為了探索軟金屬銦在真空環(huán)境中的潤滑性能, 用電刷鍍技術(shù)在45#鋼表面制備了In/Ni復(fù)合固體潤滑涂層, 并對(duì)比研究了該復(fù)合鍍層在大氣環(huán)境、低真空環(huán)境和高真空環(huán)境下的摩擦學(xué)性能和磨損機(jī)制。結(jié)果表明, In/Ni鍍層具有良好的減摩和抗磨性能, 隨著環(huán)境壓強(qiáng)的降低, In/Ni鍍層的摩擦學(xué)性能明顯提高, 鍍層的磨損機(jī)制主要為粘著磨損和疲勞磨損。分析認(rèn)為, 不同環(huán)境壓強(qiáng)下鍍層摩擦學(xué)性能的差異, 主要與鍍層的氧化和軟化有關(guān)。

　　電刷鍍技術(shù)是現(xiàn)代表面工程的關(guān)鍵技術(shù)之一,具有設(shè)備簡單、操作方便、工藝靈活、鍍層種類多、沉積速度快、與基體結(jié)合強(qiáng)度高、節(jié)省材料和能源、應(yīng)用范圍廣等諸多優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用電刷鍍技術(shù)在零件表面制備減摩耐磨涂層或修復(fù)磨損的機(jī)械零件表面已有很長的歷史并取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益 。稀散金屬銦是現(xiàn)代高技術(shù)裝備的重要基礎(chǔ)材料之一, 大量用于生產(chǎn)銦錫氧化物(ITO)靶材, 低熔點(diǎn)合金焊料和半導(dǎo)體元器件等 。此外, 銦的可塑性和延展性極好, 剪切強(qiáng)度低, 其晶體結(jié)構(gòu)具有一定程度的各向異性, 易于發(fā)生晶間滑移, 與其它金屬摩擦?xí)r能附著上去并持續(xù)地在摩擦界面間發(fā)揮優(yōu)異的抗磨和潤滑作用, 所以銦及其合金常以涂層或襯層的形式應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪、工業(yè)軸承和拉絲磨具等摩擦零件表面。

　　從現(xiàn)有的有關(guān)軟金屬銦作為減摩潤滑層的文獻(xiàn)報(bào)道來看, 相關(guān)的理論研究和應(yīng)用還都局限于地面大氣環(huán)境, 例如, 內(nèi)燃機(jī)車軸瓦、石油管道接頭、機(jī)床導(dǎo)軌和發(fā)動(dòng)機(jī)軸承等精密配合面的潤滑。金屬材料構(gòu)成的摩擦活動(dòng)部件在宇航真空環(huán)境中將面臨更為苛刻的工況環(huán)境, 一方面因?yàn)檎婵窄h(huán)境中摩擦表面難以形成吸附膜和氧化膜, 潔凈的金屬表面容易發(fā)生粘著, 另一方面真空中無空氣對(duì)流散熱, 摩擦熱無法及時(shí)排出, 摩擦界面的溫度較高。本文考察了環(huán)境壓強(qiáng)對(duì)電刷鍍軟金屬銦固體潤滑層摩擦學(xué)性能的影響, 以期為未來將軟金屬銦用于解決空間苛刻工況的潤滑難題提供參照。

3、結(jié)論

　　(1) 運(yùn)用電刷鍍技術(shù)在45# 鋼基體表面制備的In/Ni復(fù)合鍍層表面平整光滑, 組織均勻, 具有優(yōu)良的減摩潤滑性能和抗粘著磨損性能, 能夠顯著改善金屬􀀁金屬!接觸表面的摩擦狀況。

　　(2) In/Ni復(fù)合鍍層的在真空環(huán)境下的摩擦學(xué)性能明顯優(yōu)于大氣環(huán)境下, 主要因?yàn)榇髿猸h(huán)境下軟金屬銦在摩擦熱的作用下發(fā)生氧化帶來的硬化效應(yīng)使得其摩擦學(xué)性能衰退。此外, 在真空環(huán)境下摩擦界面的溫度較高, 軟金屬銦的屈服極限和剪切強(qiáng)度下降, 粘著力和犁溝力減小而使摩擦系數(shù)降低, 而材料轉(zhuǎn)移能力增強(qiáng)在摩擦界面了形成穩(wěn)定的轉(zhuǎn)移膜使磨損量大大減小。

　　(3) 在大氣環(huán)境下, 穩(wěn)定磨損期材料的主要磨損機(jī)制為粘著磨損和疲勞磨損, 而真空環(huán)境下主要是粘著磨損。