离子镀在航空航宇上的应用

离子镀在航空航宇上的应用润滑不用油在现代飞机、航空发动机或航空仪表中，特别是在航宇器，如宇宙飞船、人造卫星中，有不少旋转零件都要求有良好的润滑，但往往由于封存过久、环境温度过高或太空挥发等原因，普通油脂润滑剂已不再适用，从而提出以固体润滑剂代替。试验表明，用离子镀来制作固体润滑膜，比现有其他方法为优。不但附着力强，镀层又薄又匀，不影响零件的尺寸精度和公差配合。经济性也好，少许润滑材料即可镀很大面积。润滑膜的质量也较好，摩擦系数小，使用寿命也长。例如有一个人造卫星上的精密轴承，未镀前工作寿命仅为几分钟，根本无法使用;但是经离子镀固体润滑膜后，则可在飞行中可靠地工作数千小时之久。离子镀不仅能够镀许多种常温固体润滑材料，而且还能镀复各种高温固体润滑材料，有的甚至可以在摄氏八百度以上的高温下发挥良好的润滑作用。可镀的固体润滑材料有银、金、铜、铅、铅锡合金、氟化物等。真金不怕火炼航空零件，特别是许多发动机零件往往需要在高温下工作。例如涡轮叶片及导向叶片工作温度通常在摄氏一千度左右，有的甚至达摄氏一千四百度。神话小说《西游记》里孙悟空被太上老君放在炉内烧炼时，恐怕也达不到这么高的温度吧。现代航空发动机零件在这样高的温度下工作，仅仅依赖零件基体材料本身的性能是很难满足要求的。那么，发动机零件怎样才能不怕高温烧蚀呢?目前除在零件结构上采取措施(如采用空心冷却叶片、发散冷却叶片等)以外，大都需用耐热镀层进行保护。离子镀对于沉积耐热膜有相当多的优点，能镀各种高熔点材料，如氧化铝、氧化硅、氧化铍、铪合金等。合金镀层的成份也比较容易控制，适合于镀成分较复杂的耐热合金，如铁铬铝钇，钴铬铝钇或镍铬铝钇合金等。目前涡轮叶片是试图采用离子镀耐热镀层的主要对象。据悉，有一种叶片用此法镀复一种镍铬铝钇合金后，其高温工作寿命比镀铝提高了三倍。适于采用离子镀耐热镀层的发动机零件还有涡轮盘、气缸活塞零件等。有些零件经过这种先进工艺处理后，可在高温下工作上千小时。金属不生锈金属零件是要锈蚀的，但如果零件上镀有一层防蚀镀层，就能防止零件生锈。由于离子镀所获得的镀层致密度高，针孔少，耐腐蚀性能好，并能沉积许多其他工艺至今不能沉积的优良防腐蚀镀层。因此，离子镀目前在镀防腐蚀材料方面应用最广。如水上飞机的壁板及其他外表零件，可用此法镀复防止盐雾和海水腐蚀的防蚀镀层;与铝合金零件相配合的其他材料零件也可用此法镀铝，以防止电位差腐蚀。此外，随着飞机飞行速度和高度的提高以及宇宙探索的进展，钛合金的应用越来越多，如果仍象铝合金零件那样采用镀镉防腐蚀，使用中就有镉脆的危险;但如若镀以三氧化二铝，则能完全满足要求。不过电镀等工艺是无法镀这种材料的。离子镀却能大显神通。到目前为止，适合于用离子镀的防蚀材料除氧化铝以外，还有铬、钛、钽、不锈钢等。所镀的航空零件有螺钉、螺帽、铆钉、销钉、导管、接头、陀螺转子、精密齿轮、金属密封环等。总之，离子镀在航空工业及其他部门的应用潜力是很大的，除以上几种以外，还有许多，比如镀导电膜、硬化膜、装饰膜以及用于精密焊接、精微密封、表面修补等。推荐阅读：邯郸打造超千亿元节能环保产业离子镀工艺是近十多年才发展起来的一项新技术，具有一定独特优点，有可能解决若干过去难于克服的生产关键，因此有较大的应用潜力。但是，由于出现的时间还不长，尚有许多有待解决的技术关键，诸如镀层厚度控制、工件非镀表面的屏蔽等都有待进一步实验。其次是设备容量小，大型零件难镀，投资大。我们相信，随着对这种技术的进一步研究，离子镀将会得到逐步完善和发展，也会在航空工业部门中得到充分的应用和推广。