纳米二硫化钨水基模锻润滑剂的研制及应用

发布时间：2017-06-23 20:04

  本文关键词：纳米二硫化钨水基模锻润滑剂的研制及应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：润滑是模锻工艺的关键技术之一,直接影响模具寿命、锻件质量和生产效率。本文以兼具润滑、润湿和清洗等功能的乳化液为载体,纳米WS2粉末为润滑添加材料,研制出工作温度宽、能在高温高压下有效润滑的纳米WS2水基模锻润滑剂。论文主要研究工作有： (1)对水基模锻润滑剂的组分进行筛选,研究了组分间比例与外场对稳定性和润湿性的影响,结果表明：短时间超声波可降低表面张力、接触角以及乳化液的平均粒径。在此基础上初步确定了水基模锻润滑剂的配方模式。 (2)针对纳米WS2易自发团聚的特点,在超声/搅拌复合能场作用下采用表面活性剂对纳米WS2颗粒进行表面修饰,发现该方法修饰后的纳米WS2在乳化液中的分散稳定性最佳,机理分析表明,超声/搅拌复合能场可起到对纳米WS2团聚体解聚作用,并使解聚后纳米WS2颗粒亲水性增强,最终稳定分散于乳化液中。 (3)通过四球摩擦试验确定了水基润滑剂中纳米WS2颗粒最佳添加量为9.0%,并在AW-3型抗磨试验机上考察了纳米WS2对磨损表面的修复特性,结果表明：纳米WS2乳化液在不同温度、压力下均能对摩擦副表面的微观损伤进行修复,并能有效降低磨粒磨损表面和粘着磨损表面的粗糙度,避免磨损加剧。 (4)对摩擦表面进行了XPS分析、EDS分析和氩离子溅射深度剖析,结果表明：在摩擦过程中纳米WS2颗粒吸附沉积于摩擦表面,使摩擦主要发生在纳米WS2沉积膜内部；随摩擦的进行纳米WS2在表面由富集区向四周转移,在摩擦表面微区中高温高压的作用下与金属微凸体发生化学反应生成具有低摩擦系数的FeS和W03化合物,在表层形成由WO3、FeS及纳米WS2组成的极压抗磨修复层。 (5)纳米WS2水基模锻润滑剂能很好的满足等温锻对润滑、隔离、隔热等要求,与石墨润滑剂相比,在等温锻试验中表现出更好的使用性能。
【关键词】：纳米WS_2 乳化液 分散 摩擦润滑 修复
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH117.22;TG316.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-20
• 1.1 等温模锻工艺特点及对润滑剂的性能要求9-14
• 1.1.1 等温模锻成形技术9-10
• 1.1.2 铝合金等温模锻对润滑剂的要求10-11
• 1.1.3 固体润滑剂在等温模锻中的应用11-14
• 1.2 纳米固体润滑材料的应用14-15
• 1.3 纳米WS_2的研究现状15-18
• 1.3.1 纳米WS_2的制备方法及应用15-17
• 1.3.2 纳米WS_2在等温模锻中的应用前景17-18
• 1.4 论文研究意义及主要内容18-20
• 2 水基模锻润滑剂的稳定性与润湿性能研究20-34
• 2.1 水基模锻润滑剂组分的筛选20-27
• 2.1.1 表面活性剂的筛选20-22
• 2.1.2 基础油的筛选22-25
• 2.1.3 摩擦改进剂的筛选25-27
• 2.2 水基模锻润滑剂的稳定性和润湿性分析27-32
• 2.2.1 复合表面活性剂对稳定性和润湿性的影响28-30
• 2.2.2 油/水比例对稳定性和润湿性能的影响30-31
• 2.2.3 外场对稳定性和润湿性的影响31-32
• 2.3 水基模锻润滑剂配方模式32-33
• 2.4 本章小结33-34
• 3 纳米WS_2在水基模锻润滑剂中的分散稳定性研究34-44
• 3.1 分散稳定性评价方法34-35
• 3.2 分散方法对纳米WS_2颗粒分散稳定性的影响35-38
• 3.3 复合表面活性剂对纳米WS_2分散稳定的影响38-40
• 3.4 超声/搅拌对纳米WS_2颗粒分散稳定性的作用机理40-43
• 3.5 本章小结43-44
• 4 纳米WS_2在水基模锻润滑剂中的摩擦性能及修复特性研究44-62
• 4.1 试验仪器、材料及方法44-45
• 4.1.1 试验仪器及材料44
• 4.1.2 试验方法44-45
• 4.2 纳米WS_2添加量对摩擦性能的影响45-49
• 4.2.1 纳米WS_2添加量对承载能力的影响45
• 4.2.2 纳米WS_2添加量对减摩性能的影响45-46
• 4.2.3 纳米WS_2添加量对抗磨性能的影响46-49
• 4.3 不同工作压力、温度下纳米WS_2抗磨效果分析49-52
• 4.3.1 不同工作压力下的抗磨性能研究49-51
• 4.3.2 不同温度下的抗磨性能研究51-52
• 4.4 纳米WS_2对磨损表面的修复性能分析52-56
• 4.4.1 纳米WS_2对磨粒磨损表面的修复性能研究53-55
• 4.4.2 纳米WS_2对粘着磨损表面的修复性能研究55-56
• 4.5 纳米WS_2的减摩抗磨作用机理分析56-61
• 4.5.1 摩擦表面元素化学状态分析57-58
• 4.5.2 摩擦表面元素分布分析58-59
• 4.5.3 摩擦表面元素的氩离子溅射分析59-60
• 4.5.4 纳米WS_2减摩抗磨机理分析60-61
• 4.6 本章小结61-62
• 5 纳米WS_2水基模锻润滑剂的研制62-70
• 5.1 纳米WS_2水基模锻润滑剂的研制62-63
• 5.2 纳米WS_2水基模锻润滑剂与水基石墨性能对比63-66
• 5.2.1 不同温度下的摩擦性能比较63-64
• 5.2.2 不同负载下的摩擦性能比较64-66
• 5.3 纳米WS_2模锻润滑剂的铝合金等温锻试验66-69
• 5.3.1 铝合金等温模锻试验66
• 5.3.2 纳米WS_2水基模锻润滑剂的成膜性能分析66-67
• 5.3.3 纳米WS_2水基模锻润滑剂锻压力的影响67-69
• 5.4 本章小结69-70
• 6 总结与展望70-72
• 参考文献72-77
• 攻读学位期间主要的研究成果77-78
• 致谢78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 裘炳毅;乳化作用及其在化妆品工业的应用(一)乳状液的形成及其特性[J];日用化学工业;1999年01期

2 裘炳毅;乳化作用及其在化妆品工业的应用 (二) 乳状液的稳定性及影响因素(续1)[J];日用化学工业;1999年02期

3 刘润广,刘海华,吕炎,太龙根,刘金海,颜斌,刘东波,杨文义;2618A合金作动筒铰链接头超塑等温精锻技术[J];材料工程;1993年06期

4 单德彬,吕炎,刘芳,徐文臣;带径向扭曲叶片转子精密塑性成形技术的研究[J];材料科学与工艺;2002年01期

5 薛治中;;铝合金精密模锻的技术现状和前景[J];锻压技术;1994年06期

6 刘润广，

本文编号：476127