航空航天真空應(yīng)用技術(shù)

在現(xiàn)代飛機、航空發(fā)動機或航空儀表中，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，鍍層又薄又勻，不影響零件的尺寸精度和公差配合。經(jīng)濟性也好，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以上的高溫下發(fā)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

航空零件，特別是許多發(fā)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。神話小說《西游記》里孫悟空被太上老君放在爐內(nèi)燒煉時，恐怕也達不到這么高的溫度吧?，F(xiàn)代航空發(fā)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(fā)動機零件怎樣才能不怕高溫燒蝕呢?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行保護。離子鍍對于沉積耐熱膜有相當多的優(yōu)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(jù)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(fā)動機零件還有渦輪盤、氣缸活塞零件等。有些零件經(jīng)過這種工藝處理后，可在高溫下工作上千小時。

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。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(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;但如若鍍以三氧化二鋁，則能滿足要求。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(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(fā)展起來的一項新技術(shù)，具有一定優(yōu)點，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一步實驗。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。