金屬咬合原理膨脹堵頭在鑄鐵材料閥體上的應(yīng)用與總結(jié)

1.金屬咬合原理密封在鑄鐵（硬性材料）上的特殊性

上篇文章我們重點介紹了金屬咬合原理，以及軟性材料和硬性材料的不同點：簡單的總結(jié)為：咬合就是軟硬不同的金屬材料擠壓變形產(chǎn)生的結(jié)合方式；根據(jù)二者不同材料結(jié)合面的咬合形式，有可分為主動咬合和被動咬合，主動咬合主要針對基材比較軟，比如鋁、銅等材料，堵頭表面比較硬；被動咬合是二者硬度接近或者基材硬度還高于堵頭表面硬度，形成的咬合處是“你中有我，我中有你的”不明顯截面形狀（詳細可參考公眾號上篇文章）。

針對目前我們國內(nèi)液壓多路閥為主的閥體，一般都選用鑄件作為基材，鑄鐵廣泛的應(yīng)用在液壓工業(yè)的各種閥體上，但鑄鐵的含碳量比較高，其性能比較脆，抗拉性能比較差，一般常見的球墨鑄鐵洛氏硬度為130~220HB左右。相對堵頭密封部分硬度來說，鑄鐵的硬度接近或者高于堵頭密封部分，所以，在鑄鐵上使用咬合原理的膨脹堵頭，基本都是被動咬合。

由于鑄鐵材質(zhì)硬度較高，在加工工藝孔時候，為了確保工藝孔的尺寸公差，往往使用較高轉(zhuǎn)速和較小進給量的刀具加工，刀具在鑄鐵內(nèi)孔表面在高速摩擦，會形成類似于鈍化的一層“硬皮”，這種硬皮的硬度往往高于鑄鐵的硬度，而且為了確保孔的公差，光潔度，用較高轉(zhuǎn)速，造成加工完成的工藝孔表面實際上既“硬”又“光滑”，這種特質(zhì)的孔，基于金屬咬合膨脹密封來說，變得更為特殊。因為咬合主要的影響因子就是硬度差值和表面粗糙度（詳可參考上篇文章）；如果忽略鑄鐵工藝孔的特殊性，往往會產(chǎn)生泄漏等各種問題，而鑄鐵材料在液壓多路閥體上使用比例有非常高，這就容易產(chǎn)生各種因為“細節(jié)考慮未到位”而產(chǎn)生各種密封泄漏、堵頭高壓脫落、高壓情況下堵頭容易“滑動”等各種各樣的問題，這就是金屬咬合原理密封在鑄鐵(硬性材料)上的特殊性。

2.鴻創(chuàng)公司的高于密封產(chǎn)品RS和HC在鑄鐵基材上的經(jīng)驗和實踐

如上所述，由于鑄鐵的工藝孔加工完成后，孔內(nèi)“硬”又“光滑”，給使用膨脹咬合密封原理的堵頭造成了不的因素，鴻創(chuàng)公司的高壓產(chǎn)品，經(jīng)過多年在鑄鐵件上的摸索和索，有自己的一些寶貴的經(jīng)驗和實踐，只要用戶按照鴻創(chuàng)堵頭在鑄鐵上的細節(jié)要求，就完全能夠確保密封的可靠性，而不用懷疑膨脹密封的原理問題；現(xiàn)將這些經(jīng)驗和實踐總結(jié)如下，供大家使用鴻創(chuàng)產(chǎn)品時作為參考：
 

