[01073844]面向工程机械液压系统关键零部件摩擦副材料开发及应用

本项目属国家重点支持的高新技术领域/新材料技术。工程机械是中国装备工业的重要组成部分，2011年全国工程机械产品的销售收入突破5000亿元，到2015年，销售收入将达到9000亿元，国际市场对工程机械的主要产品需求量2015年将达到2000亿美元，安徽是中国工程机械发展的重点区域。随着产业的发展，整个国内行业面临着升级换代、技术进步的局面，而液压系统是我国工程机械发展的最大瓶颈，提升液压系统及其关键零部件的技术水平，是实现我国工程机械等装备制造业由大到强的关键。液压系统中关键零部件的性能主要受其关键摩擦副元件制约，例如滑动轴承与主轴、侧板与齿轮、缸体与配油盘、叶片与定子等是齿轮泵及相关液压零部件的重要摩擦副，其中侧板、轴承的磨损、擦伤、咬合是引起齿轮泵失效的主要原因，因此开发新材料、新工艺提升关键摩擦副的摩擦磨损性能，是当前国内液压件行业迫切需要解决的技术难题。针对关键摩擦副元件摩擦磨损性能差，制约液压系统乃至工程机械技术水平的现状，围绕关键摩擦副材料的组成设计、配方筛选和材料成型制备到零部件制造，成为本项目技术攻关的主题。本项目通过基体合金化设计、铁-铜复层结构材料运用、粉末冶金高速成型与温压工艺开发、复合固体润滑组元协同效应探讨、表面改性技术以及摩擦副结构与配合的优化设计等工作，在高性能三层自润滑轴承材料、高强铁基减摩材料以及铁-铜复层结构材料开发方面取得突破，开发的材料无铅环保、强度高、减摩耐磨性能好、抗咬合特性佳，能够满足高压齿轮泵侧板、轴承等摩擦副材料使用和制造的需要，实现了国产液压齿轮泵高压力、高效率、长寿命的发展目标。通过研发，在材料组成与结构设计、材料制备和摩擦副制造等方面，获得一批自主知识产权，已授权或申报：一种齿轮油泵粉末冶金侧板(ZL 200510037939.6)、温压铁粉及其制备方法(ZL 200510095066.4)，无铅铜基滑动轴承材料及其制备方法(ZL 200910116976.4)，高强自润滑铁铜粉末复合材料及其制备方法(ZL 201010168774.7) ，混合动力叉车的液压系统（ZL 201110037638.9）等发明专利15项，实用新型专利4项；发表论文80余篇；开发的侧板、轴承材料能够满足高压力（≥25MPa）、高容积效率（≥90%）液压齿轮泵的需要。合肥工业大学与合肥波林新材料股份公司在材料设计和制备方面取得丰厚的研究成果，其中研制的新材料侧板成功替代了进口，并且实现出口到日本“岛津”产品，研发的新材料侧板与轴承满足了合肥长源液压股份有限公司高压齿轮泵配套需求，其“CB-KPZH、CBHQ”等系列型号齿轮油泵在国内处于领先地位，成功为安徽合力股份有限公司的系列叉车配套，“HELI”系列叉车已处于国际先进水平。本项目经济效益显著，近三年来，新增产值70亿元以上，新增利税17亿元以上，为促进安徽省工程机械发展和社会经济腾飞具有重要的意义。