WS2二硫化钨固体润滑涂层的实际应用及技术说明

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WS2技术的起源和发展

水手号太空船的副产品,一个技术转化的典范——由探索太空所衍生出的干膜润滑技术被转化到一般工业生产和制造技术中(本文由美国国家航空暨太空总署(NASA)提供.

在美国早期的太空研究中,水手号太空船是NASA所有项目中最为成功的项母质一。水手号太空船系列是为探索金星和火星所研制的,共有九只。在那个时代赢得了惊人的成功。

水手号系列太空船的研制处于科学技术飞速发展的时候,因此每一个新的型号都包含了一些超越旧型号的技术改善。最后四个型号水手六号至水手九号,代表了这个系列的第二代产品,其体积更大,重量更重,并且比早期的水手号复杂得多。后期的水手号太空船具有许多尖端技术:包括动力系统、科学仪器、通讯手段和图像/数据传输系统。在所有这些改善中有一项鲜为人知的尖端技术:为水手号太空船航天使命特殊需要而开发的一种干膜润滑剂。美国Stanford.University(史坦佛大学)的Robert.D.Nelson博士开发的这种产品在严酷的星际环境中(温度极低的温度到500o F),它均能提供优异的润滑效果,以减少运动部件的磨擦和延长使用寿命。

后来,美国伊利诺州的Micro.Surface.Corporation(MSC)公司获得并且发展和完善了此项技术。MSC将此种润滑剂命名为WS2并推向市场。该润滑剂能与任何金属或树脂立即牢固结合,膜厚仅0.5微米。

水手号任务完成后,WS2开始在工业领域中得到应用,但仅限于航天航空工业和国防工业。1984年,MSC公司将WS2技术引入到一般工业领域中。从那以后,WS2以其优异的特性迅速不断地推广开。汽车工业、医疗设备、塑料工业、工具和冲模以及机器人工业都已经使用了WS2技术。例如用在机械工具、工业齿轮和轴承、电动马达、压缩机、低温泵及小火枪上。

在塑料工业中,WS2镀膜可以用于各种注塑成型模具、吹塑成型模具和挤压成形模具中,其效益是减少了在工具钢与树脂之间的拖曳现象,降低了磨擦阻力,增加了产量。在汽车工业中,美国福特公司、通用汽车公司、Chrysler汽车公司均采用WS2镀膜处理汽车轴承、传动装置和发动机内部部件以减少磨擦、降低磨损。WS2还可以用于一些特殊的场合,比如用在Indy、NASCAR和Winston赛车比赛中许多类型的赛车上。

除了减少磨擦和降低磨损以外,WS2还具有许多其他的优点,这要取决于所应用的场所.

一般地说,它可以改善产品的质量,延长设备的使用寿命,消除或减少昂贵的维护和维修问题。WS2技术被越来越多的客户所接受,MSC在美国工业中的客户名单也越来越长。除以上提及的美国汽车工业三巨头外,MSC的客户还有例如:American .Can .Corporation, Continental Can Corporation, Kimberly Clark Company, Dow Corning Corporation, Ethyl Corporation, 通用电器公司,Phillips Petroleum, Whirlpool Corporation . 当然,还有我们NASA(美国国家航空暨太空总署)。

上图中MSC公司总经理Ed.Fabiszak展示一种生产塑料产品时所用的工具,这个工具使用了WS2镀膜处理。

WS2这种最初用于太空探索的干膜润滑技术目前在普通工业中得到了广泛的应用。比如在塑料工业中WS2用于处理注塑成型模具以减少粘接现象和提高产量;汽车工业中使用WS2来润滑不同的零件,如活塞,以减少摩擦和磨损;机器人工业中用WS2来处理轴承和套筒,以延长这些重复运动易磨损部件的使用寿命。在重工业及机械工业中也用WS2来处理各式钻头、铣刀等工具。

WS2的应用领域(1)

WS2已经在美国、日本、英国、德国、加拿大、意大利等国家广泛使用,成功地应用在以下工业领域中的工件及部件上,为使用企业带来显著的经济效益:

