。但是,由于出現的時間還不長,尚有許多有待解決的技術關鍵,諸如鍍層厚度控制、工件非鍍表面的屏蔽等都有待進一步實驗。其次是設備容量小,大型零件難鍍,投資大。我們相信,隨著對這種技術的進一步研究,離子鍍將會得到逐步完善和發展,也會在航空工業部門中得到充分的應用和推廣。
 
 
 
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