含纳米微粒的脲基润滑脂摩擦学性能研究

发布时间：2020-04-19 20:54

【摘要】： 目前,80%以上的滚动轴承采用脂润滑,而润滑脂的润滑性能在很大程度上取决于添加剂的性能。随着现代工业的发展,许多机械运行在高温、高速、重载等场合,而在运行过程中还要考虑噪声、环保等各方面的因素,这对润滑脂提出了更高的要求。由于脲基润滑脂具有滴点高、使用寿命长、耐高温高速性、抗水性等优点,使其在工业上具有广泛的应用,但脲基脂本身的极压性能不高等缺陷在一定程度上限制了其发展。本文提出了利用纳米科学技术对脲基润滑脂进行改性的思路,将纳米微粒添加到脲基润滑脂中,进行均匀和稳定的分散,制成含不同纳米微粒的配方,利用长磨试验的结果,对11种纳米材料进行了筛选,并研究了三种性能比较优异的纳米微粒的摩擦学性能。实验表明,添加的纳米二氧化硅微粒、纳米聚四氟乙烯微粒和碳酸钙、稀土复合微粒具有很好的减摩抗磨作用。另外,本文还利用SEM图像和能谱分析等手段,对长磨试验后的钢球磨痕情况进行了研究,归纳总结出了三种配方的减摩抗磨和自修复机理。其中纳米二氧化硅的减摩抗磨机理是“微滚动轴承”效应,纳米聚四氟乙烯是由于在摩擦副表面形成一层低剪切强度和高抗压强度的沉积膜,而纳米碳酸钙和稀土复合微粒是“微滚动轴承”效应、沉积膜作用和表面强化层作用的协同作用。试验结果表明:二氧化硅1%、PTFE3%配方和复合碳酸钙(碳酸钙和稀土元素各1%)配方具有突出的减摩抗磨作用,具有很高的工业应用价值。
【图文】：

照片,三辊研磨机,照片

米配方的分散，选用了三辊研磨机对纳米材料进行材料，以及试验用钢球的准备。验室的原有设备较陈旧且误差较大，不能保证试验也较低，因此，对进行长磨试验的四球试验机进行了相关卡具和磨具的设计。备工作结束后，就进入到了纳米材料的筛选阶段。及试样米微粒在脲基润滑脂中的分散，试验采用青岛抚宁钢辊三辊研磨机(图 2-1)对纳米材料进行分散，该研镍合金粉末热喷涂成双金属冷硬合金、硬度高、抗用多行链软启动，传动效率高、运转平稳、无噪音，简单准确，操作方便。配制润滑脂过程，本试验到润滑脂当中，使用三辊研磨机以一遍或两遍粗辊求分散均匀、稳定，试验后的数据结果也表明，，取

照片,四球试验机

机照片和模具示例图片：a) SQ-Ⅲ型四球试验机 b) 模具图2-2 四球试验机和模具图片Fig.2-2 4 balls testing machine and mould images另外，长磨试验和极压性能试验中选用的钢球，是由哈尔滨轴承厂生产的GCr15二级钢球，硬度为HRC61—63，直径为12.7mm。2.2 纳米材料的选择由于将纳米微粒加入到润滑油和锂基脂中的研究已经屡见不鲜，为了取得较好的试验效果并节省时间，加快试验进度，本试验采用常用的每类纳米材料优先选择一种进行试验的办法，分别选择了单质、层状无机物、有机物、氧化物、稀土化合物、无机盐等几类材料。根据文献的介绍，优先选择了几种在润滑油或其他类型润滑脂中应用比较多的十余种纳米材料
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TH117.2

【引证文献】