●轴承

线轴承——用于切割、制粉及定位装置中

球轴承——激光、原子能、无尘宝及医疗设施

记录器轴承——高速复制

辊子轴承——高速运转的轴(锭子),肉类包装设备中的载运轮

球螺杆——汤姆森轴及线性驱动定位仪

汽车——发动机的主轴承、杆轴承、轮轴及连C.V.联接器

●齿轮

复印机,印刷机械,高温齿轮,汽车变速箱,自动传动,高负载设备,高速的电动马达

及无尘室用的无油润滑齿轮等。

●轴: 马达传动装置、内轴、外部花键轴与螺纹顶点、牙医用马达、涡轮发动机等。

●楔: 塑料注塑模具、容器制造、冷加工处理、夹具、成型及传输系统等。

●链条

链辊,组合连接、玻璃面板、纸浆厂、食品加工、无尘室、机器装配、轮齿与链条

的结合、自动传输、自行车链条等。

●阀门

伺服阀、螺线管、针阀、球阀、自动喷射系统中的阀门、柴油机液压阀及原子能系

统等。

●连接及非连接件

不锈钢组件,水压、气压、油压等压力装置中需抑制摩损的地方。

●切割机械

在精磨、粗磨、钻床夹具、钻孔装置、攻丝等加工过程中及在切割高硬度的物体时

使用。

●铸件加工

几乎排除硅的使用,从而延长活动部件的使用寿命。

●注模成型

注模成型生产中,与塑料接触的所有金属部件,如模具、销等,WS2能增加液体塑

料的流速3~9%,平均提高生产率4~8%。其成型物具有较高的光洁度。

●其它

小火枪、磁头、低温泵、火车、军舰、坦克、装甲车、直升机、卫星、导弹装置中

的易磨损部件;空气振动器、电子连接器、断路器和开关;车床夹具、垫块、压缩

机、变阻器、滑块、定时器中的机械部件、导向阀、链条锯、橡胶衬垫、O型密封

垫、高真空设备等。

WS2的应用领域(2)

WS2特别适用于无油或少油润滑工况条件和较宽松的工作温度范围(—273℃—+650℃)内使用。经过国外近20年的实际应用证明,WS2可应泛应用于航空,汽车,冶金,液压,水利,电力,轻机重机,农机,仪表,医疗器械等行业的机械设备中。

(1)WS2特别适用于以下各种不能加油的场合

●150℃温度的油漆烘房的衬套.

●—150℃以下的冷藏传动带,(衬套)

●制氧蝶阀及球阀轴承(衬套),无油空压机的润滑衬套,连杆套。

●加油会污染产品的场合,如纺织机,印刷机,烟草机,医疗仪器等。

●水润滑衬套。

(2)WS2适用于不能形成油膜的场合

●摇摆运动及微振运动下的轴承(衬套)。

●经常在压力启闭的场合。

●在冲击疲劳负载下的高中压齿轮油泵,叶片泵,液压马达等。

(3)WS2适用于要求特殊摩擦性能的场合

●要求克服“粘——滑”现象,或称爬行的场合。

●为解决桥梁热胀冷缩问题而应用的活络支承结构中的高负荷低速轴承及滑块等。

●暴晒或高温下的滑块。

(4)具体应用场合

●制氧机:切换蝶阀

●液压机厂:齿轮油泵,叶片泵,柱塞泵,液压马达。

●印刷机械厂,输纸部套中的滚针轴承及铜套。

●机床:

1.数控机床,镜面机床,压力机,折弯机,冲剪机等的机床导轨,必须达到在

0.0025米 /分的进程精度下,不发生颤抖或爬行现象。

2.冷扎机主轴两端的婆司,轴瓦。

3.机床传动部位的衬套,压力机飞轮的滑动衬套。

4.卷板机主轴两端的滑动轴承衬套。

●汽车:汽车上的万向节,转向节,弹簧钢板衬套,前后制动凸轮衬套,都是加油

困难的地方,可以使用WS2的技术。

●叉车:联轴器上使用WS2可以减少因缺油而咬轴的麻烦。

●起重机:大型龙门吊车,港口吊车中的顶杠及顶杠的润动衬套。

●水利电力设备:阀门支铰轴承,发电机组的滑动轴承。水轮机叶轮处理,克服水

中不能加油和磨粒磨损的困难。