几种纳米微粒作为锂基脂添加剂对钢-钢摩擦副摩擦磨损性能的影响研究

采用四球摩擦磨损试验机考察了纳米SiO2、纳米LaF3及纳米Ni等3类纳米微粒作为锂基脂添加剂对钢-钢摩擦副摩擦磨损性能的影响;采用扫描电子显微镜、X射线能量色散谱仪及X射线光电子能谱仪分析了含纳米微粒添加剂的锂基脂润滑下的钢球磨损表面形貌、元素面分布及典型元素的化学状态.结果表明:3种纳米微粒作为添加剂均能够显著提高锂基脂的减摩抗磨能力;锂基脂及含不同纳米添加剂的锂基脂润滑下的钢球磨损表面形貌及其表面保护膜的性质存在明显差异,这种差异决定了钢-钢摩擦副在相应脂润滑条件下的摩擦磨损性能差异;含纳米SiO2的锂基脂润滑下的钢球磨损表面形成的含纳米SiO2的表面保护膜均匀且厚度适中,故其相应的减摩抗磨效果最佳.

羟基硅酸镁复合粉体润滑油添加剂对钢-钢摩擦副的抗磨自修复机理

以羟基硅酸镁复合矿物粉体作为润滑油添加剂,采用MM-200型环-块摩擦磨损试验机研究了45#钢摩擦副的减摩抗磨性能;采用扫描电子显微镜观察了钢环磨损表面和润滑油所含添加剂颗粒的形貌,采用能谱仪分析了钢环磨损表面成份,采用表面形貌仪测定了钢环磨损表面粗糙度,进而探讨了复合矿物粉体添加剂的抗磨自修复机理.结果表明:羟基硅酸镁复合矿物粉体添加剂对钢-钢摩擦副具有良好的减摩抗磨作用.在基础油(46#机油)润滑条件下,随着载荷的增加,磨损机制由轻微擦伤转变为严重擦伤和黏着磨损.在含添加剂的油润滑条件下,较低载荷下钢环磨损表面发生轻微擦伤,且擦伤程度比基础油润滑下的更轻;而在较高载荷条件下钢环磨损表面非常光滑,呈现轻微的黏着磨损迹象.其原因在于在较低载荷条件下,添加剂在摩擦过程中可发生团聚形成大小不一的球状团聚体,球状团聚体可起到微球轴承的作用,使钢-钢摩擦副由滑动接触状态转变为滚动接触状态,从而显著降低摩擦系数,提高抗磨性能.而在较高载荷下,羟基硅酸镁复合矿物粉体添加剂易在钢-钢摩擦副磨损表面形成自修复抗磨层,从而隔离金属表面的直接接触,起到良好的减摩抗磨作用.

二聚酸3-氯-2-羟基丙单酯对钢-钢摩擦副的磨损自补偿效应研究

在XP型销-盘摩擦磨损试验机上考察了二聚酸3-氯-2-羟基丙单酯对钢-钢摩擦副的磨损自补偿效应,用ImageView数字化图像处理系统及傅立叶转换红外光谱仪观察磨损表面形貌并分析其化学特性,探讨了二聚酸3-氯-2-羟基丙单酯的磨损自补偿机理.结果表明:二聚酸3-氯-2-羟基丙单酯使钢/钢摩擦副发生负磨损,表现出优异的磨损自补偿效应;其原因在于摩擦副磨损表面形成了软质酯类聚合物保护膜.

新型无硫磷含氮润滑材料的制备及其对钢-钢摩擦副摩擦学性能的影响

通过摩擦化学中的分子设计思想,设计制备了新型无硫磷含氮润滑材料,采用元素分析、傅立叶红外光谱和核磁共振波谱对其结构进行了表征,在四球试验机、环块试验机和万能摩擦磨损试验机上考察了其在常用钢-钢摩擦副的摩擦学性能,再用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪分析了磨斑表面形貌及表面膜化学特征。结果表明:该润滑材料能明显降低摩擦副磨损,提高基础油承载能力和抗磨减摩性能,并在摩擦过程中发生摩擦化学反应,在摩擦表面形成以氧化亚铁、有机氮化物和含氮金属配合物等为主要成分的摩擦反应膜。

