WS2及固体润滑涂层在机械工业的应用

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“憨老马”：您好！
$ c+ s0 s3 a" m3 A4 P1 }0 t* @6 M     对于这种减速机，单纯用WS2技术改造成无油机，是不现实的。
" S9 C2 Q2 u( \9 o$ s     但是如您所说的问题，我认为倾向于生产质量事故来看更恰当些。从设备管理的角度，特别是生产线上的设备，根据减速机的使用寿命、或是关键零部件的使用寿命，实行严格的设备维护、更新制度，做好平时巡检，定期更换、维护维修。这样的事故一定可以避免；当然，选用优质的减速机设备，以提高和延长设备的维修维护的周期，也是提高效率的一个途径。

憨老马

谢谢您宝贵的意见!

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但WS2可以减少磨损、延长使用寿命。举一个案例：某生产污水处理设备的公司，经评估采用了这样的方案：把污水处理设备中的轴承（轴承选用国产名牌）全部使用WS2镀膜处理，虽然成本提高了，但由于轴承的使用寿命可从原来的一年提高到二年以上，节约了售后服务的费用，而这项费用远远高于增加WS2的成本。
WS2的优点及效益
● 解决问题：降低摩擦系数，减少磨损、咬合等。
; g) T$ T: E7 Y* J. I  _● 克服或减少机械润滑问题，提高机械的工作效率及使用寿命。
● 能消除或减少由摩擦、摩损等引起的许多设备维修、维护问题。
6 `& ~8 s. h6 F+ F$ K! G* A" h* u● 保持零件尺寸不变，涂层厚度仅0.5微米。
; _- H% {: {- m/ h- P1 W● 标准载荷达100,000PSI（或与基材的承载能力相同）。
: [& K8 ^" L' ?- U9 v● 操作温度范围广，从-273℃到650℃。
2 s8 v* O, B& Y5 m: T, B0 z● 稳定、无毒、无腐蚀性、不溶于其它溶剂，其良好的兼容性也提高了所有与其同存油类的性能。
9 _5 P9 Y" [# u1 ~; H+ ]! r9 l6 t● 物体表面可达100%润滑，摩擦系数可减至0.030。

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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。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，如活塞环和轴承，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+PVD的复合镀层工具，被称为“黄金工具”）。

0 v3 H- H: F& ?0 R) _活塞环是汽车发动机的关键零件，在高温、高压、高速和润滑极其困难的条件下工作，尤其是第一道环的工作条件最为恶劣。因此，活塞环一直是发动机上使用寿命最短的零件。活塞环工作时受到气缸中高温高压燃气的作用，温度很高（第一道环温度高达600K），同时在气缸内随活塞一起作高速运动，加上高温下机油容易变质，使活塞环的润滑条件变坏，难以保证良好的润滑，因而磨损严重。目前用合金铸铁（在优质灰铸铁中加入少量铜、铬、钼等合金元素），第一道环镀铬，其余环一般镀锡或磷化。目前国内最好的是从美、德等国家引进的二硫化钼工艺，主要有喷涂法、电泳法等。但由于二硫化钼不能承受高温，镀层容易分解、脱落，制约了活塞环产品性能的提高。
8 i& u1 a' ^9 w如果采用WS2干膜润滑涂层，则可解决磨损和高温润滑问题。

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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。

汽车发动机的主轴承、杆轴承、轮轴，变速箱齿轮、轮轴：

4 H) q4 e% m! Z4 u/ L1.WS2有利于延长寿命
(1)薄膜仅0.5微米，不会给零件带来任何外形上的变化。
(2)薄膜含极细微孔，与润滑油有亲和力，因此确保在齿轮表面上总是有一个润滑层（WS2和润滑油）。
(3)WS2可忍受650℃的高温。WS2呈化学惰性，并不与金属基材发生反应。
" k" {: \3 D/ n9 b' b# S- i(4)WS2有非常低的摩擦系数，因此在变速箱中因摩擦产生的热减少了许多。
(5)齿轮变换时所需要的力将减少，在操作时更加快速和平滑。
2 j  p& G$ f: l+ X(6)WS2延缓了齿轮表面微坑现象的出现
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3 q/ D6 G, y+ o5 X' H3 ^. s* Q9 N2．
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客户提供之轴承
" E$ G: G/ n% x/ }: C- j 经WS2处理后的性能测试报告

