图1  活塞杆是否安装过密封件的表面状况差异

为了能够更好地说明并解决密封件提前失效的问题，Merkel Freudenberg公司研发了全新的麦氏表面质量特征参数方案，成为评判磨合性能的重要标准，并大幅提高了被加工零部件的表面质量。

为了保证液压系统的密封件能够长期正常的工作，必需保证密封件和钢质摩擦面的相互匹配。密封件多采用PTFE复合材料、聚氨脂或弹性体材料等，钢质摩擦面多为淬硬或涂覆涂层材料。在评判密封件的摩擦面时，一般把金属与金属的接触作为评判基础。但在液压系统中，活塞或活塞杆的密封件多采用软-硬接触的方式，因此，根据金属-金属接触标准得出的评判结果仅能在一定程度上反映摩擦接触面的剥蚀、使用寿命和润滑油污等问题的实际情况。而实践表明，在所有密封系统中，密封唇与接触面的第一次接触都对密封件的整个使用寿命有着决定性影响。不论是较软的密封件还是淬硬的接触面，第一次接触都会产生较大影响。第一次接触时，相对滑动的接触面相当于进行了一次平整加工，清除了剥落的碎屑。密封件可能在液压系统的第一个行程中因相对滑动面上这些剥离的碎屑而受到损伤，不仅影响密封件的密封性能，而且也会影响其使用寿命。

重新评估相对滑动面的表面结构

虽然经过第一次接触后相对滑动面变得平整，但由于密封件的寿命受到影响，一般会在一段时间后需要更换第二个密封件产品。而引起密封件提前失效的主要因素则是相对滑动面的表面结构。与密封件配套使用前后，相对滑动表面的差异非常大，用肉眼就能分辨出来，例如活塞杆的表面与密封件接触过的相对滑动表面的颜色明显的要暗一些（图1）。

现在，用于评定表面粗糙度的参数：高度参数轮廓算术平均偏差Ra和最大粗糙度深度Rmax，已经不能反应这种差异了。而利用可靠的探针式测试方法分别测试安装和未安装过密封件的活塞杆表面粗糙度，得到的结果是：两组参数都非常相似，都在公差允许的范围内。因此，根据这一检测结论无需进行任何处理。

事实上，这是一种错误的认识，因为这一结论无法全面可靠地说明相对滑动面的实际情况，也无法说明密封件提前失效的原因。为了解决这一问题，Merkel Freudenberg液压技术公司研发了全新的麦氏表面质量特征参数（Merkel Counter Surface Parameters，简称“MCP”）方案。该方案仍采用探针式表面粗糙度测试方法。但其首次利用轮廓支承长度率曲线导出了对于软-硬接触有重要意义的特征参数（图2）。这些定义表面质量的特征参数包括：核心粗糙度深度Rk、简约峰高Rpk/Rpkx以及简约谷深Rvk/Rvkx等，他们能够准确地描述密封件与被密封件之间相对滑动的表面状况。另外，这些参数也能够对密封技术中的表面轮廓做出准确描述：简约峰高是磨蚀剥落和磨损中的主要部分；核心粗糙度轮廓部分决定了使用寿命的长短；简约谷深部分影响着介质的贮藏（泄漏以及润滑油膜）。

简约峰高是评判磨合性能的重要特征参数

麦氏表面质量特征参数，如简约峰高Rpkx，对相对滑动表面接触中磨合的重要意义可以从图3所示的对比试验中看出。图3表示的是68000次往复行程之后表面质量特征参数Ra、Rk和Rpkx随时间变化的关系曲线。在经过10次往复行程之后麦氏表面质量特征参数简约峰高Rpkx就开始出现变化。经过100次往复行程之后，就达到了总变化量的1/2。在经过1000次往复行程之后，这一表面质量特征参数几乎不再变化。

在磨合期中有着明显变化的麦氏表面质量特征参数——简约峰高Rpkx在传统的表面粗糙度参数Ra中是无法表示的。简约峰高Rpkx表示的是由轮廓峰高引起的具有很大剥落潜力的磨平部分，也是麦氏理论定义的新密封件在磨合期不出现损伤的简约峰高极限值。换一种说法：在活塞杆或活塞的表面加工中，若没有按照麦氏表面质量特征参数（图2）的极限值来评判其表面质量，只需100次磨合往复行程就能使新的密封件因相对滑动接触面出现的剥蚀受到明显损伤。

新极限值能大幅提高质量

根据Merkel Freudenberg公司此新极限值的定义，能够简单快捷的限制生产加工中的弱点。根据麦氏表面质量特征参数Rpk、Rpkx、Rvk和Rvkx在新的磨削砂轮或磨削冷却液中的反应，并利用麦氏表面质量检测评判方法，能够大幅提升被加工零件的表面质量。利用MCP麦氏表面质量特征参数和它所推荐的极限值也首次建立了可靠的磨合磨损评估标准。这为越来越多的生产厂家把此标准纳入自己的企业标准提供了坚实的基础。