纯水柱塞泵摩擦副材料摩擦磨损筛选试验

　　1 前言

　　矿物油污染环境，与人们日渐增长的绿色意识很不相称。采用水作为工作介质，将克服矿物油的缺点，使液压传动在海洋开发、内陆湖泊、食品医药、游艺娱乐等场所发挥更大的作用，并将节省矿物油资源，降低储存、运输、维修、废液处理等费用，具有很大的经济效益。

　　西方发达国家，意识到纯水液压广阔的应用前景，先后投入巨资进行研究，现已形成系列产品，目前纯水液压基本上达到了l4～21 MPa的中高压水平，并已进入实际应用阶段。浙江大学流体传动与控制国家重点实验室于1997年开始展开对纯水液压传动的研究，先后对不锈钢．陶瓷、不锈钢一塑料、陶瓷一陶瓷等摩擦副材料进行了摩擦磨损试验研究，初步选定了纯水柱塞泵摩擦副配对材料。

　　1 试验设备及试件制备

　　试验设备采用MM-200摩擦磨损试验机，试件接触形式为环-块接触。试环内径16 mm、外径40 mm、厚10 mm，试块长6 mm、宽7 mm、高30 mm，陶瓷试环采用在不锈钢表面等离子喷涂陶瓷制成。陶瓷试块是纯度为95％的整体烧结A1203 ，由粒度为5～10 um的A1203陶瓷粉末以及少量添加剂按一定比例充分混合，冷压成形后烧结而成，表面经磨削加工。塑料试块模压成形，铣削加工后在300号砂纸上打磨，最后用9OO号金相砂纸抛光，所有试件表面粗糙度小于1．6um，试验前所有试件都经超声波清洗15 min，取出吹干。试验在常温常压，水润滑下进行，每分钟滴120～140滴蒸馏水润滑：

　　2 试验结果处理方法

　　摩擦力矩经数据采集系统记录，并换算成摩擦系数。试件重量损失用准确度为1 mg的电子天平称重，磨痕宽度用准确度为0．01 mm的读数显微镜测量并换算成体积磨损量，试验结果取3次试验数据的平均值。

　　3 摩擦副材料摩擦磨损试验

　　3.1 不锈钢．陶瓷副试验结果及分析

　　试验载荷为196 N，试验时间1 h。不锈钢环和陶瓷块配对的磨损机理为粘着磨损，摩擦产生的热量引起粘着点的金属撕裂，并转移到陶瓷表面，由于不断地粘着、分离、转移使不锈钢产生涂抹现象。该过程中水起不到润滑和冷却作用，陶瓷块上明显可见由于过热而形成的黄色焦斑。不锈钢试环体积磨损量为554．4mm³ ，陶瓷块体积磨损量为94．68 mm³。由于该对摩擦副摩擦力矩很不稳定，在125～225 N·cm左右波动，两者的磨损量都很大，明显不能作为纯水柱塞泵的摩擦副材料配对使用。

　　3．2 不锈钢．塑料副试验结果及分析

　　试验载荷196 N，时间1 h。不锈钢和工程塑料配对时，摩擦力矩基本稳定在70 N·m附近，摩擦系数比较稳定，其平均值为0．179。塑料块的体积损失为11．46 mm³ ，不锈钢环基本没有磨损。两者尤其是不锈钢的磨损量较小，可望作为纯水柱塞泵的摩擦副配对材料。