4 a- V/ ^% E2 N. Z% P应用                  电机轴承
' i" L; a, x# t7 I* G背景描述        在电机滚针轴承的深度传动运行中，发动机的任何故障可导致轴承的严重超载，这将引起支架（外壳）中外环轴的扭转而移位，从而引起轴承破损。本测试是用WS2技术处理此轴承，做性能对比测试。

轴承                  带有保持架、滚针的高强度轴承
( u: ]& L7 T+ j& \5 ?; @. G7 @6 U4 p尺寸                  外轴直径              1-3/8”
                        轴直径                1-1/16”
                       滚针直径                5/32”
材料                  52100钢
转速                  5000RPM
! G' s& G) g( I$ A! k9 b0 t  ]) A6 v达到破损之前的运行时间        204小时
临时超载                 6000磅冲击
润滑                       50 : 1（气/油混合物）

7 q+ i( j2 b' j+ @实验结果
未使用WS2处理的轴承在超载和摩擦力的作用下，其温度升至1200~1500F,从而引起组件红热，然后轴承破损、报废。

若轴承表面和内部均以WS2为润滑涂层，轴承运行时温度仅达500F 左右，在超载2.5分钟后也未发现碎裂及金属疲劳现象。
/ g( K6 ?+ u; n8 u1 f' T5 R  b(注：超载测试2.5分钟是ASTM（美国材料实验协会）标准中规定的测试方法)。
) B/ a- J  D. j0 q0 j1 C( T' [/ x
当运转204小时后，轴承ROCKWELL硬度从62RC降至52~54RC，但并不影响轴承的再次使用(注：轴承在高温时硬度稍有下降属正常现象)。另一个显著的区别是，经过WS2处理后的轴承抗疲劳强度增强，在连续运行204小时后不会有疲劳现象；而未经WS2处理的轴承在运行100小时后，已出现可看到的破裂现象，运行200至250小时，轴承则已完全破损。

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Everlube固体润滑膜在国外，在包括航空航天、军事工业、汽车业和医疗行业的各种市场中广受青睐。具有非常优异的耐磨性、极好的耐腐蚀性能和化学稳定性，其系列包括6102G、620/620C、6108、Lube Lok® 5306等。典型应用：轴承、齿轮、齿条、凸轮、阀门配件、紧固件、医疗仪器。
4 `. r% y: G  ~* p9 N' U: D; |4 K! `Everlube膜（涂层）的附着力极强，改善螺丝扭距，提高零件表面的负荷能力，其优异的低摩擦系数可以减少磨损、提高使用寿命。广泛应用于各种紧固件、扣件。
/ B3 M2 H% @. q& s0 P) g' `% {Everlube Products其所设计的涂层和干燥胶膜润滑剂广泛符合各种工业和军事规格等的零部件的性能需求，成为ASTM标准和全球工业化标准。不但使用在我们的家中, 汽车上和工作地点中的各种设备，更应用于航空,铁路和武器装备,提高了不计其数使用于日常生活，工业和军事的的产品, 设备和部件的性能。

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Everlube620C技术性能
* a/ G$ Z) l/ N/ M7 m) {: s! h           符合美国军事标准的MoS2固体润滑涂层

