為了探索軟金屬銦在真空環境中的潤滑性能, 用電刷鍍技術在45#鋼表面制備了In/Ni復合固體潤滑涂層, 并對比研究了該復合鍍層在大氣環境、低真空環境和高真空環境下的摩擦學性能和磨損機制。結果表明, In/Ni鍍層具有良好的減摩和抗磨性能, 隨著環境壓強的降低, In/Ni鍍層的摩擦學性能明顯提高, 鍍層的磨損機制主要為粘著磨損和疲勞磨損。分析認為, 不同環境壓強下鍍層摩擦學性能的差異, 主要與鍍層的氧化和軟化有關。

　　電刷鍍技術是現代表面工程的關鍵技術之一,具有設備簡單、操作方便、工藝靈活、鍍層種類多、沉積速度快、與基體結合強度高、節省材料和能源、應用范圍廣等諸多優點。應用電刷鍍技術在零件表面制備減摩耐磨涂層或修復磨損的機械零件表面已有很長的歷史并取得了巨大的經濟效益 。稀散金屬銦是現代高技術裝備的重要基礎材料之一, 大量用于生產銦錫氧化物(ITO)靶材, 低熔點合金焊料和半導體元器件等 。此外, 銦的可塑性和延展性極好, 剪切強度低, 其晶體結構具有一定程度的各向異性, 易于發生晶間滑移, 與其它金屬摩擦時能附著上去并持續地在摩擦界面間發揮優異的抗磨和潤滑作用, 所以銦及其合金常以涂層或襯層的形式應用于發動機齒輪、工業軸承和拉絲磨具等摩擦零件表面。

　　從現有的有關軟金屬銦作為減摩潤滑層的文獻報道來看, 相關的理論研究和應用還都局限于地面大氣環境, 例如, 內燃機車軸瓦、石油管道接頭、機床導軌和發動機軸承等精密配合面的潤滑。金屬材料構成的摩擦活動部件在宇航真空環境中將面臨更為苛刻的工況環境, 一方面因為真空環境中摩擦表面難以形成吸附膜和氧化膜, 潔凈的金屬表面容易發生粘著, 另一方面真空中無空氣對流散熱, 摩擦熱無法及時排出, 摩擦界面的溫度較高。本文考察了環境壓強對電刷鍍軟金屬銦固體潤滑層摩擦學性能的影響, 以期為未來將軟金屬銦用于解決空間苛刻工況的潤滑難題提供參照。

3、結論

　　(1) 運用電刷鍍技術在45# 鋼基體表面制備的In/Ni復合鍍層表面平整光滑, 組織均勻, 具有優良的減摩潤滑性能和抗粘著磨損性能, 能夠顯著改善金屬􀀁金屬!接觸表面的摩擦狀況。

　　(2) In/Ni復合鍍層的在真空環境下的摩擦學性能明顯優于大氣環境下, 主要因為大氣環境下軟金屬銦在摩擦熱的作用下發生氧化帶來的硬化效應使得其摩擦學性能衰退。此外, 在真空環境下摩擦界面的溫度較高, 軟金屬銦的屈服極限和剪切強度下降, 粘著力和犁溝力減小而使摩擦系數降低, 而材料轉移能力增強在摩擦界面了形成穩定的轉移膜使磨損量大大減小。

　　(3) 在大氣環境下, 穩定磨損期材料的主要磨損機制為粘著磨損和疲勞磨損, 而真空環境下主要是粘著磨損。