关键词:PDR一纳米抗磨剂;液压;气动;密封;应用研究

    0 前言

    采用高耐磨性兼优良润滑作用的PDR一纳米抗磨剂及所生成有机超微固体薄膜新材料，将它用于机械装备及机械产品上，可以提高机械零部件中相对运动的传动副润滑性能及持久耐磨性等。能使机械装备可靠性、静动态精度、使用寿命等方面得到极大提高与长时期保持。而液压、气动、密封等元器件是现代机械装备及机械产品最重要组成部分，又是用途最广、用量最大的基础件，其加工精度远高于一般机械。

    目前，国内多数企业生产的液压、气动、密封元器件，从初期制造精度来看，可以达到较高之水平，然而要长期保持较高精度，与现代化装备要求以及跟工业发达国家同类产品相比，还有较大差距。如果采用PDR一纳米抗磨剂对液压、气动、密封元器件进行处理后，能生成有机固态薄膜，该膜具有耐磨兼有降低摩擦系数特性，能使液压、气动、密封元器件的品质、静、动态精度、使用寿命等方面将有极大提高。下面就PDR-纳米抗磨剂及所生成有机固态薄膜原理、性能等诸方面内容简介如下。

    1 PDR一纳米抗磨剂及其生成有机固态

    薄膜的原理及性能

    1.1 原理

    PDR一纳米抗磨剂及其所生成的有机固态薄膜，是一种有机固态超微薄膜新材料，是一种分子级别的物质，它是以一种润滑剂与金属缓蚀剂相结合的人工有机合成新材料，具有特殊结构的化合物。将它涂在金属表面上、生成一层很薄，但是又十分牢固的固体超微薄膜，它具有高耐磨性，同时又具有良好的润滑作用。这种固体薄膜能够隔绝空气、水分等各种有害介质对金属表面的侵蚀，表现出优良防腐蚀性能。该固体超微薄膜其厚度约0.5--21t,m左右，其良好特性是建立在能与金属(钢铁)表面，通过强极性分子端基电子云的离域作用，与铁原子的d亚层空轨道的电子云相结合，而形成配位键结合，具有强大结合力，因而这种固体超微薄膜能够牢固又持久的结合金属表面上，所以它区别一般镀膜或喷涂生成表面覆盖膜。

    1.2 性能

    (1) 抗磨剂及生成薄膜与基体结合牢固性和固态性质

    1)薄膜结合牢固性

    PDR一纳米抗磨剂与被保护材料能牢固的结合，它是为原子间配位键结合，具有强大结合力。这点验证，是将刨刀用抗磨剂处理刨刀刃后，在刀刃上生成薄膜，对钢件进行刨削加工，在强大刨力挤压下，刀刃上薄膜仍然完好，刨刀寿命提高几倍。类似范例很多，不一一列举，这就充分证明薄膜结合牢固性。

   2)薄膜的有机固态性质

    PDR一纳米抗磨剂与被保护材料所生成的薄膜能牢固性结合，其薄膜为有机，而且是固态膜。

    (2) 防护性能

    防湿热:可耐85%-95%的湿度条件;
    防盐雾:可防海洋气候对金属的腐蚀;
    防霉菌:达到0-1级;
    防工业大气:可防SOZ,H2S,NOZ,CO:等对金属的腐蚀，尤其对防止银变色有突出之效果;
    防手汗:可防止手汗对金属的腐蚀;并且可防止橡胶制品老化与霉菌侵蚀。

    (3) 耐磨与润滑性能

    可降低摩擦系数，涂与不涂对于电子电器插接件分离力下降30%以上，能使多数插接件、开关件寿命延长3-5倍。对于量具、部分刀具、冷冲模具等工量具，涂后能延长使用寿命1--10倍。

    (4) 工作温度范围

    高温240 ℃至一60℃性能稳定与正常工作。

    (5) 理化性能

    该超微薄材料本身为无毒、无气味、无挥发性、不易潮解、不升华、可长期存放，而其性能不变。并且对金属及皮肤等又无任何腐蚀作用。

    2 PDR一纳米抗磨剂的供应与使用要求

    为了确保抗磨效果，研发单位北京勤思得新材料技术研究所精选优质溶剂，科学配制成有效浓度的溶液，可长期保质保量供应用户，但在使用过程中，由于溶剂挥发，浓度会变大，应适当加人稀释剂。一般每操作1h，应往溶液中加人容器中所剩溶液体积10%的稀释剂，以免浓度过大，造成材料的浪费，但稀释剂也不宜过多加入，以保证有效浓度。

    3 基本涂敷工艺、生产设备与生产线

    有机纳米涂膜材料完全溶解均匀溶液必须在水浴中缓慢加热60-65cC。基本工艺过程:清洗-晾干-预热-涂敷-烘干-冷却-检验-人库。涂敷方式:浸涂法、刷涂法、喷涂法。