2.1：怕堵頭表面生銹把堵頭泡在油液中

有些客戶，購買了HC公司高壓堵頭由于打開包裝后，南方陰雨潮濕，擔心長時間儲存堵頭會銹，就把堵頭泡在油液中，等用堵頭的時候，直接把堵頭安裝在孔里，堵頭咬合的環(huán)形槽上有一層油膜，這層油膜在安裝前并不清洗。這種做法其實是錯誤的，HC并不建議把堵頭泡在油液中，更不建議安裝前去清洗堵頭的油液；正確的做法是：密封堵頭不能泡在油液中防止生銹安裝前要求堵頭外表面，干凈無油液，無雜質(zhì)，無劃痕。經(jīng)過HC多次試驗測試，干凈的堵頭耐壓值要高于堵頭表面有油膜安裝的壓力，壓力差值能達到700-1000bar;這是因為一旦堵頭表面的環(huán)形槽上有一層油膜，該層油膜會讓既“硬”又“光滑”的鑄鐵工藝孔內(nèi)壁，更加的光滑，膨脹密封原理讓兩種材料間充滿了一層油膜，而不是粗糙的表面，這樣更不利于咬合，這個是很容易理解的。

2.2：容易忽略鑄鐵工藝孔內(nèi)表面的硬度很高

我們過去出現(xiàn)過很多問題，都是忽略工藝孔內(nèi)表面的硬度問題，我們誤認為工藝孔內(nèi)表面的硬度就是鑄鐵的硬度，一旦出現(xiàn)題，我們會認為堵頭出現(xiàn)問題，實際上是內(nèi)表面硬度太高沒有考慮到。經(jīng)過測試，硬度能到達350HB以上，既然內(nèi)表面硬度很高，是事實，那我們就需要讓工藝孔的粗擦度低一些，讓內(nèi)孔更粗糙一些，這樣才能更好的確保密封可靠性，另外，加工粗糙度低的孔用戶節(jié)省成本，實際上一舉兩得的事情。具體原理請參考上篇的文章。

2.3 容易忽略公差，粗糙度和軟性材料的區(qū)別

由于鑄鐵加工好的工藝孔既“硬”又“光滑”，所以我們在對工藝孔的要求做了特殊要求：常用的RS抽拉式堵頭建議公差：+0.05—+0.15mm(最好跟HC公司技術(shù)溝通，根據(jù)不同材料等，HC根據(jù)經(jīng)驗，提供數(shù)值)，密封內(nèi)孔表面粗糙度接近Ra3.2-Ra6.3左右為宜。這樣就有效的保證了膨脹堵頭的膨脹量，讓膨脹的更為“結(jié)實”，表面粗糙度更為粗糙，確保了咬合面不過于“光滑”。

3.鑄鐵基材上，堵頭測試數(shù)據(jù)展示和實踐

3.1 如所示，正常的RS產(chǎn)品需在鑄鐵中（安裝孔公差在+0.1__0.16mm）150Mpa保壓測試72小時：

3.2 鑄鐵應(yīng)用中安裝孔粗糙度對密封壓力的影響：

HC公司在對堵頭的超高壓測試中（超200Mpa）中發(fā)現(xiàn)，個別安裝孔粗糙度在Ra1μm以下，且安裝孔尺寸過小（0__+0.04mm）。密封壓力僅達到80Mpa---150Mpa。如圖所示：

3.3 HC公司通常會采用機械推力機反向（拉斷面）測試RS產(chǎn)品芯桿的推出力，來證明產(chǎn)品在鑄件中的可靠性與一致性，如圖所示：

在鑄鐵應(yīng)用中芯桿的拉斷面推出力的平均值（也可以稱為芯桿咬合力）在3500N—18000N（依次從4mm-10mm）。

4.鑄鐵的特性讓金屬咬合原理成為了最具特點的應(yīng)用案例

總結(jié)以下幾點：

1,鴻創(chuàng)公司的金屬咬合膨脹堵頭（HC/RS）產(chǎn)品測試壓力遠高于額定使用壓力。

2，安裝孔建議公差為：+0.05—+0.15mm。

3，粗糙度建議為：Ra3.2-Ra6.3左右。

4，在鑄件中使用RS系列產(chǎn)品前，保持產(chǎn)品的清潔，不應(yīng)有油脂。

感謝大家關(guān)注，下期，我們繼續(xù)分享金屬咬合原理的神奇，敬請期待...

5.如何咨詢購買封堵類產(chǎn)品？

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