基于正交实验方法的蛇纹石润滑油添加剂摩擦学性能

发布时间：2021-03-23 08:45

　　采用正交实验方法,利用往复式滑动磨损试验机研究油酸改性天然蛇纹石超细粉体作为500SN润滑油添加剂的减摩抗磨性能,分析载荷、往复频率、摩擦时间和蛇纹石添加量4个因素对蛇纹石添加剂性能的影响规律。结果表明:蛇纹石矿物粉体能够明显提高润滑油的摩擦学性能,各因素对其减摩性能影响的主次顺序依次为添加量、往复频率、载荷和摩擦时间,对应的最优摩擦学条件组合为100 N,5 Hz,180 min,0.5%（质量分数,下同）;对抗磨性能影响的主次顺序依次为载荷、添加量、往复频率和摩擦时间,最优条件组合为100 N,50 Hz,180 min,0.3%。蛇纹石矿物在摩擦表面形成的由多种氧化物、石墨和有机化合物等组成的复合摩擦反应膜是改善摩擦和磨损的关键。 

【文章来源】：材料工程. 2020,48(07)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

蛇纹石粉体的TEM形貌

通过正交实验得到的蛇纹石添加剂减摩与抗磨性能的最优水平分别为A2B1C3D3和A2B3C3D2。由于上述水平不属于表1所列实验条件,为此开展上述单一水平实验,进一步研究蛇纹石添加剂的摩擦学性能。图2为较优水平下基础油与含蛇纹石油样的摩擦因数及下试样磨损体积变化。在100 N,5 Hz,180 min(A2B1C3)条件下,基础油润滑的摩擦因数较高,波动较大,相对稳定阶段的平均摩擦因数达到0.32,而含0.5%蛇纹石油样的摩擦因数较平稳,平均摩擦因数仅为0.15,较基础油降低53.1%;含蛇纹石油样润滑下试样磨损体积与基础油润滑下相比降低40.3%。在100 N,50 Hz,180 min(A2B3C3)条件下,基础油的摩擦因数平均值为0.27,而含蛇纹石油样的摩擦因数为0.18,降低33.3%;同时,含蛇纹石油样润滑下试样磨损体积较基础油作用下降低87.7%。以上实验结果进一步验证了蛇纹石微粉作为润滑油添加剂具有较好的减摩抗磨性能,适当的摩擦学条件和添加量可使其表现出优异的抗磨减摩性能。2.3 磨损表面SEM分析

图4所示为100 N,50 Hz,180 min条件下不同磨损表面形貌及其对应的EDS图谱,表3列出了摩擦表面的元素组成及含量。500SN润滑下磨损表面主要由Fe,C和少量O元素组成。而含0.3%蛇纹石油样润滑下的表面除上述元素外,还含有Mg,Al,Si等蛇纹石的主要构成元素,且O元素含量远高于基础油润滑的表面。这与赵福燕[12]前期研究结果相一致,即蛇纹石添加剂作用下的摩擦表面形成了一层富含O,Mg,Al,Si等元素的摩擦反应膜。2.4 磨损表面XPS分析

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]微纳米蛇纹石粉体的摩擦行为及其成膜机理研究[D]. 赵福燕.中国地质大学（北京） 2014



本文编号：3095519