外加电场对边界润滑条件下钢-钢摩擦副摩擦磨损性能的影响

利用球 -盘式摩擦磨损试验机 ,考察了钢 -钢 (SUJ2 / S45 C)摩擦副在不同润滑剂润滑下的摩擦磨损性能及外加电场对摩擦磨损性能的影响 .结果表明 ,施加电压 ,特别是改变电压极性可使摩擦副的摩擦磨损性能发生很大变化 。

酰胺型改性菜籽油润滑添加剂对钢-钢摩擦副和钢-铝摩擦副摩擦磨损性能的影响

以三乙醇胺和菜籽油为原料,合成了一种环境友好的酰胺型改性菜籽油润滑添加剂(NRO),并利用红外光谱对其主要官能团进行了鉴定;分别采用四球摩擦磨损试验机和SRV摩擦磨损试验机考察了含NRO添加剂的菜籽油对钢-钢摩擦副和钢-铝摩擦副摩擦磨损性能的影响,用扫描电子显微镜观察和分析了钢球磨斑表面形貌,同时采用X射线光电子能谱仪分析了铝合金磨痕表面典型元素的化学状态,探讨了酰胺型改性菜籽油润滑添加剂的减摩抗磨机理.结果表明:含酰胺型改性菜籽油添加剂NRO的菜籽油对钢-钢摩擦副和钢-铝摩擦副均表现出良好的抗磨减摩作用;其作用机理在于,酰胺型改性菜籽油添加剂具有较强的极性、易在金属表面形成吸附膜,同时在摩擦过程中形成由含有机氮、亚硝基或硝酸根化合物组成的高强度聚合物膜.

酰胺型改性蓖麻油润滑添加剂对钢-钢摩擦副和钢-铝摩擦副摩擦学性能的影响

以三乙醇胺和蓖麻油为原料,合成了一种环境友好酰胺型改性蓖麻油润滑添加剂(NCO),利用红外光谱对其主要官能团进行了鉴定。分别采用四球和SRV摩擦磨损试验机考察了以菜籽油为基础油,以NCO为添加剂时对钢-钢摩擦副和钢-铝摩擦副抗磨减摩性能的影响,采用扫描电子显微镜观察分析钢球磨斑表面的形貌,同时对铝合金磨痕进行X射线光电子能谱和电子探针分析,探讨了酰胺型改性菜蓖麻油润滑添加剂的抗磨减摩机理。结果表明,以酰胺型改性蓖麻油为添加剂,以菜籽油为基础油时,钢-钢摩擦副和钢-铝摩擦副均表现出良好的抗磨减摩作用,这是由于酰胺型改性蓖麻油添加剂以其具有较强极性而更容易在金属表面形成强吸附膜,同时在摩擦过程中形成了含有机氮、亚硝基或硝酸根的复杂氮化物的高强度聚合物膜。

自补偿添加剂作用下钢-钢摩擦副的摩擦学特性

在轧机压下装置中的齿轮传动钢-钢摩擦副上,考察了所研制的磨损自补偿添加剂SW4对润滑油承载能力及钢-钢摩擦副摩擦磨损特性的影响。结果表明:磨损自补偿剂SW4加入所试验的4种润滑油中,都不同程度地提高钢-钢摩擦副的最大无卡咬负荷和烧结负荷,其中最大无卡咬负荷提高程度较大;同时钢-钢摩擦副的耐磨性也有很大的提高。

KM型抗磨添加剂对钢-钢摩擦副的摩擦磨损的影响

为提高内燃机润滑油的综合性能和延长在用润滑油的使用寿命,提出一种KM型添加剂,主要通过摩擦磨损试验方法验证其润滑特性。将KM型添加剂加入SL 15W-50润滑油中,运用UMT-TriboLab多功能摩擦磨损试验机进行四球式、旋转盘-销式和往复板-销式的钢-钢摩擦副的对比性摩擦学性能试验。同时,利用三维轮廓仪和电子显微镜进行摩擦形貌分析,并使用高精度电子天平测量试验件的质量损失。试验结果表明:KM型添加剂具有良好的自修复性,能有效减少各钢-钢摩擦副的摩擦磨损,提升润滑油的减磨抗磨性能;对于在用润滑油,加入该KM型添加剂之后,其减磨抗磨性能更佳。

