CN101397666B - 一种Zn/ZnS复合固体润滑薄膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种Zn/ZnS复合固体润滑薄膜及其制备方法，其是在基体上通过高温电弧喷涂Zn涂层制成Zn膜，然后通过低温离子渗硫处理该Zn膜制成的。本发明利用两步法复合处理，制备了新型Zn/ZnS复合固体润滑薄膜。该复合固体润滑薄膜结构新颖，硫元素在Zn膜内分布均匀，使本发明薄膜在减摩耐磨等方面与现有的固体润滑薄膜相比性能更优异，与基体结合能力更好，实用性更强。本发明制备的Zn/ZnS复合固体润滑薄膜具有极为优良的固体润滑性能，即“超滑性”，尤其在干摩擦条件下，其自身的润滑性能及减摩抗磨性能均比现有的固体润滑薄膜优异，可用于机械装备各种摩擦表面，尤其更适合于精密仪器表面减轻摩擦，改善润滑条件。
Description
技术领域
本发明涉及一种固体润滑薄膜，具体地说是一种Zn/ZnS复合固体润滑薄膜及其制备方法。
背景技术
常用固体润滑材料主要是指具有层状结构的材料，如石墨，二硫化钼等无机物，以及用于250℃以上的高温润滑材料，其中有单质硫化物、氧化物、氟化物、硒化物等。具有层状结构的物质，剪切强度低，容易粘附于基材表面。其他作为固体润滑的无机物具有低的摩擦系数和高的粘着强度，容易在对偶材料表面形成转移膜，从而起到减摩耐磨作用这些材料，除了以主要成分单独使用外，还可以与其他材料制成复合材料使用。
各种固体润滑材料都有其最适合的工况条件，现有制备ZnS薄膜的技术主要包括化学浴沉积法和真空蒸发法等。而且已知技术制备的ZnS薄膜主要用于太阳能电池等光电领域，而摩擦学领域鲜有涉及。
化学浴沉积法制备ZnS薄膜的具体方法为：首先将A烧杯放入水浴箱，超声清洗好的玻璃衬底垂直放入A烧杯中。加热水浴箱到预定温度，先往A烧杯中加入ZnSO4溶液，开动搅拌器，约1min后加入水合肼，然后缓慢加入氨水，直到溶液清亮。与此同时另取B烧杯放入水浴箱中，加入精确量的硫脲，加入适量蒸馏水溶解，待B烧杯中的硫脲全都溶解后，将B烧杯中溶液加入到A烧杯中，并用相同温度的蒸馏水，调节溶液体积为100mL。在反应过程中，需加入少量的氨水，使溶液保持在pH＝10左右；在反应过程中为防止大的团簇颗粒的沉积，添加少量分散剂丙三醇，控制沉淀团簇的大小。到达沉积时间后，取出试样，清洗，晾干，250℃退火4h。此方法操作步骤繁琐，对工艺水平要求高，不适合大规模生产，且操作过程易受污染，利用多种化学试剂不环保，最终制成的产品的性能不佳。
真空蒸发法制备ZnS薄膜的具体方法为：将经清洗烘干的玻璃衬底放入蒸发室内，将高纯ZnS粉末放入蒸发钼舟中，将蒸发室抽真空至10-3Pa以上时进行蒸发，得到ZnS薄膜。此方法直接利用ZnS粉末制备ZnS薄膜，对于温度控制的不精确也容易影响产品质量，制得的ZnS膜厚度较薄，且该方法制备的ZnS薄膜与基体结合强度不高，从而影响其减摩耐磨性能。
且目前发现ZnS用于摩擦学领域主要是以ZnS纳米微粒加入到润滑油中的形式，而其他方法制备ZnS薄膜主要是用于太阳能电池等光电领域，摩擦学领域没有相关研究。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术的缺陷，拓展固体润滑薄膜的种类提出一种制膜工艺简单、结构新型、摩擦学性能优良、纳米力学性能好，与基体结合强度高的Zn/ZnS复合固体润滑薄膜。
本发明的另一目的在于提供一种上述Zn/ZnS复合固体润滑薄膜的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种Zn/ZnS复合固体润滑薄膜，其是在基体上通过高温电弧喷涂Zn涂层制成Zn膜，然后通过低温离子渗硫处理该Zn膜制成的。
