文章,号1672自修复添加剂及在润滑脂中的应用何灼成1郭小1蒋明俊1黄金文21后勤工程学院军,油料应用工程系,重庆400016自修复添加剂及其自修复机理的研究具有重要意义,国内外学者在这方面已做了大量的工作,并取得了较大的突破。我国从20世纪80年代起,直对钢铜摩擦副的磨损自修复技术进行了长期移的润滑油添加剂,分别在轧钢厂和织布厂得到应用,取得了较好的效果和相当可观的经济效益1.目前许多研究者已通过实验证明了部分含铜添加剂对界面磨损具有修复补偿的功能。纳米材料因其具有独特的减摩抗磨和自修复的摩擦学特性而备受关注,现纳米铜自修复添加剂的研究也已取得很大的突破,天津大学,湖北博大集团科技公司等已推出了纳米铜自修复添加剂。
1自修复添加剂修复词源于磨损,是指在摩擦条件下由于润滑介质及环,的摩擦物理化学作用,对磨损面具有定补偿作用,而修复型添加剂是实现这种补偿作用的关键2.磨损是机械零件失效过程看磨损和摩擦是同时发生并且相互影响,两者尽管不是材料的固有属性,但均与材料的本性和摩擦系统有关37.在同过程中,摩擦磨损与摩擦修复往往同时存在,两者不平衡时现为磨损或负磨损,平衡时为零磨损,极不平衡时则现为培焊或胶合。其规律将取决于自修复膜小于磨损率时,则磨损被部分修复,产生减少磨损的耐磨功能;当自修复膜的成膜率等于磨损率时,则磨损被全部修复,产生无磨损功能;当自修复膜的成膜率大于磨损率时,则为负磨损,具有不拆卸修复被磨损件的功能8,9.
摩擦磨损的自适应自修复是材料学和摩擦学设计的最终目标,这既是对提高性能的要求,又是仿生化和环境友好的要求。为减少或消除磨损,除合理的摩擦学设计外,还可通过条途径来实现是减少或控制造成磨损的条件,如腐蚀疲劳侵蚀粘着转移磨损等;是提摩擦副的耐磨性能,如面合金化渗硫渗硼等或使材料具有自组织自恢复的能力;是在磨损过程中通过形成新的补偿层来弥补磨损。以上条途径均可通过润滑油品的设计和有效利用摩擦产生的物理化学作用来实现。摩擦过程中,由于磨损的产生和抗磨作用的实现均是在摩擦系统中自然发生的,因此可以把具有以上作用的摩擦学系统称之为修复系统,具有以上作用的润滑剂称为自修复润滑剂,其中具有自修复作用的添加剂的相关研究。
加剂称为自修复添加剂。
自修复添加剂的作用机理与活性添加剂不同,它不是以牺牲面物质为条件,而是在摩擦面上沉积结晶铺展成膜,使磨损得到补偿并具有定的抗磨减摩作用。摩擦成膜自修复大致分成类是铺展成膜自修复,即润滑介质中的添加剂分子与活化的金属面发生物理化学作用,形成化学吸附膜或极性添加剂分子直接吸附在摩擦面形成物理吸附膜,从而起到抗磨减摩的作用;是共晶成膜自修复,即在边界润滑条件下,局部摩擦高温促便润滑介质中的添加剂微粒与磨损微粒形成共晶微球,从而在摩擦副面形成具有滚动润滑功能的保护膜。这种膜还可以填充摩擦面的微观沟谷,改善摩擦面的密封性能,降低摩擦阻力,延长零部件的使用寿命;是沉积成膜自修复,即分散在油晶中的固体微粒沉积在摩擦副面,形成层具有抗磨减摩作用的保护膜;是选择性转移自修复,它是由于摩擦面的相对位移,减少摩擦或是对磨损提供自适应,其特征是形成保护膜,这种保护膜有高的点缺陷或空位密度,而无疲劳过程所固有的缺陷积2自修复添加剂在润滑脂中的应用目前自修复添加剂对界面磨损修复的研究主要是针对润滑油开展的,至今未自修复添加剂用于润滑脂的报道。因此,探讨具有自修复功能用性能具有潜在的意义。
润滑脂的个重要应用场合是润滑滚动轴承,良好的润滑是减小轴承摩擦和磨损的有效措施,当前,轴承润滑脂的发展趋势是研制长寿命的润滑脂。影响润滑脂轴承寿命的因素很多,润滑脂寿命。润滑脂的组成和性质可以选择适当的稠化剂基础油和制脂工艺来控制;使用条件的影响可以通过向润滑脂中加人添加剂来改善,这就是为什么可以在润滑脂中添加自修复添加剂来延长润滑脂轴承寿命的原因。1是普通润滑脂入和含有自修复添加剂的润滑脂8在不同条件下6306 22轴承的寿命试验结果,的试验条件为轴承外环温度125,间歇运转,转速350,7径向负荷178心轴向负荷221心5的试验条件为轴承外环温度130,连续运转,转速3600,径向负荷245,轴向负荷245 3条件1的测试结果1条件2的,试结果从润滑脂寿命测试结果可以看出向普通润滑脂中加人自修复添加剂,在相同的条件下,可以把轴承的使用寿命延长3倍4倍。,国的在最近的研究中也指出轴承的寿命与载荷和润滑条件有关,而其增长可能是无限的12.可以看出润滑剂对延长轴承的使用寿命有至关重要之,因此,研究自修复添加剂在润滑脂中的作用机理,探讨自修复添加剂对润滑脂性能的改善,以提轴承摩擦界面的耐磨性和延长轴承寿命,研究自修复添加剂在润滑脂的应用就显得很有必要。
3结束语摩擦磨损是导致轴承失效报废的重要因索,因此,如何控制摩擦减少磨损,改善摩擦副界面的润滑性能是个古老而长期的课,研究自修复添加剂在润滑脂中应用,提高轴承的使用寿命将是种有益的探索。
1徐建生,钟康年。纳米润滑剂的匍备及特性研究。润2姜秉新,陈波水,董浚修。铜趄添加剂摩擦修复作用3奠易敏,邹岚,赵源等。磨损自补偿理论设想。中国4徐滨士。面工程与维修北京机械工业出版5刘家浚。材料磨损原理及其耐磨性肘。北京,华大学出版社,1993.
作者:中国润滑油网 来源:中国润滑油网