超細金屬-蛇紋石復合潤滑油添加劑制備及摩擦學性能研究.pdf

1、根據(jù)微納米潤滑自修復劑的發(fā)展趨勢，針對傳統(tǒng)潤滑添加劑所存在的問題，本文提出了超細金屬/蛇紋石復合潤滑油添加劑的開發(fā)思路。采用高能球磨法，通過SEM、XRD等分析手段，系統(tǒng)研究了球磨介質(zhì)配比、球料比、球磨時間因素對粉體粒徑的影響規(guī)律，從而制備出超細蛇紋石粉。通過測定超細蛇紋石粉體在無水乙醇介質(zhì)中的Zeta電位，選取油酸(OA)、硅烷偶聯(lián)劑(KH1560)等作為表面活性劑，研究了表面活性劑種類、加入量以及超聲時間對粉體在乙醇介質(zhì)中分散穩(wěn)定性

2、的影響。在此基礎(chǔ)上，探討了超細蛇紋石粉和納米金屬復合粉體在基礎(chǔ)油中的分散穩(wěn)定工藝，將分散好的粉體加入到事先添加了粘度指數(shù)改進劑的基礎(chǔ)油中，以摩擦系數(shù)(μ)和磨斑直徑(WSD)為表征指標，利用萬能摩擦磨損試驗機四球式摩擦副，系統(tǒng)研究了蛇紋石粉體粒徑、加入量、載荷對潤滑油摩擦學性能的影響規(guī)律，并分析了超細蛇紋石粉體與其他油溶性添加劑和納米金屬粉體的復配對潤滑油摩擦學性能的影響，成功研制出了具有良好抗磨減摩性能和實用價值的超細金屬/蛇紋石復合

3、潤滑添加劑。論文獲得如下主要結(jié)論：
　　 (1)在高能球磨條件下，隨球磨時間延長，蛇紋石粉體的顆粒尺寸逐漸減小，但在球磨后期顆粒細度不再減小。粉體粒度分布范圍隨球磨時間延長具有先減后增的變化規(guī)律；推薦超細蛇紋石粉體制備較佳的球磨工藝為：球磨介質(zhì)配比為4:2:4，球料比為8:1，轉(zhuǎn)速400r/min，球磨時間30～45h。在該條件下，球磨時間超過45h時，粉體中有晶態(tài)的二氧化硅相。
　　 (2)研究了超聲處理時間和多種表面

4、活性劑的加入量對超細蛇紋石粉體在乙醇中的分散效果。結(jié)果表明超細蛇紋石粉體的分散效果隨著超聲時間和表面活性劑加入量的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。不同分散劑的分散效果依次為：KH560>PVP>OA>TEA。推薦三種分散劑修飾的超細蛇紋石粉體在乙醇中的分散工藝為：5wt.％KH560，超聲時間20min；2.5wt.％PVP，超聲時間43min；2.5wt.％油酸，超聲時間40min。
　　 (3)研究發(fā)現(xiàn)三種分散劑修飾的超細蛇紋石

5、粉體在基礎(chǔ)油中的懸浮穩(wěn)定性能從高到低依次為：OA>PVP>KH560。濃度為4wt.％油酸修飾的超細蛇紋石粉在200天的沉降率為10％，且該濃度下的油酸亦可在油中很好的分散超細蛇紋石與納米金屬復合粉體。
　　 (4)研究發(fā)現(xiàn)：超細蛇紋石粉體的粒徑、加入量對潤滑油抗磨減摩性能有較大影響，推薦選取球磨45h的粉體作為蛇紋石潤滑添加劑的原料，其最佳加入量為0.3wt.％；超細蛇紋石粉體與極壓抗磨劑MoDDP、ZDDP和清凈分散劑T15

6、4等油溶性添加劑具有一定協(xié)同效應，并具有自修復作用；含超細蛇紋石粉的潤滑油更適合在高載荷條件下工作。
　　 (5)研究發(fā)現(xiàn)，超細蛇紋石與納米金屬Cu、Ni、Sn單質(zhì)金屬粉復合以及與混合金屬粉的復合可有效改善潤滑油的綜合摩擦學性能，并且復合粉體與MoDDP在油中存在協(xié)同效應。所研究的超細金屬/蛇紋石粉復合潤滑添加劑在摩擦條件下存在鋪展成膜、沉積成膜等多種自修復作用。
　　 (6)根據(jù)復合潤滑添加劑摩擦學性能研究結(jié)果，推薦出

7、了兩種性能較好的復合潤滑添加劑的配方：1)1wt.％MoDDP+0.3wt.％的粉體，其中蛇紋石：鎳粉質(zhì)量比為2:1，與基礎(chǔ)油相比，此復合添加劑的摩擦系數(shù)和磨斑直徑分別減少46.5％和57.1％，適用于高載荷長磨下工作；2)1wt.％MoDDP+0.3wt.％的粉體，蛇紋石：金屬復合粉(Cu：Sn：Ni=1:2:4)質(zhì)量比為1:2的復合添加劑，與基礎(chǔ)油相比，摩擦系數(shù)和磨斑直徑分別減少45.2％和56％。該添加劑適用范圍廣，低載荷下亦可顯