8 C) Q( x  I' |' z% x产品描述
Everlube 620C是热固化的以MoS2为基本成分，并且含有有机粘结剂的固体润滑剂。Everlube 620C可提供非常好的使用寿命，耐磨损性能佳，在高负荷应用场合中表现得尤为出色。
Everlube 620C 符合MIL-L-8937D, MIL-L-46010E Ty 1军事标准，并满足AS-5272 Ty. 1的要求. Everlube 620C在包括航空航天和医疗行业的各种市场中广受青睐。
* I9 P8 Q& u3 U/ Y
% m5 x! i9 y6 G% `1 s特点/优点不含铅成分                     
极好的使用寿命和化学稳定性
良好的耐磨损性能               适用于高负荷应用场合
# f* Z4 k, J! `  r; R6 `市场                                   典型应用
* ?. V8 x) g2 b航天航空/军事                  轴承、齿轮、齿条、凸轮
医药行业                       医疗仪器无油润滑
机械行业                       水力配件&阀门配件
- Y( r& q1 g' @% X, F# s                               密封，夹具和联结件
典型的功能属性       
& k2 G8 ?" J6 ?ASTM测试方法                测试值
8 W0 l1 c+ ]$ Z1 g- r耐腐蚀性        ASTM B117        < 240 hrs. @ 5%盐雾喷洒
) K( y: w: \3 E4 B0 d5 v: u8 D, h抗磨损性能        ASTM D4060        好
摩擦系数        ASTM D2714        0.02 - 0.04

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Everlube6102G技术性能
         含有PTFE（聚四氟乙烯）的固体薄膜润滑剂

- F# R- r+ r2 g* N: t5 g. O" x) }8 `产品描述
Everlube 6102G是热固化的，含有聚四氟乙烯和二硫化钼及高分子酚粘接剂的固体润滑剂。在紧固件产品中可以改善扭矩与压力的关系，可使紧固件承受更高的负荷，更不易松动。 Everlube 6102G在包括汽车业和医疗行业的各种市场中广受青睐。
5 A" g  Z$ F2 X$ d7 ~; E特点/优点
" [! W( p9 y+ N非常优异的耐磨性        
5 D# u" R3 |4 ~) L通过医疗行业ISO 10993生物兼容性测试
, x$ M. a4 P1 I5 y& ^外观色泽良好
可加工各种形状的产品      
极好的耐腐蚀性能和化学稳定性
市场          典型应用
! K" }0 N( ]! R$ X- D汽车行业                        各式紧固件
医疗行业                        外科器械
7 w, X6 k- S) [0 v; k" Q金属零件                        轴、铸件和冲压件
6 i5 B- b2 c, [! k7 c: t* t5 X紧固件                          弹簧、线圈和钳子
5 L# Q3 X! z2 S% X) d8 C' t* ]3 |典型的功能属性       
ASTM测试方法        测试值
耐腐蚀性           ASTM B117  600小时5%中性盐雾喷洒
抗磨损性能           ASTM D4060 良好
9 M- `1 _5 }4 r# H" y摩擦系数           ASTM D2714 0.06 - 0.08

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WS2和Everlube 固体（干膜）润滑涂层（coating)，由于在国外作为标准工艺应用，随着越来越多的全球采购向中国的转移、或是外资在中国设厂（返销出口），会有十分广阔的市场前景。而随着国内制造业、工业产品的升级换代，在产品设计、开发过程中应用新技术、新工艺，也是一种必然选择。

. I' A* j5 P4 u2 p$ R0 G* A' BWS2及固体润滑涂层在普通工业品中的应用案例：
# V- P* p: V  b（1）渔具上的渔线轮，其轮轴、齿轮采用WS2处理，以降低噪音、延长使用寿命，目前产品全部出口；
（2）自行车中的玉押、珠碗；
$ W: K7 n" C0 E( L（2）门锁五金件。
8 i& I3 V6 `, }* h9 H0 S2 `   等等

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WS2在国产汽车空调压缩机中的成功试验和应用，打破了技术壁垒。除了斜盘式可变排量压缩机，在涡旋式压缩机中同样存在需提高部件耐磨性的问题。
" s6 S) T+ T3 I$ P- Q: @
9 m/ T: O/ H% R2 B" ^1 f# H有兴趣者请参考文章详细介绍：http://www.autoinfo.gov.cn/autoi ... 191043674459518.htm
; J# Q9 s, V7 W  o
, y% W/ D4 ?* ]4 O2 Y! kWS2主页：http://www.ws2.com.cn