【摘 要】
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润滑油是改善润滑表面摩擦状况、降低能耗、延长设备寿命的关键技术,润滑油添加剂的性质是决定润滑效果的主要因素。纳米润滑添加剂因其微尺寸、高表面能等特点而具有更优的减摩抗磨性能。因此,开展纳米润滑添加剂摩擦磨损性能研究,对提升润滑油润滑性能有着重要的指导意义。利用MRS-10A型四球摩擦磨损试验机研究了不同试验参数下两种混合型纳米添加剂(BN/AlN和BN/TiN)和一种复合型纳米添加剂(BN@C)的
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润滑油是改善润滑表面摩擦状况、降低能耗、延长设备寿命的关键技术,润滑油添加剂的性质是决定润滑效果的主要因素。纳米润滑添加剂因其微尺寸、高表面能等特点而具有更优的减摩抗磨性能。因此,开展纳米润滑添加剂摩擦磨损性能研究,对提升润滑油润滑性能有着重要的指导意义。利用MRS-10A型四球摩擦磨损试验机研究了不同试验参数下两种混合型纳米添加剂(BN/AlN和BN/TiN)和一种复合型纳米添加剂(BN@C)的摩擦学性能,通过摩擦系数、磨斑直径、磨损形貌、元素分布、化合价态等性能分析,阐述了纳米添加剂的减摩抗磨机理与自修复过程。论文研究的主要结论如下:(1)油酸、司班80、硅烷偶联剂KH-550、聚乙二醇200和硬脂酸五种分散剂中油酸对纳米BN、TiN、AlN颗粒的分散效果最佳。(2)两种混合型纳米添加剂BN/AlN、BN/TiN的润滑性能均随质量配比增加呈现先降低后增加的趋势,当配比为1:1时润滑性能最佳。随纳米添加剂浓度增加,润滑性能呈现先增强后减弱的趋势;纳米BN/AlN添加浓度为0.2wt%时润滑油润滑性能最佳,最大无卡咬负荷提高38.30%;纳米BN/TiN添加浓度为0.6wt%时润滑油润滑性能最佳,最大无卡咬负荷提高65.96%。(3)复合型纳米添加剂BN@C添加浓度为0.2wt%时摩擦系数最低,较纯基础油时降低19.28%;添加浓度为0.4wt%时磨斑直径最低,较纯基础油时降低22.34%。静置5天后纳米BN润滑油摩擦系数和磨斑直径分别增加13.59%和10.96%,纳米BN@C润滑油摩擦系数和磨斑直径分别增加7.57%和5.01%。(4)润滑过程中纳米添加剂颗粒(BN/AlN、BN/TiN、BN@C)可进入摩擦副将直接接触的摩擦表面分隔开,使摩擦形式转变为滚动-滑动混合摩擦。纳米BN颗粒在上下摩擦面的滑动挤压下发生层间滑移,同时包覆在表面的碳材料协同BN发挥润滑作用,从而降低摩擦磨损;纳米TiN和AlN以充当微轴承作用降低摩擦磨损。纳米颗粒可吸附沉淀在摩擦表面凹坑处,修复基体磨损;纳米BN和TiN颗粒与基体材料通过发生化学反应生成新的修复膜而保护摩擦表面。
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