上述的一种制备Zn/ZnS复合固体润滑薄膜的方法，其具体步骤如下：
(1)将基体进行淬火处理，硬度为HRC55，表面粗糙度为0.8μm；
(2)喷砂预处理基体表面，砂料为棕刚玉，粒度16目，约1.11mm，气压0.7MPa，喷砂角度45°，喷砂距离200mm；
(3)用高速电弧喷涂设备在基体表面喷涂Zn层制成Zn膜；
(4)对涂覆有Zn膜的基体进行低温离子渗硫处理，最终制备成Zn/ZnS复合固体润滑薄膜。
上述的一种制备Zn/ZnS复合固体润滑薄膜的方法，其中，步骤(3)中所述高速电弧喷涂的工艺参数为：喷涂电压30～35V，喷涂电流120～160A，压缩空气调至0.7Mpa，喷涂距离为100～180mm。在实际生产中可以根据需要调节喷涂时间来调节Zn膜厚，喷涂时间越长膜的厚度越厚。本发明最佳喷涂时间是60S，最终制得Zn膜的厚度约为400μm。
上述的一种制备Zn/ZnS复合固体润滑薄膜的方法，其中，步骤(3)中所述的高速电弧喷枪在基体表面喷涂Zn层制成Zn膜，高速电弧喷涂技术是以电弧为热源，以特殊的喷枪将熔化了的金属丝材用气流雾化，高速喷射到工件表面形成涂层的一种新型热喷涂工艺。在进行高速电弧喷涂时，两根丝材金属喷涂材料用送丝装置通过送丝轮均匀、连续地分别送进电弧喷涂枪的导电嘴内，导电嘴分别接电源的正、负极，并保证两根丝材之间在未接触之前的可靠绝缘。当两金属丝材端部由于送进而相互接触时，在端部之间短路并产生电弧，使丝材端部瞬间熔化并用压缩空气把熔化金属雾化成微熔滴，以很高的速度喷射到工件表面，形成电弧喷涂层。最终膜的性能由喷涂电压、喷涂电流及喷涂距离决定。膜的厚度可以根据实际需要适当延长喷涂时间，喷涂时间越长薄膜越厚。高速电弧喷涂设备可采用现有市售的电弧喷涂设备和高速电弧喷枪，其电压、电流、压缩空气及喷涂距离可调。
上述的一种制备Zn/ZnS复合固体润滑薄膜的方法，其中，步骤(4)中所述的离子渗硫处理，其是将涂覆有Zn膜的基体接阴极，炉壁接阳极，当真空度达到10Pa时，给炉内通入氨气，充至600Pa，然后再抽至40Pa后，在阴阳极之间加高压直流电，电压为540～560V，在此电压作用下，氨离子轰击阴极，当阴极温度升高至210～230℃后停止轰击，在此温度下用固体硫蒸气渗硫所述Zn膜，渗硫处理时间为2小时。由于渗硫时硫(S)原子的扩散作用，硫原子将沿着Zn膜晶界和表面晶体缺陷向内扩散，并发生反应生成ZnS，最终在Zn膜上部制备成Zn/ZnS复合固体润滑薄膜。
本发明所述的Zn/ZnS复合固体润滑薄膜多应用于机械性设备，与基体结合强度强，基体可以选择金属，玻璃或陶瓷等，最佳覆膜基体为金属。
本发明所述的Zn/ZnS复合固体润滑薄膜可用于各类装备零部件摩擦表面的减摩耐磨，特适用于精密仪器，效果更佳。
本发明的优点与效益：
1、利用高速电弧喷涂技术和低温离子渗硫技术，通过两步法复合处理，制备了新型固体润滑薄膜Zn/ZnS复合固体润滑薄膜。本发明所述的Zn/ZnS复合固体润滑薄膜结构新颖，Zn膜上层部分生成ZnS层，且无明显界限，硫元素在Zn膜内分布均匀，使本发明薄膜在减摩耐磨等方面与现有的固体润滑薄膜相比性能更优异，与基体结合能力更好，实用性更强。
2、本发明制备的Zn/ZnS复合固体润滑薄膜具有极为优良的固体润滑性能，即“超滑性”，尤其在干摩擦条件下，其自身的润滑性能及减摩抗磨性能均比现有的固体润滑薄膜优异，可用于机械装备各种摩擦表面，尤其更适合于精密仪器表面减轻摩擦，改善润滑条件。
