在航空航天部件上寻找合适的硬铬替代品一直是飞机制造商供应链的关键优先事项。这是因为有记录表明，接触六价铬会对工人的健康造成风险，并对环境造成影响。六价铬是镀铬过程中发生的一种致癌物，也是铬的毒性最强的形式。

因此，铬在全球主要市场上是一种高度管制的化学品。在欧盟，六价铬属于欧盟法规REACH(化学品注册、评估、授权和限制)的范畴，该法规为整个供应链中化学品的安全使用制定了指导方针。铬在美国也受到OSHA的严格监管。

然而，用合适的替代品取代硬铬仍然是航空航天工业的一个重大挑战，因为它广泛用于许多部件的表面涂层。长期以来，它因其硬度，最大限度地减少滑动磨损的能力，防腐蚀和延长金属部件的寿命而备受赞誉，它可以在许多应用中找到，如航空结构，起落架，发动机支架和空气框架。在许多情况下，由于其低摩擦系数，它被用于移动部件之间有金属对金属接触的部件。

因此，更换硬铬的过程要求航空航天公司严格评估他们最初使用硬铬的原因，并在他们现在寻求用替代品替代硬铬时确定它解决了哪些问题。这是一项艰巨的任务，因为目前使用硬铬的每个部件都需要对其功能、与其他部件的连接、磨损机制、润滑需求和环境操作条件进行审查。这种分析是必要的，因为硬铬没有确切的替代品。

也有机会实现优越的性能作为硬铬的替代品进行评估。尽管硬铬被广泛采用，但它也存在性能问题，包括硬度和防腐蚀能力的限制，在凹槽和螺纹中的应用困难，以及在高应力条件下出现点蚀和剥落(剥落)的风险。

PVD涂层

在航空航天工业中越来越多地使用的一种替代品是PVD涂层，这是一种强大的、无害的、符合reach标准的硬铬替代品。物理气相沉积(PVD)涂层具有许多相同的优点，并且在某些方面优于硬铬。

PVD描述了各种真空沉积方法，可用于生产薄涂层。PVD通常用于在相对较低的160-500°C涂层温度下涂覆组件。这些温度是理想的，因为它们低于钢的回火温度，以避免改变材料的基本性能。

在PVD选择中，有几种碳基涂层可提供极端表面硬度，低摩擦系数和抗腐蚀性能的独特组合。例如，涂料供应商Oerlikon Balzers的BALINIT C已经吸引了包括空中客车在内的一些世界上最大的航空航天制造商的注意。

去年11月，空客宣布将BALINIT C的使用范围扩大到铜合金，铜合金是飞机起落架轴承和衬套的常用衬底，以及它与飞机框架的连接。此前，空客公司已批准PVD涂层用于钢、钛和铬镍铁基板。

BALINIT C的技术认证，作为一种无危险和符合reach标准的硬镀铬选择，完成了欧瑞康巴尔查斯英国和欧瑞康巴尔查斯法国生产中心的空中客车工业认证流程。

Oerlikon Balzers全球航空航天部门经理Toby Middlemiss表示:“空客已经确认，我们的BALINIT C涂层符合他们的技术和工业要求。

Oerlikon Balzers使用金属和类金刚石碳的混合物制造出碳化钨/碳(WC/C)涂层BALINIT C。该涂层的厚度为1至5微米，可用于滚子轴承和起落架部件。它创造了一个明亮的表面，这种涂层的均匀性，消除了后期处理的需要，节省了时间和金钱。与硬铬相比，这是一个明显的优势，硬铬需要磨回公差并抛光以达到均匀的光面。

与硬铬相比，BALINIT C对金属基材的附着力更强，具有高承载能力和高水平的抗磨损性(粘着磨损)，并且由于其低摩擦系数;它可以减少飞机上滑动或运动部件的点蚀和微动腐蚀，例如执行器、襟翼跟踪系统和泵。这使得涂层理想的低润滑，甚至干运行应用。

轴承是另一个遭受严重和不成比例分布磨粒磨损的部件。该涂层特别适用于表面硬化以及滚珠轴承钢和滚子轴承钢，因为它可以在低于200°C的温度下应用。

该涂层不仅可以涂在内外圈和气缸上，还可以涂在球轴承中的球上，涂层厚度高度均匀，为0.5-1 μm。粗糙度的轻微增加被涂层的良好抛光质量所抵消，涂层使内外环的滚道变得光滑，提供额外的保护，防止磨损和点蚀。

随着诸如空中客车等行业领导者越来越多地采用PVD涂层，最终从航空航天工业中完全消除硬铬的机会变得更加确定。

米德尔米斯说:“对航空航天工业来说，替换硬铬一直是一项艰巨的任务，因为找到一种确切的替代品并不容易——每种替代品都略有不同。”“因此，制造商不得不重新开始，评估为什么要使用硬铬，它的用途是什么，以及有哪些合适的替代品可能会起作用。”

Middlemiss补充道:“我们将继续采取严格的、以证据为基础的评估，逐层逐层、逐个组件地进行评估，以确保安全、性能、可靠性和成本标准都得到满足。””

有关Oerlikon Balzers组件PVD涂层解决方案的更多信息，请发送电子邮件balzers.components@oerlikon.com或访问www.oerlikon.com/balzers．

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