二十世纪六十年代,美国国家航空航天局研发出了一种以二硫化钨为主要化学成分的新干膜润滑剂,这种润滑剂主要应用于航天航空及赛车领域,它仅靠一层薄膜就能很好地防止摩擦。但目前对大多数大规模工业来说,这一技术过于复杂和昂贵。

不过,瑞典Applied Nano Surfaces公司现在研发出了一种简单又廉价的二硫化钨涂层工艺。他们为这种主要用在引擎零件上的工艺申请了专利。该公司估计,减少引擎零件表面摩擦可减少百分之二的燃料消耗。以此推断,瑞典制造的卡车引擎及其他重型车辆引擎每年可以减少5亿吨二氧化碳排放。减少摩擦还可以降低引擎损耗,减少维护费用。

在零件表面涂上低摩擦材料

实际上,低摩擦材料是“涂“到引擎组件上的,以下是它的工作原理:

  • 该材料应用于机床,例如车床和铣床。无需特殊的准备工作。
  • 将含有钨的机床紧贴钢制或铸铁制成的引擎零件。再涂上一种含硫的工艺流体,引发化学反应。
  • 用一层二硫化钨薄膜填平零件表面细小的不平整区域。
  • 零件表面几乎变得绝对光滑,但厚度仅增加了一到两微米(百万分之一米)。
  • 经过处理之后的零件表面摩擦系数极低,且耐磨又耐热。
Cylinder sleeves, camshafts and piston pins can be coated with the new method.

新涂层工艺适用于汽缸套,凸轮轴和活塞销。

新工艺的最大优点:能让各种普通工业设备的零件表面在处理后变得更耐磨。经过化学反应后,这种纳米复合材料将粘在基底上,确保薄膜不会脱落。它能和润滑油粘结,可以与轻质润滑油结合使用。这种方法有助于进一步减少摩擦,减少含硫润滑油的用量。

来自引擎制造商的关注

新涂层工艺适用于汽缸套,凸轮轴和活塞销。引擎制造商对Applied Nano Surfaces的技术,尤其是针对重型柴油引擎的技术,表现出了极大兴趣。这项工艺的市场潜力巨大:新车的年销量大约为七千万台,其中包括三百万重型车辆。引擎零件的摩擦使卡车多消耗了15%的燃油,其中9%是因为活塞环和汽缸套摩擦生热消耗的。

Applied Nano Surfaces公司相信,这种应用纳米复合材料的工艺可以大幅度降低卡车、公交、轿车的燃料消耗。该公司计划授权几家主流制造商采用他们的技术。瑞典卡车制造商Volvo Powertrain和Scania正在测试该工艺在重型柴油引擎上的应用。

此外,Applied Nano Surfaces还看到了低摩擦材料在加工设备、发电机、压缩机、滑动轴承,涡轮机,水泵、小型发动机等其它工业设备上的应用前景。

文章发布于2009年7月