下面结合最佳实施方式对本发明做进一步说明，以使公众对发明内容有整体和充分的了解，而并非对本发明保护范围的限定。前述部分已经充分公开了本发明可以实施的保护范围，因此凡依照本发明公开内容进行的任何本领域公知的等同替换，均属于对本发明的侵犯。
附图说明
图1为高速电弧喷涂原理示意图；
图2为低温离子渗硫设备示意图；
图3为实施例1制备的Zn/ZnS复合固体润滑薄膜截面形貌及线扫描能谱；
图4为45#钢、FeS固体润滑层和实施例1制备的Zn/ZnS复合固体润滑薄膜在干摩擦条件下摩擦系数随时间变化曲线；
图5为45#钢、FeS固体润滑层和实施例1制备的Zn/ZnS复合固体润滑薄膜在干摩擦条件下磨痕深度随时间变化曲线。
图6实施例2制备的Zn/ZnS复合固体润滑薄膜的截面形貌及线扫描能谱；
图7为45#钢、FeS固体润滑层和实施例2制备的Zn/ZnS复合固体润滑薄膜在干摩擦条件下摩擦系数随时间变化曲线；
图8为45#钢、FeS固体润滑层和实施例2制备的Zn/ZnS复合固体润滑薄膜在干摩擦条件下磨痕深度随时间变化曲线；
图9为实施例3制备的Zn/ZnS复合固体润滑薄膜的截面形貌及线扫描能谱；
图10为45#钢、FeS固体润滑层和实施例3制备的Zn/ZnS复合固体润滑薄膜在干摩擦条件下摩擦系数随时间变化曲线；
图11为45#钢、FeS固体润滑层和实施例3制备的Zn/ZnS复合固体润滑薄膜在干摩擦条件下磨痕深度随时间变化曲线；
具体实施方式
一、本发明实施例所用设备及材料来源：
1、使用全军装备维修表面工程中心研制的型号为CMD-AS-1620电弧喷涂设备，高速电弧喷枪为全军装备维修表面工程中心研究开发的HAS-01型高速电弧喷枪。其他厂家生产的用于射频溅射多层膜的不同型号的射频溅射设备也可以应用于本发明，只要依据本发明限定的工艺参数进行操作，均可得到本发明所述产品。
高速电弧喷枪原理示意图如图1所示，电源1连接直流电压和电流设备2，金属丝材盘绕于丝盘3中，经送丝动力轴6传递动力给送丝轮5，带动丝盘3中的金属丝材，均匀、连续地分别送进电弧喷涂枪的导电嘴内，导电嘴分别接电源的正、负极，并保证两根丝材之间在未接触之前的可靠绝缘。当两金属丝材端部由于送丝轮5送进而相互接触时，在端部之间短路并产生电弧7，使丝材端部瞬间熔化并用压缩空气装置4喷出压缩空气将熔化金属雾化成微熔滴，以很高的速度喷射到基体9表面，形成电弧喷涂层8。
2、所使用的低温离子渗硫使用中国铁道科学研究院研制的型号为LDM1-100的低温离子渗硫设备。
如图2所示，为以下实施例所述的Zn/ZnS复合固体润滑薄膜的制备工艺中低温离子渗硫处理采用的设备示意图。低温离子渗硫技术也叫离子渗硫技术，因为其温度控制在210℃～230℃之间，较之普通渗硫技术所用600℃～700℃温度低很多。如图所示，控制柜10用来控制渗硫过程中的电压等；气瓶11中为氨气通过导入管12导入真空室13中，气流阀14和节流阀15可以控制氨气的流出和流量；装有固体硫粉末的硫容器16和工件17，即本发明中Zn膜，置于连接阴极18的阴极托盘19上，传动系统20可以控制阴极托盘19的转动；壁炉接阳极21，真空泵22用来控制真空度。
3、淬火设备为无锡金石开电炉设备有限公司研制的，型号为GCL125~50/1~10。
4、棕刚玉喷砂预处理设备为湖州星塔喷涂设备材料有限公司研制的XTPSJ-600固定式喷砂机。
5、本发明实施例所用基体为45#钢，性能对比所用45#钢，均产自河北唐钢集团承德钢铁公司，由河北工业大学机械系实验室加工。
6、喷涂材料为Φ2mm的Zn管状丝材，产自上海大豪英佛曼纳米材料喷涂有限公司。
二、本发明实施例中干摩擦条件下摩擦性能随时间变化试验测试方法及所用仪器设备：