    根据生产零件批量与不同要求，可以依照实际情况，开发生产线或自动生产线，当然当生产零件数量特别少时，也可采用更简易工具和手工操作。

    技术实现的洁净性与灵活性，根据产品涂敷的零件结构与位置不同、批量大小，可手工操作也自动化生产。涂敷方便简单，可浸涂也可喷涂、不留死角，清洁生产。

    4 提升液压、气动及密封件品质与延长

    使用寿命

    根据“纳米抗磨剂及生成有机纳米膜的性能”和多年在国防重要产品与民品的实践，例如在火箭燃料注人的柱塞泵之应用，该柱塞泵的关键部位曾采用镀金，但仍然达不到要求，经采用纳米抗磨剂后，它强于镀金，而且完全达到火箭燃料注人对柱塞泵功能的要求，其实质是有效的解决了摩擦与磨损问题。

    又如我们过去为江门联合发动机公司，将抗磨剂涂敷在摩托车的凸轮、齿轮、汽缸活塞环上，进行200h的干摩擦试验，结果所有部件毫无磨损。而末涂敷抗磨剂另一组同类部件经过60h的干摩擦试验后，磨损达到0.13mm，部件已经达到报废程度。

    另外辽宁兴烽集团汽车轮毅轴承(7815E)四套涂敷纳米抗磨剂，委托洛阳轴承集团技术中心轴承测试部进行轴承疲劳寿命考核，做完全部试验，即滚子、内外圈表面发生破损或脱皮为止。结果:轴承7815E四套涂敷纳米抗磨剂，经台架寿命试验，全部达到或超过2倍计算寿命，寿命最高的达到10倍计算寿命，其中达到2倍计算寿命，经检测滚子材料中有夹杂。这里不难看出，用PDR一纳米抗磨剂对液压、气动及密封件进行处理，它对提升液压、气动及密封件品质，性能以及延长其寿命是可能的，也是可行的，现介绍如下:

    (1) 提高液压、气动件相对运动件的耐磨性与增加润滑效果

    1)经用PDR一纳米抗磨剂处理后，所生成膜，为固体有机膜，其膜的厚度仅为0.5-2um，它与基体结合十分牢固。

    2)钢、铁制件经用PDR一纳米抗磨剂处理后，所生成有机膜表面，具有高度耐磨性与优良润滑效果，寿命可提高寿命3-10倍。

    3)经抗磨剂处理所生成有机膜表面，具有强劲保护作用，防止水、气等诸多不良介质对基体钢、铁金属侵蚀或腐蚀。

    (2) 提高密封件使用寿命

    密封件虽然小，在液压、汽动器件中也是非常重要的。材料不同，有橡胶的、金属等等，而结构又各异。

    1) 用于橡胶密封件的保护材料，该所另有一种PDR一橡胶保护剂，它能防止橡胶制品老化与霉菌侵蚀，可使各类橡胶制品(当然也包括各种液压、汽动件中使用密封件)、垫圈、三角皮带等。也可使寿命提高3-10倍。

    2)对金属密封件采用PDR一橡胶保护剂后，同样能够提高耐磨性与增加润滑效果，还能保护金属密封件不生锈。

    (3) 膜薄、尺寸精度稳定

    因为膜厚度为微米级(0.5-2i,m)，且均匀，尺寸精度稳定;不影响原来制造高精度、并有利于较长期保持。

    (4) 技术实现的灵活性与洁净性

    根据产品涂敷的零件结构与位置不同、批量大小，可手工操作也自动化生产。涂敷方便简单，可浸涂，也可喷涂、不留死角，清洁生产。

    (5) 保护膜可在高温240℃至一60℃性能稳定与正常工作

    液压、气动元器件有相当数量安装室外工作，器件同温度适应性就显得特别重要。这种保护膜可在高温240℃至一60℃性能稳定与正常工作，所以它的适用性应能满足室外作业对器件温度求。

    (6) 憎水性及贮存防锈

    经用PDR一纳米抗磨剂处理后，所生成固体有机膜，它有很强的憎水性，也就是说；水分子不能通过膜渗透到基体的钢铁材料上，因而它能保护高精度加工表面不生锈，便于零件贮存运输，不需要涂什么防锈油脂之类的东西。

    (7) 效果、性能价格比优越

    该材料与技术多年在军品，乃至民品实际应用所产生的效果统计，性能价格比优越，曾用于刀具、模具统计，投人产出比达到1:1000倍以上。

    根据对“PDR一纳米抗磨剂”试验研究和实践使用的效果，证明用于被处理材料表面粗糙度，应在Ra=1.6-0.20之间，当然经过抛光更有利于“PDR一纳米抗磨剂”功能发挥。当粗糙度值R.=3.2以下时，仍然体现其良好防护性能，但抗磨性达不到理想要求。

    任何事物都是一分为二，PDR一纳米抗磨剂也不是万能的，当超过抗磨剂本身汽化温度，就不起作用。如在高速无冷却润滑条件下，车刀刃部温度过高，超过抗磨剂本身汽化温度，而不起作用等。必须根据PDR一纳米抗磨剂的特点，通过科学实践验证，才能达到满意之结果。