纯水压元件材料的分析与研究

　　0 前 言

　　水压传动具有无污染、安全、清洁卫生、结构简单、效率高等突出优越性,符合清洁生产及可持续发展的要求,已成为当今国际液压技术领域的热门研究课题之一[1].但由于天然水具有粘度低、润滑性能差、蒸汽压力高及腐蚀性等缺点,会引起水压传动系统的腐蚀、泄漏、摩擦磨损和气蚀等问题,制约了水压技术的发展.尤其是水的理化特性与传统液压介质存在着很大的差异,对水压元件材料提出了更高的要求,所以合理选择水压元件材料成为水压传动技术的关键问题之一.

　　本文通过对目前常用的几种水压元件材料性能的分析,提出将QPQ盐浴复合处理技术应用在水压元件上,为水压元件材料的选择提供了新的途径.

　　1 常用水压元件材料分析

　　近年来,通过许多科研人员的努力,水压元件材料的研制工作取得了突破性的进展,部分产品进入实用阶段,这些材料主要有耐蚀合金、工程塑料、陶瓷及其涂层材料.

　　1.1 耐蚀合金

　　不锈钢是最常用的水压元件材料之一,含Cr12%以上在大气条件下具有耐腐蚀性能的铁基合金即为不锈钢,它依靠钝化和氧快速反应生成一层Cr2O3薄膜提供耐蚀性能[2].不锈钢可分为四种类型:奥氏体不锈钢、双相不锈钢、铁素体不锈钢和马氏体不锈钢,它们的耐腐蚀性由强到弱依次排列[3,4].而且,不锈钢的耐蚀性还与钢中含碳量、零件表面质量、热处理工艺及工作条件有关.根据文献[5]表明,退火和淬火状态的马氏体不锈钢耐蚀性能较差,不太适合做水压元件的材料;退火状态的铁素体不锈钢耐腐蚀性能强,调质处理更会增强其耐蚀性,它们都可以做水压元件材料.但由于铁素体不锈钢热处理后强度和硬度较低,耐磨性较弱,所以较宜于作低速或无相对运动的水压元件材料.

　　1.2 工程塑料

　　工程塑料是指可作为结构材料使用的各类高性能塑料及其复合材料.它不仅具有较好的物理、机械性能,而且还具有一系列金属材料所不具备的优异特性[6]:

　　(1)抗氧化、耐腐蚀性好,化学稳定性好,能够抵御淡(海)水浸蚀;

　　(2)具有优异的自润滑性能,减摩、抗磨性能好,在水润滑条件下,摩擦磨损性能优良,并具有优良的抗腐蚀磨损性能;

　　(3)能够嵌藏异物,顺应性好,珍有较好的抗粘着磨损性能;

　　(4)成形、加工工艺性良好等.

　　因此,工程塑料适宜作水压元件材料,在水压元件中具有广阔的应用前景.尤其是其良好的自润滑性能,可以在少润滑或无润滑条件下良好地工作,非常适合于作水润滑条件下的水压元件材料.但由于工程塑料热变形温度低、导热性差、硬度较低,因而抗磨粒磨损和冲蚀磨损的性能较差,不适合于高速重载工况和固体污染杂质多的条件[6,7].