WS2及固体润滑涂层在机械工业的应用

ad2008

关键词:  固体润滑   干膜润滑   WS2    

' @0 R/ y8 W" y* S6 N( K6 K

一.固体润滑概念

    固体润滑材料是一类概念上与传统润滑材料（润滑油、脂）完全不同的新型润滑材料，利用固体粉末、薄膜或某些整体材料来减少两承载表面间的摩擦磨损作用。在固体润滑过程中，固体润滑剂和周围介质要与摩擦表面发生物理、化学反应生成固体润滑膜，降低磨擦磨损。与传统润滑材料在摩擦界面上形成某种形式的流体或半流体膜而起到有效的润滑作用相对应，固体润滑材料则主要是依靠材料本身或其转移膜的低剪切特性而具有优良的抗磨和减磨的作用。通常固体润滑材料是以粉末、薄膜、涂敷层或整体材料的形式使用。fficeffice" />

作为一类新型润滑材料，固体润滑材料在性能上极大地突破了传统材料的使用极限，这就为解决现代军工高技术机械急需解决的超低温、超高真空、强辐射、高速高负载、特殊介质等典型特殊工况条件下的摩擦磨损问题提供了强有力的技术支持，同时也为提高军工机械的稳定性和可靠性奠定了重要的基础。

 

+ d0 v8 A9 q7 C/ O/ N! o6 e

比尔安达WS2干膜润滑技术来源于美国NASA使用的航空干膜技术，在固体润滑领域具有突出的技术优势。

0 R0 } f7 f! M, {- Y+ r

 

: X+ c/ U) S0 g# {6 C. m; u/ T7 t

二.固体润剂的基本性能

; n! I- T, M6 \9 `

    (1)与基材表面能牢固地附着，有保护表面功能

( u* {% ~5 A1 h" \4 y7 t! Z

(2)抗剪强度较低 这样才能使摩擦副的摩擦系数小，功率损耗低，温度上升小。而且其抗剪强度应在宽温度范围内不发生变化，使其应用领域较广。 
   （3)稳定性好，包括物理热稳定，化学热稳定和时效稳定。  

（4)固体润滑剂有较高的承载能力 

% F: T9 A! k X4 x

     下面是几种固体润滑剂的使用方法:
    (1)作成整体零件使用某些工程塑料

如聚四氟乙烯等擦系数较低、成形加工性和化学稳定性好、抗冲击能力强的材料，可以制成整体零部件，若采用环璃纤维、金属纤维、石墨纤维、硼纤维等对这些塑料增强，综合性能更好，使用得较多的有齿轮、轴承、导轨、凸轮、滚动轴承保持架等。

* X3 P3 v' o& f" k J

（2)作成各种覆盖膜来使用  

% `5 w' \6 h+ Q( A* Y

通过物理方法将固体润滑剂施加到摩擦界面或表面，使之成为具有一定自润滑性能的干膜，这是较常用的方法之一。成膜的方法很多，有溅射、电泳沉积、等离子喷镀、离子镀、电镀、粘结剂粘结、化学生成、挤压、浸渍、滚涂等方法来成膜。

（3)制成复合或组合材料使用  

1 l5 \" g4 X. i. |! ]# r l

我们比较常见的有镶嵌石墨、二硫化钼（MoS₂）的固体润滑轴承、导轨等。

（4)作为固体润滑粉末添加剂使用 将固体润滑粉末（如MoS₂）以适量添加到润滑油或润滑脂中，可提高润滑油脂的承载能力及改善边办润滑状态等，如MoS₂油剂、MoS₂油膏等。

$ u6 O+ M" ` p v/ ~) x; D0 F

    三.精密机械中对固体润滑涂层的苛刻要求

4 L, G" t+ J2 w! [% M) G0 Z

        在高真空设备和激光应用、射线幅射、绝对无尘室、高温、低温等条件下的机械部件，传统的润滑技术和方法已经不能适应日益严格的环保和技术要求，只能用软金属或固体润滑剂。WS2及其固体润滑系列涂层以优越的技术性能、可操作性，成为最佳的技术解决方案之一。

1．低温机械部件的润滑  如液氮冷冻机中的轴承。

2 _ \/ ^7 n! a2 ^, G" k1 ^

    2．高真空中机械部件的润滑 在超高真空设备中运转的机械部件，需用蒸发性极小的润滑剂。必须使用固体润滑材料。

3．高温下的机械润滑  一般石油系润滑油最高用到ffice:smarttags" />250℃，合成系润滑油最高用到350℃，而WS2干膜能用到650℃。 

4．过电状态下的润滑  电厂的开关、接触开关等带电摩擦部件的干润滑，摩擦磨损易导致放电电流和电弧火花的影响，适当的润滑可使离线率降低而防止电弧火花。电触点的润滑主要有石墨或石墨复合材料，典型的案例：西门子高压开关触头系统的双石墨处理工艺。

