[00121295]基于润滑、抗磨、耐蚀一体化碳基涂层材料技术的新型乳化液马达研发及产业化

一、课题来源与背景 传统液压传动系统多采用矿物基液压油作为工作介质,由此不但浪费宝贵的石油资源,而且矿物油易泄漏、易燃烧、易污染环境,故而在一些特殊场合不宜使用,例如食品工业、高温环境、明火工况、井下采矿、水下作业等。随着人们环保意识、安全意识和可持续发展意识的不断增强,非石油基液压介质相继研究成功,其中环境友好型高水基乳化液液压传动技术成为现代液压技术的重要发展方向之一。然而,由于乳化液介质环境中金属材料摩擦、磨损与腐蚀性能的先天不足以及不可调和,致使乳化液液压马达仅有几个月甚至几周的使用寿命,远远低于传统液压油马达二至五年的使用寿命,因此开发长寿命高可靠性的乳化液马达将成为液压装备重要的发展趋势。 二、研究内容及指标完成情况 本项目通过兼具自润滑、抗磨损与耐腐蚀特性的高性能碳基涂层材料技术的研究与开发,再结合超低摩擦阻力矩关键摩擦副的结构及工艺优化,保障乳化液马达关键摩擦副零部件在润滑不足或缺失情况下仍然能够稳定工作,大幅度提高现有乳化液马达关键摩擦副零部件使用寿命,具体技术经济完成指标如下: 1)实现非晶碳基涂层材料在乳化液介质环境中摩擦系数0.09,磨损率6.3×10-17m3N-1m-1; 2)实现乳化液马达在额定工况下连续工作2000小时以上无摩擦磨损故障; 3)形成乳化液马达用非晶碳基涂层材料技术方案1套; 4)定型基于非晶碳基涂层材料应用的高性能乳化液马达样机3款; 5)发表科技论文9篇,授权实用新型专利5项,申请发明专利4项,培养研究生3名; 6)项目在执行期间累计产生销售额2042.35万元。 三、技术的创造性与先进性 1)通过系统而深入的研发工作获得可在乳化液介质环境中呈现出良好自润滑、抗磨损、耐腐蚀一体化特性的高性能非晶碳基涂层材料及其关键制备技术,应用高性能非晶碳基涂层材料显著提高乳化液马达关键摩擦副运动件工作寿命和使用性能; 2)将高性能非晶碳基涂层材料技术与乳化液马达机械结构优化相结合,在提高乳化液马达工作面耐磨防腐性能的同时降低其接触比压,在提高乳化液马达工作性能基础将降低其关键摩擦副工作面摩擦磨损作用,获得基于非晶碳基涂层材料技术应用的新型高性能乳化液马达。 四、产品推广应用情况 本项目完成后将形成乳化液马达用非晶碳基自润滑、抗磨损与耐腐蚀一体化涂层材料技术,并通过乳化液马达整机系统台架考核与产业化应用示范为我国环保安全性乳化液马达发展提供有效支撑,相关研究及开发成果将大幅度提高我国乳化液马达服役极限,为宁波市乃至全国范围内液压马达行业开发亿元级乳化液马达市场,带动整个上游液压元件制造、中游液压马达生产以及下游工程机械应用产业链,创造显著经济效益。