国营新乐电工厂 孙谕真 霍永祥
北京邮电学院彭道儒教授研制的DJB-823固体薄膜保护剂,于1984年11月7日至9日通过部级鉴定, 1985 年 1 月 29 日 获得邮电部科研成果奖。鉴定会认为,该保护剂对金、银、铜等镀层有良好的保护作用,技术指标达到国际先进水平。我们的实践证明,将 DJB-823固体薄膜保护剂涂覆在黑色金属的刀具与量具上也有显著效果。
一、试验应用情况
某型电表的机架为铅黄铜(HPb-59-1)材料,其第33工序需用Φ5D5铰刀铰孔。从多年生产实践中已知每把铰刀加工400~500 件零件左右便磨损报废。我们把铰刀放人2% 浓度的DJB-823固体薄膜保护剂混合溶液中浸1.5分钟,取出放入120℃ 烘箱内烘干20分钟,然后装在机床上加工上述零件,一把铰刀加工了4000件零件以上还没有磨损报废,延长铰刀寿命8~10 倍。用涂覆DJB-823固体薄膜保护剂的铰刀所铰的孔的光洁度好,尺寸全部合格。
某产品不锈钢(2 Cr13 )外环需加工8个M2×0.4的二级精度的螺纹孔,由于材料的韧性高、强度大,国产丝锥不能用、所以多年来一直是从日本进口丝锥来进行加工。每付日本丝锥 17.00~21.00 元,加工100 多件就磨损报废。我们将每付1.40元的国产丝锥浸涂2%的DJB-823固体薄膜保护剂后,一付丝锥加工了148件尚未报废,而且尺寸和光洁度均好,从而赶上了进口丝锥的水平。我们还用浸涂DJB-823固体薄膜保护剂膜的国产丝锥加工铬锰镍钢(2Cr15Mn15Ni2N )零件,工人反映很好用,取得了同样可喜的效果。国产丝锥的费用比进口日本丝维的费用降低了11到29倍。
牛头刨床常用来加工铸铁、锻钢件,刨刀磨损较快。我们在刨刀上浸涂DJB-823固体薄膜保护剂之后,其使用寿命延长1.5倍以上。
游标卡尺的卡爪常与零件表面接触,也有磨损。一般检验员使用一个月就因卡爪磨损,精度超差,需要修理。我们将任务饱满的检验员使用的卡尺浸涂DJB-823固体薄膜保护剂,现已使用近5个月,曾经过两次校检,精度合格不需修理,仍能正常使用、而且滑动较快,方便耐用,效果良好。
量规(包括光面环规、光面塞规、螺纹环规、螺纹塞规、块规等)精度高,价格贵,一般磨损几个微米,就不得不报废,十分可惜。我们将已报废的量规浸涂 DJB-823固体薄膜保护剂(该保护剂膜厚度可用溶液浓度或涂的次数来控制)之后,经过计量鉴定,凡是磨损超差量在 1~3 微米范围内的都可以修复,达到标准尺寸要求,可以继续使用。浸涂该保护剂的量规的耐磨性能提高了一个数量级,估计比未涂DJB-823固体薄膜保护剂的新量规使用寿命还要长得多。
二、润滑和防护机理分析
为了提高工效,减少刀具与量具的磨损,人们一般是往刀具、量具上加些润滑油(膏、脂)。由于这些润滑剂与金属之间是分子间结合力(即范德华力),在工作过程中很容易被分开。我们常看到润滑油被推到非工作表面,在工作表面上却因为无油润滑而磨损快。 DJB-823固体薄膜保护剂是由润滑剂和缓蚀剂合成的,是一种电负性很强的极性基因物质,它与工具钢中的铁(Fe)原子的空轨道构成配位键。这种静电场配位键力要比范德华结合力大11~300 倍,要把浸涂好的DJB-823固体薄膜保护剂薄膜从金属表面全部弄下来,就必须把每个原子的配位键拉开,这是极其困难的。这一层仅有 1~3 微米厚的DJB-823固体薄膜保护剂膜牢固地结合在金属表面上,产生了极好的润滑作用和抗腐蚀作用,所以浸涂DJB-823固体薄膜保护剂的刀具与量具,在加工和使用过程中,经过千百万次地摩擦却磨损极少,从而成十倍地延长了工具的寿命。
三、 DJB-823固体薄膜保护剂应用于刀具与量具上的经济效益
l、刀具与量具浸涂 DJB-823固体薄膜保护剂后,能提高其使用寿命10倍,既节省了多次换刀的时间,而又提高了工效。
2、刀具上浸涂DJB-823固体薄膜保护剂后,提高了零件加工质量。由于刀具的耐磨性显著提高,其尺寸磨损率极低,保证了零件尺寸处于稳定状态,抽检次数可以大大减少,又节省了检验工时,降低了成本。控制图如图 1 所示:
图 l 刀具加工控制图曲线
从图中曲线可以看出,未浸涂 DJB-823固体薄膜保护剂一把刀加工的零件数只能达到 110 件左右,而浸涂 DJB-823固体薄膜保护剂的同样的一把刀加工零件数可达 590 件左右,工效提高了五倍多。
3、可用浸涂 DJB-823固体薄膜保护剂薄膜进行垫补尺寸,使已磨损报废的高精度量规能继续使用。
4、可节省工具费用和外汇。有的工具浸涂DJB-823固体薄膜保护剂后,能提高其使用寿命 10 倍,有的可以代替进口工具节省费用十几倍,而且还节省了外汇,深受工人和单位的欢迎。据我厂工具科开展对工具浸涂 DJB-823固体薄膜保护剂两个月的统计,仅工具费一项则节约了十四万元。此外,我厂节省的工时费用与提高产品质量增加的经济效益尚未计算在内,而浸涂DJB-823固体薄膜保护剂所花的费用是微不足道的,可谓“本小利大”,值得大力推广应用。科学技术就是生产力,若能尽快地将DJB-823固体薄膜保护剂应用到全国各个企业的刀具与量具等方面,将可节省巨额的工具费用。据不完全统计,全国全民所有制企业有 37.7 万个,每个企业的年工具消耗费用为几万至几百万元。若在刀具与量具上浸涂DJB-823固体薄膜保护剂,每个企业至少可以节约 5~10 万元,那么全国有 37.7 万个全民所有制企业,可为国家节约费用是非常可观的。我们认为,DJB-823固体薄膜保护剂在刀具与量具方面的应用效果与经济效益是非常显著的,值得在刀具与量具方面大力推广应用。