采用波兰Instytut Technologii Eksploatacji公司研制的T11球盘式摩擦磨损实验机，上试样为GCr15滚珠钢球，直径为6.35mm，硬度为HV770。下试样分别为45#钢、FeS固体润滑层和表面制备有Zn/ZnS复合固体润滑薄膜的45#钢圆盘试块，直径均为25.4mm，厚度为6mm。试验时上试样钢球固定，下试样圆盘旋转。固定转速为0.2m/s，固定载荷为5N。实验温度为20～30℃，实验时间为1小时。摩擦力和磨痕深度分别由力传感器和位移传感器测量，并通过计算机显示。摩擦系数由摩擦力除以载荷得到。
实施例1
首先将基体进行淬火处理，硬度为HRC55，表面粗糙度为0.8μm；然后用16目棕刚玉喷砂预处理基体表面，气压0.7MPa，喷砂角度45°，喷砂距离200mm。
在电弧喷涂设备中用高速电弧喷枪在基体表面喷涂Zn层，得到厚度约为400μm的Zn层。具体工艺参数见表1：
表1
| 喷涂电压/V | 喷涂电流/A | 压缩空气/MPa | 喷涂距离/mm | 喷涂时间 |
| 30 | 120 | 0.7 | 100 | 60S |
最后将喷涂有Zn涂层的基体进行低温离子渗硫处理；离子渗硫的反应气体为固体硫蒸气，将涂覆有Zn涂层的基体接阴极，炉壁接阳极。当真空度达到10Pa时，给炉内通入氨气，充至600Pa，然后再抽至40Pa。在阴阳极之间加540V高压直流电，在电压作用下，氨被电离成离子，向阴极运动，产生灰白色辉光。氨离子在阴极附近受到阴极压降的作用而被加速，以一定的能量轰击钢铁表面，在使钢铁温度不断升高的同时，还会使其表面产生大量晶体缺陷并增强其表面活性。至设定的210℃时停止轰击。在此温度下，固体硫被气化，硫气氛弥漫于整个炉内，保温2小时。硫原子将沿着晶界和表面晶体缺陷向内扩散，在Zn涂层的上部制备成厚度约为2μm的ZnS层，最终得到Zn/ZnS复合固体润滑薄膜。
效果测试：
(一)Zn/ZnS复合固体润滑薄膜的截面形貌及线扫描能谱
如图3所示为Zn/ZnS复合固体润滑薄膜的截面形貌及线扫描能谱，其截面形貌由扫描电子显微镜观测得到，线扫描能谱由X射线能谱仪测得。可见在条状区域S元素含量升高而Zn元素含量降低，说明该条状区域为ZnS层，其厚度约为2μm。渗硫层和Zn涂层之间为锯齿状结合，没有明显的过渡层。可见本实施例制备的Zn/ZnS复合固体润滑薄膜结构新型，结合能力强，其特殊的结构能够体现出更好的减磨耐磨性能。
(二)用45#钢、FeS固体润滑层和本实施例制备的Zn/ZnS复合固体润滑薄膜在干摩擦条件下进行摩擦性能比较。FeS固体润滑层是将45#钢进行低温离子渗硫处理，工艺参数同本实施例的渗硫工艺参数。
测试结果：如图4所示为干摩擦条件下45#钢、FeS固体润滑层和本实施例制备的Zn/ZnS复合固体润滑薄膜摩擦系数随时间变化曲线；图4为干摩擦条件下45#钢、FeS固体润滑层和本实施例制备的Zn/ZnS复合固体润滑薄膜摩痕深度随时间变化曲线。
从图4可以看出，Zn/ZnS复合固体润滑薄膜的摩擦系数非常小，且极其稳定。在整个试验过程，都远远低于FeS固体润滑层和45#钢。
由图5可知，三种试样的磨痕深度都随时间在不断增大，固体润滑薄膜的磨痕深度呈缓慢增长趋势，最终达到稳定状态。而45#钢的磨痕深度则几乎呈线性快速增长，FeS固体润滑层较软，实验开始阶段，磨痕深度增长较快，随后由于其润滑作用，磨痕深度最终趋于稳定，但仍远大于Zn/ZnS复合固体润滑薄膜的磨痕深度。
由此可知，Zn/ZnS复合固体润滑薄膜在干摩擦条件下其自身具有很优异的润滑性能，因此摩擦性能较其他薄膜突出，具有稳定和优良的减摩耐磨性。
实施例2
首先将基体进行淬火处理，硬度为HRC55，表面粗糙度为0.8μm；然后用16目棕刚玉喷砂预处理基体表面，气压0.7MPa，喷砂角度45°，喷砂距离200mm。
