据俄航空网2019年1月12日报道，航空航天使用的部件和系统先进的设计要求是在降低产品重量和生产价格的同时，提高寿命。总之，需要保证三个相互关联的因素同时发展，因为只有这样才能符合第5级制造技术的要求。为了实现这一任务不仅需要采用现代化设备，还要利用基于科研和试验设计工作、专有技术和基础知识开发的先进技术方案。

无论是军用还是民用，航空航天技术研发都会广泛使用到小模数齿轮传动。目前，在20-30g过载强烈振动作用的条件下，小模数零件使用寿命过短是一个现实的问题，甚至是在高转速多级齿轮传动（例如航空地平仪）中发生永久磨损。

2016年，彼尔姆“离子技术”公司工程师就开始了复杂外形的小模数齿轮啮合强化指导性工艺研究工作，这些齿轮是由合金钢和不锈钢制成，应用于导航仪器以及惯性控制和导航系统的执行机构中。研究工作的主要目标是保证齿模数为0.2-0.5mm的齿轮寿命提高3倍以上。

来自阿尔扎马斯的米丘林“进步”厂和“航空速度”企业合作研究了38Х2МЮА、14Х17Н2、16Х16Н3МАД、12Х18Н10Т、10Х17Н13М3Т钢。强化的主要方法是真空离子渗氮—在中等真空中用氮气饱和金属产品并伴随有反常辉光放电。在电磁场的作用下，工作气体（氮气、氢气、氩气等）离子化，在负极周围和零件负极上产生低温等离子，因此，真空渗氮也称为等离子渗氮，这项技术已有数十年的历史。目前等离子真空渗氮技术正处于强劲发展中，能力不断完善，应用范围也不断扩大，会成倍降低单位产量的零件强化成本和加工时间。

渗碳零件图

小尺寸零件强化的主要难点是，采用最新的无接触简化检测方法以准确确定零件表面温度。同时，具有显影表面的小质量零件决定了测量设备应具有高灵敏度和脉冲等离子源特点。为了客观地了解该动态过程和结果，进行了数百次金相学和硬度研究。在俄罗斯实践中类似的科研工作尚属首次。

结果超出了计划指标，在工作过程中揭示了10-150μm深度的强化层形成的关系。发现了在整个齿表面上形成均匀分布的固体和非脆性氮化物的最佳条件，这确保了产品整体的高使用性能。

在过去的时间里，开发的瞬时低温氮化技术经过了一系列测试，取得了稳定的成果，硬化的产品数量达数千件，显着提升了硬化产品的接触和疲劳强度、耐磨性和可靠性。

目前，彼尔姆的工程师和航空航天企业之间已签署了研发技术推广和等离子设备供货的协议。彼尔姆国立研究大学获得的数据证明了使用真空渗氮强化航空航天技术机械部件有很好的前景，因此将继续该项研究工作。

瞬时低温离子渗氮工艺可保证尺寸和精加工的精度（尺寸变化小于7μm；粗糙度Ra=0.32-0.16μm）。

这一整套工作可使特种设备的使用寿命增加两倍多，通过工厂进行的宽频带随机振动和在航空、导弹、航天产品上的试用情况也证实了这一点。对于带有新零件的改进型机电传动装置，也就不再需要经常注油来保持齿的均匀磨损。

如今，离子真空（等离子）氮化已被视为航空航天工业先进的表面强化技术。在军民用产品大规模生产中使用各种类型的离子化学热处理可以加大创新设计-工艺方案的推广，将产品质量提高到一个全新的水平，显着降低成本，确保生产率的成倍增长。离子化学热处理是一种环保且低成本的强化工艺，无疑可将其应用于许多类似的自然科学技术中去。

（翻译：田正平，审稿：廖晓艳）