縫制設(shè)備的一種新型“固體潤滑”
在縫制設(shè)備上下游產(chǎn)業(yè)對“無（微）油技術(shù)”的談?wù)摵蛯嵺`已經(jīng)達到一定熱度的今天，還有一些同仁、甚至是我們縫制設(shè)備的技術(shù)人員其實并不真正知道這種技術(shù)的內(nèi)涵和機理。何為固體潤滑劑？固體潤滑劑使用的場合、方法、特點都有哪些？針對諸如此類的模糊認識有必要結(jié)合我們研發(fā)實踐個案做簡單推介：
一、固體潤滑劑概述
傳統(tǒng)潤滑材料（普通潤滑油、潤滑脂）的工作極限在超低溫、高真空、強幅射、超高速、超重載和特殊介質(zhì)或容易污染、不宜采用的工作環(huán)境中，已難解決現(xiàn)代條件下某些高端或特殊機電產(chǎn)品的摩擦和磨損。
“兩彈一星”、“神舟飛船”、“航天航空”、“超常規(guī)現(xiàn)代熱兵器”等尖端機電產(chǎn)品研制過程中，我們的科技精英也曾一度為此犯愁，但是他們從沒有因此氣餒，沒有停止過對有關(guān)潤滑新材料制備、運用機理的研究和分析。他們知道：解決核心技術(shù)上“矛盾”的根本之“法”必須得靠自己腳踏實地去研究。“有條件乘勢而上，無條件創(chuàng)造條件也要上”已成為科技界同仁頑強不息的工作精神，經(jīng)過反復(fù)不斷地研制、試驗，一批批與傳統(tǒng)潤滑材料在概念和機理上完全不同的固體潤滑材料相繼研制成功：“物理氣相沉積潤滑膜”、“粘結(jié)固體潤滑涂層”、“金屬基高溫耐磨自潤滑復(fù)合材料”、“聚合物自潤滑復(fù)合材料”、“納米潤滑材料”等不勝枚舉。
固體潤滑材料在研究和制備過程中伴生出一些新的科技術(shù)語。為了讓非高分子專業(yè)同仁略見一斑，不妨從相關(guān)資料中節(jié)錄以下描述：“高分子化學(xué)反應(yīng)中，原子重新排列鍵合的空間一般都較原子尺寸大得多、處于非受限狀態(tài)。如果原子的排列和鍵合是在一個有限的空間或環(huán)境、如納米量級的片層中進行，小分子單體與片層間分子的物理相互作用而受約束、被迫做某種方式和程度的排列、然后發(fā)生單體聚合，其拓撲結(jié)構(gòu)既不可能因受空間完全復(fù)制、又不會完全同于自由空間中所得到的情形”。
固體潤滑材料通常是用二硫化鉬、石墨、硼砂或金、銀、錫、鉛、鎂、銦等軟金屬及其混合物以超微細化（粒徑為小于10微米的粉末）顆粒分散于經(jīng)過精心選擇的膠粘劑、金屬或塑料等基體材料并混合起來形成薄膜、涂敷層以水劑、油劑、脂劑或固態(tài)復(fù)合物整體的形式被應(yīng)用。
以下為有代表性的幾種固體潤滑產(chǎn)品：
FB08G固體潤滑軸承以承載能力較高的某種雙金屬材料為基體，高分子固體潤滑材料為填料并呈菱形塊狀按一定的螺旋角度和密度均勻分布；
JDB固體鑲嵌自潤滑軸承以特殊高力黃銅合金為基體，表面按一定角度、密度嵌入特殊配方的固體潤滑劑經(jīng)緊密加工而成，適于無油、高溫、高負載、需耐腐蝕及無法或不宜加注一般潤滑油、脂的場合；
SF-1無油軸承以優(yōu)質(zhì)低碳薄鋼板為基體，中部用球形青銅粉末燒結(jié)、表面再軋制聚四氟乙烯（PTFE）和鉛（Pb）的混合物，然后卷制成形；
6S或YT塑料導(dǎo)軌軟帶以聚四氟乙烯（PTFE）為基體，納米超細石墨或二硫化鉬、玻璃纖維高分子為填料，表面配有專用的粘接劑；
Igus（易格斯）“無油、更自油”的高分子工程塑料軸套也是以某種特殊的工程塑料為基體，一定配方的固體潤滑劑為填料；
試驗證明：即是在普通潤滑油、潤滑脂中添加一定量的某種固體潤滑材料微粒，也會收到比原來要好得多的減磨性能。
二、固體潤滑材料的機理
潤滑材料是潤滑技術(shù)發(fā)展的核心，固體潤滑材料的出現(xiàn)使《摩擦學(xué)》研究的內(nèi)容和方法產(chǎn)生了“質(zhì)”和“量”的飛躍。傳統(tǒng)潤滑材料是在摩擦界面上形成某種形式的流體和半流體壓力油膜，靠低阻力的各層潤滑膜間“層移”產(chǎn)生有效潤滑；固體潤滑材料則是依靠自身或其轉(zhuǎn)移膜的低剪切特性而具有優(yōu)良的抗磨和減摩性能。以固體潤滑材料之一的“二硫化鉬”為例，簡單分析如下：
二硫化鉬顯微組織為六方晶格、層狀分布。其分子式“MoS2”，組成其分子的鉬(Mo)原子在內(nèi)、硫(S)原子在外，二者組成相互結(jié)合緊密穩(wěn)定的化學(xué)鍵；二硫化鉬各分子之間則是其各自外層的同性硫（S）原子的首先接觸，其相互結(jié)合能力較弱。如果這種固體耐磨材料有N個分子層，其間就有（N-1）個具有低剪切特性、極易滑動的良好潤滑界面。當(dāng)N值達到一定量時，各二硫化鉬固體潤滑層就能產(chǎn)生出足夠的減摩性能。這就是固體潤滑材料之所以能突破通常條件下潤滑極限的關(guān)鍵。