在电弧喷涂设备中用高速电弧喷枪在基体表面喷涂Zn层，得到厚度约为400μm的Zn层。具体工艺参数见表2：
表2
| 喷涂电压/V | 喷涂电流/A | 压缩空气/MPa | 喷涂距离/mm | 喷涂时间 |
| 32 | 140 | 0.7 | 150 | 60S |
最后将喷涂有Zn涂层的基体进行低温离子渗硫处理；离子渗硫的反应气体为固体硫蒸气，将涂覆有Zn涂层的基体接阴极，炉壁接阳极。当真空度达到10Pa时，给炉内通入氨气，充至600Pa，然后再抽至40Pa。在阴阳极之间加540V高压直流电，在电压作用下，氨被电离成离子，向阴极运动，产生灰白色辉光。氨离子在阴极附近受到阴极压降的作用而被加速，以一定的能量轰击钢铁表面，在使钢铁温度不断升高的同时，还会使其表面产生大量晶体缺陷并增强其表面活性。至设定的220℃时停止轰击。在此温度下，固体硫被气化，硫气氛弥漫于整个炉内，保温2小时。硫原子将沿着晶界和表面晶体缺陷向内扩散，在Zn涂层的上部制备成厚度约为2μm的ZnS层，最终得到Zn/ZnS复合固体润滑薄膜。
效果测试：
(一)Zn/ZnS复合固体润滑薄膜的截面形貌及线扫描能谱
如图6所示为Zn/ZnS复合固体润滑薄膜的截面形貌及线扫描能谱，其截面形貌由扫描电子显微镜观测得到，线扫描能谱由X射线能谱仪测得。可见在条状区域S元素含量升高而Zn元素含量降低，说明该条状区域为ZnS层，其厚度约为2μm。渗硫层和Zn涂层之间为锯齿状结合，没有明显的过渡层。可见本实施例制备的Zn/ZnS复合固体润滑薄膜结构新型，结合能力强，其特殊的结构能够体现出更好的减磨耐磨性能。
(二)用45#钢、FeS固体润滑层和本实施例制备的Zn/ZnS复合固体润滑薄膜在干摩擦条件下进行摩擦性能比较。FeS固体润滑层是将45#钢进行低温离子渗硫处理，工艺参数同本实施例的渗硫工艺参数。
测试结果：如图7所示为干摩擦条件下45#钢、FeS固体润滑层和本实施例制备的Zn/ZnS复合固体润滑薄膜摩擦系数随时间变化曲线；图8为干摩擦条件下45#钢、FeS固体润滑层和本实施例制备的Zn/ZnS复合固体润滑薄膜摩痕深度随时间变化曲线。
从图7可以看出，Zn/ZnS复合固体润滑薄膜的摩擦系数非常小，且极其稳定。在整个试验过程，都远远低于FeS固体润滑层和45#钢。
由图8可知，三种试样的磨痕深度都随时间在不断增大，固体润滑薄膜的磨痕深度呈缓慢增长趋势，最终达到稳定状态。而45#钢的磨痕深度则几乎呈线性快速增长，FeS固体润滑层较软，实验开始阶段，磨痕深度增长较快，随后由于其润滑作用，磨痕深度最终趋于稳定，但仍远大于Zn/ZnS复合固体润滑薄膜的磨痕深度。
由此可知，Zn/ZnS复合固体润滑薄膜在干摩擦条件下其自身具有很优异的润滑性能，因此摩擦性能较其他薄膜突出，具有稳定和优良的减摩耐磨性。
实施例3
首先将基体进行淬火处理，硬度为HRC55，表面粗糙度为0.8μm；然后用16目棕刚玉喷砂预处理基体表面，气压0.7MPa，喷砂角度45°，喷砂距离200mm。
在电弧喷涂设备中用高速电弧喷枪在基体表面喷涂Zn层，得到厚度约为400μm的Zn层。具体工艺参数见表3：
表3
| 喷涂电压/V | 喷涂电流/A | 压缩空气/MPa | 喷涂距离/mm | 喷涂时间 |
| 35 | 160 | 0.7 | 180 | 60S |