5．洁净条件的机械润滑  航天工程、原子、半导体、精密测量、医疗等工业，需要无尘或绝对无尘室条件，特别是半导体元件的高密度化而要求生产过程的清净度大大提高，因而要求所用润滑剂低蒸发低尘化，如回流焊机的润滑。

6．水下机械的润滑 克服水中不能加油和磨损的难题。

   

, W( @) c) z% ]- @

   

三脚猫

学习了
是原材料还表面处理?
: i, H8 c( ~" t" h& R8 ~0 B4 N请举例;某一零件的机械加工工艺流程

憨老马

很好很好，出于职业的习惯，本人对：“5．洁净条件的机械润滑”很感兴趣，请楼主举些例子深入说明一下，谢谢！

ad2008

引用“申请‘固体润滑’版主”的话：
虽然，从润滑材料的角度，固体润滑是应归属于机械油品；但我们更多的是从表面处理技术、表面工程的角度看固体润滑，并不仅仅指普通的固体润滑材料如石黑、二硫化钼，从国内外的成熟技术和工业化程度来看，也着重于技术、工艺，包括烧结/粘结、电泳、喷涂、离子镀膜、物理/化学气相沉积等等，是一个较系统的工程学科。欢迎共同交流、探讨。


    WS2正是作为金属表面处理技术引进到中国的，它属于固体润滑材料的范畴，是一项高科技成果，来源于美国NASA的航空干膜润滑技术。WS2技术使用独特的射频溅射离子镀膜工艺，该润滑剂能与任何金属或树脂立即牢固结合，膜厚仅0.5微米。膜最高承载可达到10万帕斯卡，化学性能稳定、无毒，可镀基材适用于铁、钢、铝、铜、不锈钢、合金钢等各种金属。
: W2 t  r  D- s) \9 a) I
& i, x: x9 H$ p; T- J  e* A2 L    “洁静条件下的机械润滑”：是指不能加普通润滑油/剂、需要“无油润滑”的场合，如以下各种不能加油的场合：
    ● 航天工程、原子、半导体、精密测量、医疗等工业，需要无尘或绝对无尘室条件，特别是半导体元件的高密度化而要求生产过程的清净度大大提高，因而要求所用润滑剂低蒸发低尘化，如回流焊机的润滑。
. o; }2 u9 X6 _; d! V% u4 t    ● 加油会污染产品的场合，如纺织机、高速印刷机、烟草机、医疗器械等。
    ● 注塑生产中如车灯、化妆品包装、装饰件等模具，加油导致“脏”的问题，不良品居高不下，需要无油润滑。
5 W3 h+ g" y+ _( f9 |3 F    等等。

憨老马

楼主您好！
* b3 |5 p; \# R" h2 U2 h0 Q4 `谢谢您的解答。我们食品饮料工程中，常常会使用一些比较常规的部件，如：饮料调配储罐需要搅拌，这就用得上减速机。我就曾经碰到过这样的事故，减速机油封失效，导致其牙箱的润滑油顺着搅拌轴流进了罐里，导致几十吨的饮料报废。
请问您的这项技术，能够使用到减速机这类的设备当中吗？成本几何？

憨老马

楼主您好！
) i! b* f. T6 y' Z8 F) O我还有一个问题：
9 u3 f1 h! ~  v' w2 h如果我买回普通的减速机，能够使用您推介的WS2技术进行改造吗？

ad2008

“憨老马”：您好！
    对于普通的减速机，WS2技术是不可能应用的，一是成本，二是配合，需要重新设计无油润滑机。但是食品机械中好许多零件是可以使用WS2的，如原来使用进口食品级润滑油的地方。
# k( o8 d% T4 Z    由于WS2本身的成本较高，因而我们倾向于应用在精密、附加值高的场合。

憨老马

高山下的小生您好！
但是这些减速机我们是用在饮料储罐上带动搅拌的，当这个减速机发生漏油的时候，其后果是十分严重的，轻者浪费几十吨的饮品，重者是如果当时没发现的话，让含有油污的饮料流出市场，卖到消费者手里，那时候就不是金钱的问题了，企业还能不能生存还是一个疑问了。
十几年前我在搞饮料的时候发生过这样的问题，最近还有我们用户在不断地问我们，这个问题如何解决。
" s* v$ ?5 P' e' ^* C1 w) V2 y6 S& t我这个问题附加值够高吗？
上传一个储罐的图纸。

ad2008

“憨老马”：您好！
* o# d+ d4 P2 ~. t) |    很高兴得到您的回复，我们十分愿意作为课题来研究这个问题。我的邮箱：ws2xu@yahoo.com.cn

憨老马

高山下的小生:您好！
  }8 r/ h( E/ d  l我的邮箱：leewg@tom.com
$ |4 Y. V6 s% ~7 t8 e
但是关于技术问题，还是在必威体育网址里讨论比较好！
+ s$ W5 r0 u4 i7 y以上我讲到的减速机，我们基本使用SEW品牌的。