CN1015994B - 一种钢铁表面离子镀固体润滑膜的方法 - Google Patents
一种钢铁表面离子镀固体润滑膜的方法Info
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Abstract
本发明是钢铁表面离子镀固体润滑膜的方法。它可采用空心阴极离子镀法，将铜、铅料共同蒸发和电离，在250℃左右低温下在钢铁表面沉积得到Cu-Pb合金固体润滑膜。该方法工艺简单、镀膜材料便宜、有利于推广使用，膜层和基体结合牢固；同时还能保证所得到的膜层的摩擦系数低、抗咬合性能好。因而，该方法是钢铁表面生成优质固体润滑膜的好办法。
Description
本发明涉及钢铁表面产生固体润滑膜的方法。
为降低钢铁表面的摩擦系数，提高抗咬合性能，通常采用渗硫或磷化处理方法。这两种方法生成的膜摩擦系数都较高。
为改善钢铁表面的润滑性，也可以采用离子镀固体润滑膜的方法。如JP昭52-82683公开了一种用离子镀法在纸带穿孔器的侧面和引导孔的一方或两者上镀固体润滑膜来制造纸带穿孔器的方法，以此来解决纸带穿孔器用油润滑的麻烦。其方法是先离子镀钼后，再在含硫气氛中反应生成MoS2;或是利用硼蒸发、电离后通入反应气体N2，生成BN沉积在钢表面。该方法操作复杂，膜层与基体结合力不好。另外，JP昭60-57014公开了一种用离子镀法在滚动轴承的摩擦表面镀固体润滑膜来制造滚动轴承的方法。该方法用铅作为最外层，用白金或锡作为中间层;或是用铅作为最外层，用依次为镍、铜、银的复合层来作为中间层。该方法操作更为复杂，同时所采用的镀膜材料价格昂贵，不可能得到广泛的推广使用。由于用铅作为最外层，膜层的表面硬度也很低。
本发明的目的旨在克服现有技术存在的缺点，提供一种工艺简单、镀膜材料价格低廉，而且又能生成摩擦系数低、抗咬合性能好、和钢铁基体结合牢固的固体润滑膜的方法。
实现本发明的方案是：
采取离子镀法，将铜、铅料共同蒸发、电离，在250℃左右的低温下，在钢铁表面沉积得到Cu-Pb合金固体润滑膜。
上述铜、铅料的配方比例约为：50%铜和50%铅。
所说的Cu-Pb合金固体润滑膜的结构为细小、均匀分布的铜粒子和铅粒子的混合物。
下面对本发明作进一步详细说明：
本发明之所以采用离子镀法是因其能产生质量稳定，且与基体结合牢固的膜层。所说的离子镀可以采用空心阴极离子镀法。所说的铜、铅料重量配比约为：50%铜和50%铅，将这两种料一同放入坩埚中，共同蒸发、电离，使之能一次沉积形成固体润滑膜。采取约为50%的铜是由于其在铁中有1.4%的固溶度，而且又有较好的韧性，这样能使膜层与钢铁基体产生牢固的结合力。而采用约为50%的铅是为尽可能使膜层具有优良的减摩作用。所说的形成细小均匀分布的铜粒子和铅粒子的混合物是依靠在250℃左右的低温下，沉积30～40分钟来实现的。由于沉积温度低、沉积时间短，使得铜、铅相的小粒子不容易聚集长大成为大粒子。
本发明与现有技术相比的积极效果：
1、由于本发明是采取铜、铅料共同蒸发、电离，一次在钢铁表面沉积形成固体润滑膜，所以工艺简单。
2、由于本发明采用价格低廉的镀膜材料，所以容易推广使用。
3、由于本发明得到的固体润滑膜的结构是由细小的润滑性能好的铅粒子均匀镶嵌在铜粒子之间，粒子直径仅为2μm左右，所以使膜层的干摩擦系数能稳定地保持在0.125左右，并得到了优良的抗咬合性能。
4、本发明所形成的膜层的显微硬度Hv≌131，因而提高了膜层的耐磨性和承载能力。
本发明的实施例：
利用本发明曾在各种钢和铸铁的试样上作过离子镀Cu-Pb合金固体润滑膜的试验。下面是在由铸铁制造的解放牌汽车活塞环表面离子镀Cu-Pb合金固体润滑膜的实际例子：
（1）、活塞环（CA-10B型）用金属洗涤剂除油清洗，用清水漂净，再在酒精中超声清洗十分钟，用丙酮清洗后用细纱布擦干，迅速装在离子镀设备内的工件架上。
（2）、在石墨坩埚中放入经称重的50%纯铜和50%纯铅。纯铅在下面，纯铜在上面。
（3）、关上炉门。开机械泵、扩散泵，使炉内真空度抽至6.67×10-3Pa以上后，通入氩气，使真空度降至6.67Pa。
（4）、接通轰击电源，在工件上加-1500V的负高压溅射清洗15分钟后，切断轰击电源。
（5）、再次抽真空度至6.67×10-3Pa以上。接通烘烤电源，调节烘烤电流至120A，使烘烤温度在350℃左右保持约20分钟，烘烤时，工件须转动。烘烤结束后，降烘烤电流至80A。
（6）、待工件温度降至250℃后，引燃空心阴极电子枪，并迅速转入主弧工作状态。关闭引弧电源，调节主弧电流在100A，主弧电压65V，工作真空度0.667Pa左右。
（7）、待坩埚内铜、铅料全部熔化、均匀混合后，打开档板，使铜、铅料共同蒸发、电离，从而使之在活塞环表面形成由细小、均匀分布的铜、铅粒子组成的固体润滑膜。在沉积过程中工件上加-50V负偏压、工件始终保持转动。随着沉积的进行，如发现温度有上升时，可将主弧电流关小，烘烤电流也可关小。沉积时间约为30分钟，膜厚5μm～6μm左右。
（8）、沉积时间到后，关主弧电源，关闭氩气，抽炉内真空度至6.67×10-3Pa以上。
（9）、待工件降温至80℃以下可出炉。
Claims (2)
1、一种钢铁表面离子镀固体润滑膜的方法，其特征在于：将重量比约为50%铜和50%铅的蒸镀料，在0.667Pa真空下共同蒸发、电离，镀膜温度约为250℃、镀膜时间约为30分钟，得到膜厚约为5μm的Cu-Pb合金固体润滑膜。
2、根据权利要求1所述的一种钢铁表面离子镀固体润滑膜的方法其特征在于：所说的离子镀为空心阴极离子镀。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 88100207 CN1015994B (zh) | 1988-01-06 | 1988-01-06 | 一种钢铁表面离子镀固体润滑膜的方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN 88100207 CN1015994B (zh) | 1988-01-06 | 1988-01-06 | 一种钢铁表面离子镀固体润滑膜的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1034026A CN1034026A (zh) | 1989-07-19 |
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| CN 88100207 Expired CN1015994B (zh) | 1988-01-06 | 1988-01-06 | 一种钢铁表面离子镀固体润滑膜的方法 |
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Families Citing this family (2)
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| CN112126818B (zh) * | 2019-06-25 | 2022-02-11 | 国标（北京）检验认证有限公司 | 一种空心阴极铅灯阴极用铜铅合金及其制备方法 |
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- 1988-01-06 CN CN 88100207 patent/CN1015994B/zh not_active Expired
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