最后将喷涂有Zn涂层的基体进行低温离子渗硫处理；离子渗硫的反应气体为固体硫蒸气，将涂覆有Zn涂层的基体接阴极，炉壁接阳极。当真空度达到10Pa时，给炉内通入氨气，充至600Pa，然后再抽至40Pa。在阴阳极之间加560V高压直流电，在电压作用下，氨被电离成离子，向阴极运动，产生灰白色辉光。氨离子在阴极附近受到阴极压降的作用而被加速，以一定的能量轰击钢铁表面，在使钢铁温度不断升高的同时，还会使其表面产生大量晶体缺陷并增强其表面活性。至设定的230℃时停止轰击。在此温度下，固体硫被气化，硫气氛弥漫于整个炉内，保温2小时。硫原子将沿着晶界和表面晶体缺陷向内扩散，在Zn涂层的上部制备成厚度约为2μm的ZnS层，最终得到Zn/ZnS复合固体润滑薄膜。
效果测试：
(一)Zn/ZnS复合固体润滑薄膜的截面形貌及线扫描能谱
如图9所示为Zn/ZnS复合固体润滑薄膜的截面形貌及线扫描能谱，其截面形貌由扫描电子显微镜观测得到，线扫描能谱由X射线能谱仪测得。可见在条状区域S元素含量升高而Zn元素含量降低，说明该条状区域为ZnS层，其厚度约为2μm。渗硫层和Zn涂层之间为锯齿状结合，没有明显的过渡层。可见本实施例制备的Zn/ZnS复合固体润滑薄膜结构新型，结合能力强，其特殊的结构能够体现出更好的减磨耐磨性能。
(二)用45#钢、FeS固体润滑层和本实施例制备的Zn/ZnS复合固体润滑薄膜在干摩擦条件下进行摩擦性能比较。FeS固体润滑层是将45#钢进行低温离子渗硫处理，工艺参数同本实施例的渗硫工艺参数。
测试结果：如图10所示为干摩擦条件下45#钢、FeS固体润滑层和本实施例制备的Zn/ZnS复合固体润滑薄膜摩擦系数随时间变化曲线；图11为干摩擦条件下45#钢、FeS固体润滑层和本实施例制备的Zn/ZnS复合固体润滑薄膜摩痕深度随时间变化曲线。
从图10可以看出，Zn/ZnS复合固体润滑薄膜的摩擦系数非常小，且极其稳定。在整个试验过程，都远远低于FeS固体润滑层和45#钢。
由图11可知，三种试样的磨痕深度都随时间在不断增大，固体润滑薄膜的磨痕深度呈缓慢增长趋势，最终达到稳定状态。而45#钢的磨痕深度则几乎呈线性快速增长，FeS固体润滑层较软，实验开始阶段，磨痕深度增长较快，随后由于其润滑作用，磨痕深度最终趋于稳定，但仍远大于Zn/ZnS复合固体润滑薄膜的磨痕深度。
由此可知，Zn/ZnS复合固体润滑薄膜在干摩擦条件下其自身具有很优异的润滑性能，因此摩擦性能较其他薄膜突出，具有稳定和优良的减摩耐磨性。
Claims (3)
1.一种制备Zn/ZnS复合固体润滑薄膜的方法，其特征在于，其具体步骤如下：
(1)将基体进行淬火处理，硬度为HRC55，表面粗糙度为0.8μm；
(2)喷砂预处理基体表面，砂料为棕刚玉，粒度为16目，气压0.7MPa，喷砂角度45°，喷砂距离200mm；
(3)用高速电弧喷涂设备在基体表面喷涂Zn层制成Zn膜；
(4)对涂覆有Zn膜的基体进行低温离子渗硫处理，最终制备成Zn/ZnS复合固体润滑薄膜，其中所述低温离子渗硫处理的温度为：210～230℃。
2.根据权利要求1所述的一种制备Zn/ZnS复合固体润滑薄膜的方法，其特征在于，步骤(3)中所述高速电弧喷涂的工艺参数为：喷涂电压30～35V，喷涂电流120～160A，压缩空气调至0.7Mpa，喷涂距离为100～180mm。
3.根据权利要求1所述的一种制备Zn/ZnS复合固体润滑薄膜的方法，其特征在于，步骤(4)中所述的离子渗硫处理，其是将涂覆有Zn膜的基体接阴极，炉壁接阳极，当真空度达到10Pa时，给炉内通入氨气，充至600Pa，然后再抽至40Pa后，在阴阳极之间加高压直流电，电压为540～560V，在此电压作用下，氨离子轰击阴极，当阴极温度升高至210～230℃后停止轰击，在此温度下用固体硫蒸气渗硫所述Zn膜，渗硫处理时间为2小时。
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