硼化蓖麻油润滑添加剂对钢-钢和钢-镁摩擦副摩擦学性能的影响

在蓖麻油(CO)分子中引入硼,制备了一种新型环境友好润滑添加剂(BCO),并利用红外光谱对其主要官能团进行表征。通过四球和SRV摩擦磨损试验机考察了以菜籽油为基础油、以BCO为添加剂时对钢-钢摩擦副和钢-镁摩擦副抗磨减摩性能的影响;用扫描电子显微镜观察分析钢球磨斑表面的形貌,同时通过对镁合金磨痕进行X射线光电子能谱分析,探讨了BCO添加剂的抗磨减摩机理。结果表明,BCO添加剂在菜籽油中具有优良的极压抗磨和减摩性能;其润滑作用机理是由于长链蓖麻油分子的载体作用、硼的缺电子性以及二者的协同作用与摩擦金属表面形成了一层高强度的吸附膜和/或摩擦化学反应膜。

几种酰胺类化合物作为添加剂对钢-钢和钢-铝摩擦副摩擦学性能的影响

采用四球摩擦磨损试验机和SRV摩擦磨损试验机考察了 4种酰胺化合物对钢 -钢和钢 -铝摩擦副摩擦磨损性能的影响 ,用X射线光电子能谱 (XPS)分析了丙烯酰胺润滑下铝合金磨斑表面元素的化学状态 .结果表明 :对钢 -钢摩擦副 ,酰胺类化合物表现出一定的抗磨减摩作用 ,对钢 -铝摩擦副 ,丙烯酰胺和乙酰胺表现出良好的抗磨减摩性能 .XPS分析结果显示 ,铝合金磨斑表面存在 3种价态的氮的化合物及 2种价态的铝 。

含纳微米硼酸盐及二烷基二硫代磷酸锌液体石蜡润滑下钢-钢体系的摩擦磨损性能研究

在四球试验机上考察了含纳微米硼酸盐及二烷基二硫代磷酸锌 (ZDDP)复配添加剂的液体石蜡润滑下钢 -钢摩擦副的摩擦学性能 .采用 X射线光电子能谱仪和扫描电子显微镜分析了复配体系的作用机理 .结果表明 :纳微米硼酸盐 / ZDDP复配添加剂对钢 -钢摩擦副的抗磨作用产生对抗效应 ,在摩擦过程中的某一阶段摩擦系数突然升高 ,磨损加剧 ;在试验初期 ,磨斑表面较为光滑 ,相应的边界润滑膜为物理和化学吸附膜 ;随着试验时间的延长 ,钢球磨斑表面吸附膜发生破裂 ,磨斑表面变得粗糙并形成微小磨屑碎片 ,相应的摩擦系数突然升高 ;随着试验时间的进一步延长 ,添加剂同钢球磨损表面发生摩擦化学反应 ,并生成含 B、N、S和 P等元素的摩擦化学反应膜 ,从而使摩擦系数波动减小 .

含氮、氧改性菜籽油润滑添加剂对钢—钢摩擦副和钢—铝摩擦副摩擦学性能的影响

对菜籽油进行化学改性制备了一类氮氧型改性菜籽油添加剂(NOR),并利用红外光谱对其主要官能团进行鉴定。分别通过四球和SRV摩擦磨损试验机考察了以菜籽油为基础油,以NOR为添加剂时对钢-钢摩擦副和钢-铝摩擦副抗磨减摩性能的影响,用扫描电子显微镜观察分析钢球磨斑表面的形貌,同时通过对铝合金磨痕进行X射线光电子能谱分析,探讨了氮氧型改性菜籽油润滑添加剂的抗磨减摩机理。结果表明:以氮氧型改性菜籽油为添加剂,以菜籽油为基础油时,钢-钢摩擦副和钢-铝摩擦副均表现出良好的抗磨减摩作用,其润滑作用机理是由于长链菜籽油分子的载体作用、氮的高反应活性以及二者的协同作用在金属摩擦表面形成了含氮、氧及碳等元素的表面保护膜。

铟锡锌软金属修复润滑剂对钢的自修复及其摩擦学特性

针对目前润滑自修复技术生成的修复层厚度较薄,难以修复较严重磨损表面的不足,研制了含铟、锡和锌三种软金属添加剂的新型磨损自修复润滑剂。在摩擦磨损试验机上,考察了使用该润滑剂的钢?钢面接触摩擦副的磨损自修复行为及其摩擦学性能。用X射线能谱(EDS)和扫描电镜(SEM)分析了修复表面的主要化学元素和自修复涂层的厚度。用淬冷试验测试了涂层与基体的结合强度。结果表明,研制的铟锡锌润滑脂能在钢表面摩擦形成约30μm厚度的自修复涂层,涂层与基体结合性能良好,修复后的钢表面有良好的减摩抗磨性能。

