活塞式压力计的活塞用模具钢还是硬质合金?YG6、YG8、YG15 差在哪

客户提问:“计量室两台活塞压力计,一台活塞杆看着像钢件,另一台发黑发亮、很脆的样子,师傅说是硬质合金。这两种材料差在哪?为什么有的标 YG8、有的标 YG15?”

活塞系统对材料的要求

活塞式压力计依靠活塞与活塞筒之间的微小间隙形成压力,并以活塞有效面积把砝码重力转换为压力量值。因此材料需要硬度高、耐磨,长期研磨配对后保持几何形状;受压弹性变形小;与工作介质不锈蚀、不粘连。

模具钢活塞

  • 常用 Cr12MoV、9Cr18 一类高碳高铬模具钢,淬火后硬度可达 HRC 60 以上。
  • 优点:韧性好、不易崩边,加工与研磨工艺成熟,成本相对可控,对磕碰的容忍度高。
  • 缺点:硬度与耐磨性低于硬质合金,有效面积易因磨损变化,检定周期需相应缩短;高压段弹性变形修正量偏大。

硬质合金活塞

  • 常用钨钴类(WC-Co),牌号里的数字代表钴含量:YG6 约 6%,YG8 约 8%,YG15 约 15%。钴是粘结相,含量越高,韧性与抗弯强度越好,硬度和耐磨性则相应下降。
  • YG6:硬度高、耐磨性好,适合有效面积稳定性要求高的活塞杆,但对冲击和装配偏心较敏感。
  • YG8:硬度与韧性比较均衡,是活塞系统中应用较广的牌号。
  • YG15:钴含量高、韧性好,多用于承受较大应力或形状较复杂的零件,如活塞筒;用作活塞杆时耐磨性不及低钴牌号。

加工难点

  1. 硬质合金只能用金刚石砂轮磨削和研磨,不能用常规刀具切削,加工周期长。
  2. 活塞与活塞筒需配对研磨,间隙通常控制在微米量级,研配依赖操作经验,返工成本较高。
  3. 硬质合金与钢制零件连接多采用过盈配合或粘接,需考虑两者热膨胀系数差异带来的装配应力。

维护与选用原则

硬质合金活塞怕磕碰和侧向力,取放时避免与硬物接触;模具钢活塞需注意防锈,长期不用应涂防锈油并置于干燥环境。两者的活塞筒应按 JJG 59 等相关规程定期检定有效面积,发现转动延续时间下降或下降速度异常时应停止使用并送检。选用时按测量范围、介质(油或气)和工作温度范围确定活塞材料类型即可。