在現(xiàn)代飛機(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)或航空儀表中,特別是在航宇器,如宇宙飛船、人造衛(wèi)星中,有不少旋轉(zhuǎn)零件都要求有良好的潤滑,但往往由于封存過久、環(huán)境溫度過高或太空揮發(fā)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(yàn)表明,用離子鍍來制作固體潤滑膜,比現(xiàn)有其他方法為優(yōu)。不但附著力強(qiáng),鍍層又薄又勻,不影響零件的尺寸精度和公差配合。經(jīng)濟(jì)性也好,少許潤滑材料即可鍍很大面積。潤滑膜的質(zhì)量也較好,摩擦系數(shù)小,使用壽命也長。例如有一個(gè)人造衛(wèi)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(jīng)離子鍍固體潤滑膜后,則可在飛行中可靠地工作數(shù)千小時(shí)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(fù)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(fā)揮良好的潤滑作用。可鍍的固體潤滑材料有銀、金、銅、鉛、鉛錫合
航空零件,特別是許多發(fā)動(dòng)機(jī)零件往往需要在高溫下工作。例如渦輪葉片及導(dǎo)向葉片工作溫度通常在攝氏一千度左右,有的甚至達(dá)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(nèi)燒煉時(shí),恐怕也達(dá)不到這么高的溫度吧?,F(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)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(fā)動(dòng)機(jī)零件怎樣才能不怕高溫?zé)g呢?目前除在零件結(jié)構(gòu)上采取措施(如采用空心冷卻葉片、發(fā)散冷卻葉片等)以外,大都需用耐熱鍍層進(jìn)行保護(hù)。離子鍍對于沉積耐熱膜有相當(dāng)多的優(yōu)點(diǎn),能鍍各種高熔點(diǎn)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(fù)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(jù)悉,有一種葉片用此法鍍復(fù)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(fā)動(dòng)機(jī)零件還有渦輪盤、氣缸活塞零件等。有些零件經(jīng)過這種先進(jìn)工藝處理后,可在高溫下工作上千小時(shí)。
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(yōu)良防腐蝕鍍層。因此,離子鍍目前在鍍防腐蝕材料方面應(yīng)用最廣。如水上飛機(jī)的壁板及其他外表零件,可用此法鍍復(fù)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(jī)飛行速度和高度的提高以及宇宙探索的進(jìn)展,鈦合金的應(yīng)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(xiǎn);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(dǎo)管、接頭、陀螺轉(zhuǎn)子、精密齒輪、金屬密封環(huán)等。
總之,離子鍍在航空工業(yè)及其他部門的應(yīng)用潛力是很大的,除以上幾種以外,還有許多,比如鍍導(dǎo)電膜、硬化膜、裝飾膜以及用于精密焊接、精微密封、表面修補(bǔ)等。
離子鍍工藝是近十多年才發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù),具有一定獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),有可能解決若干過去難于克服的生產(chǎn)關(guān)鍵,因此有較大的應(yīng)用潛力。但是,由于出現(xiàn)的時(shí)間還不長,尚有許多有待解決的技術(shù)關(guān)鍵,諸如鍍層厚度控制、工件非鍍表面的屏蔽等都有待進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)。其次是設(shè)備容量小,大型零件難鍍,投資大。我們相信,隨著對這種技術(shù)的進(jìn)一步研究,離子鍍將會得到逐步完善和發(fā)展,也會在航空工業(yè)部門中得到充分的應(yīng)用和推廣。
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