含硼、氮改性菜籽油润滑添加剂的摩擦学性能

对菜籽油进行化学改性制备了硼-氮型改性菜籽油润滑添加剂(BNR),并利用红外光谱对其主要官能团进行了鉴定。分别采用四球和SRV摩擦磨损试验机,考察了以菜籽油为基础油、以BNR为添加剂时对钢-钢摩擦副和钢-铝摩擦副的抗磨减摩性能;用扫描电子显微镜观察分析钢球磨斑表面的形貌;同时通过对铝合金磨痕进行X射线光电子能谱分析,探讨了硼-氮型改性菜籽油润滑添加剂的抗磨减摩机理。结果表明,以硼-氮型改性菜籽油为添加剂、以菜籽油为基础油时,由于长链菜籽油分子的载体作用、氮的高反应活性、硼的缺电子性以及三者的协同作用,在金属摩擦表面形成一层高强度的吸附膜和摩擦化学反应膜,对钢-钢摩擦副和钢-铝摩擦副均表现出良好的抗磨减摩作用。

硼化菜籽油润滑添加剂的摩擦磨损性能研究

对菜籽油进行化学改性制备出硼化改性菜籽油,利用红外光谱仪对其主要官能团进行鉴定,分别采用四球摩擦磨损试验机和SRV摩擦磨损试验机考察了以菜籽油为基础油,以硼化改性菜籽油为添加剂润滑下钢-钢摩擦副和钢-铝摩擦副的抗磨减摩性能,采用扫描电子显微镜观察钢球磨斑表面形貌,通过对铝合金磨痕表面分析,探讨硼化改性菜籽油添加剂的抗磨减摩机制.结果表明:以硼化改性菜籽油为添加剂,以菜籽油为基础油时钢-钢摩擦副和钢-铝摩擦副均具有良好的抗磨减摩性能,其润滑作用机制是由于长链菜籽油分子的载体作用、硼的缺电子性能及其二者的协同作用而在金属摩擦表面形成含硼、氧及碳等元素的表面保护膜.

茂金属聚α烯烃制备的复合锂基润滑脂摩擦学性能研究

分别以茂金属聚α烯烃(mPAO)和聚α烯烃(PAO40)为基础油、复合锂皂为稠化剂制备复合锂基润滑脂,采用高速往复摩擦磨损试验机考察MoDTC,MoS2,ZnSiO4添加剂及其复配剂对复合锂基脂摩擦磨损性能的影响,用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)对钢球摩擦副磨斑形貌进行观察和分析。结果表明:在mPAO基础脂中分别加入5%MoDTC,2%MoS_2,4% ZnSiO_4,或1%MoS_2+2% ZnSiO_4时制备的复合锂基润滑脂具有良好的减摩抗磨性能。

BP神经网络理论对磨损自补偿过程的预测

本文通过钢—钢摩擦副的摩擦学性能的对比研究,发现在磨损自补偿添加剂SW4作用下,钢—钢摩擦副也象钢—铜摩擦副一样具有磨损自补偿性能,其摩擦系数和磨损量相对下降了很多;同时,利用BP神经网络理论对钢—钢摩擦副的摩擦学过程,特别是其磨损自补偿过程进行了预测,该方法与传统的建模方法相比,具有运算时间短,使用数据少,不需要严格的数学模型等优点,其预测值与试验值非常接近。

离子液体作为润滑剂研究获新进展

中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室在离子液体研究方面近期又取得新进展。科研人员首次合成了系列长链离子液体，1，3-二烷基咪唑离子液体，如1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸离子液体、1～辛基-3-丁基咪唑六氟磷酸离子液体、1-辛基-3-己基咪唑六氟磷酸离子液体和1-辛基-3-十二烷基咪唑六氟磷酸等离子液体，并考察了该系列离子液体作为润滑剂在室温和150℃温度下用于钢-钢摩擦副的摩擦学性能，发现长的烷基链能有效提高钢～钢摩擦副的摩擦学性能，如更好的减摩和抗磨性、更高的承载力，尤其在高温和高负荷下摩擦抗氧化性更好。这得益于有序吸附膜和化学反应膜构成的摩擦保护膜。