三、縫機產(chǎn)品應(yīng)用固體潤滑材料個案
嫁接航空航天等已成功潤滑技術(shù)、選擇合適的固體潤滑材料，通過對縫制設(shè)備部份結(jié)構(gòu)的合理改變，保證正常高速縫紉前提下徹底消除縫料的污漬是目前縫制設(shè)備制造業(yè)正在施實的“無（微）油技術(shù)的主要手段和方向。
科技發(fā)展日新月異的今天，對機械制造專業(yè)技術(shù)人員來說，已不宜太“純機械化”。而應(yīng)該在本專業(yè)基礎(chǔ)知識和基本功扎實的同時對其它相關(guān)專業(yè)與日俱增的新材料、新技術(shù)、新工藝也有所了解。向書本學(xué)習(xí)、更要向?qū)嵺`學(xué)習(xí)；不斷地學(xué)習(xí)和實踐中，你會發(fā)現(xiàn)你所研究對象新的“矛盾”或“缺陷”，然后先主后次、一個個地對癥解決，“矛盾”或“缺陷”就一定會升華成滿意的改善或創(chuàng)新“成果”。
市場上被稱為“自油工程塑料軸套”、“金屬基固體自潤滑軸承”、“高分子無油潤滑環(huán)”以及“塑料導(dǎo)軌軟帶”之類的“高科技產(chǎn)品”均屬固體潤滑材料的不同復(fù)合應(yīng)用，其真正的使用價值、性能如何？一定要結(jié)合自己產(chǎn)品的特點做大量、認真、科學(xué)的試驗、分析和鑒別。
以下是我們運用不同耐磨固體潤滑材料和產(chǎn)品所做的部份探索性試驗：
1）向有關(guān)固體潤滑產(chǎn)品專業(yè)廠家（如：無錫佳靈，上海帕卡、和氏壁、雋麗，嘉善銘盛、優(yōu)耐特，常州伊偌，山東紅星，濟南宏潤達等）咨訊了解、索取樣品先后在自己研究的縫制設(shè)備或模擬狀態(tài)下試用。
其中“MOL YKOTE減摩涂層”是上海某化工有限公司的一種固體潤滑產(chǎn)品，其相關(guān)資料介紹：它是一種類似涂料的產(chǎn)品，但它們當(dāng)中包含的不是顏料，而是分散于經(jīng)過精心選擇并混合的樹脂與溶劑中的超細固體潤滑顆粒。用這種減摩“涂料”覆蓋摩擦副中的某一零件的粗糙表面，經(jīng)徹底清潔—干燥—去靜電—升溫固化后可形成一層表面光潔、耐磨、防震、降噪的滑動薄膜，可以在極度承載中避免金屬與金屬的直接摩擦。
2）與多家專業(yè)縫機零部件廠合作，對高速平縫機旋梭做“無油化改造”。在旋梭內(nèi)外導(dǎo)軌間覆蓋或壓嵌有熱膨漲系數(shù)很小的高分子合金潤滑層或含耐磨固體潤滑劑的工程塑料、免去較多的精細機械加工和熱處理工序，保證表面光潔度、強度等綜合機械性能有較大提高、運轉(zhuǎn)中比一般液體潤滑旋梭摩擦阻力小、傳動效率高，不需加油、絕不會產(chǎn)生對縫料污染。
對各類無油旋梭裝機做破壞性耐磨試驗，在空載和縫速4500r.p.m條件下每運轉(zhuǎn)5秒鐘自動停機2秒，結(jié)果L氏無油旋梭運轉(zhuǎn)不到2小時“高分子合金層”潤滑功能即失效、導(dǎo)致機器卡死；而G氏無油旋梭則在同樣的條件下至今已連續(xù)運轉(zhuǎn)超過一周無恙。
各類無油旋梭導(dǎo)軌潤滑層基體均為膠狀樹脂，色澤、硬度無無明顯區(qū)別，但厚度、幾何形狀、附著力、成型模式及其內(nèi)含固體潤滑材料的種類、粒度、分布均勻度不盡相同。正是這些諸種不同因素和具體技術(shù)和工藝參數(shù)，才造就了各種無油旋梭不同的試用效果。
3）在進行大量固體潤滑劑試驗和縫機結(jié)構(gòu)改變的同時，我們還不斷地向包括“固體潤滑國家重點實驗室”在內(nèi)的有關(guān)專業(yè)研究院所、高校認真咨訊，虛心請教。固體潤滑國家重點實驗室主任劉維民先生曾經(jīng)說過：“摩擦，消耗一次能源的1/3，損失率占GDP值的2%”，由此足見：采用新型固體潤滑劑不僅可以消除縫制機械長期來產(chǎn)生“油漬”的“老大難”，而且對各類機電產(chǎn)品解決“摩擦消耗”更有極其重要的意義。
四、結(jié)束語
對傳統(tǒng)縫制機械做“無油化升級改造”工作，在一些具備一定實力的企業(yè)中正如火如荼。雖然截止目前為至這些項目還不那么盡如人意，但它的研究方向正確、操作方法可靠是無疑的；只要我們持續(xù)不斷地不懈努力，特別是在進一步加強機械制造專業(yè)和高分子專業(yè)的深度合作上下功夫，縫制機械真正“無油化”、徹底解決縫料被潤滑油、脂污染的“老大難”就指日可待！
