润滑密封超细软金属铜粉在润滑脂中摩擦学性能的考察何灼成郭小蒋明俊1刘悦21.后勤工程学院油料应用工程系重庆400016；2.92538部队大连6041载荷条件下，铜粉加入润滑脂中可以提高脂的抗磨性。通过对磨斑面形貌分析。含有铜粉的润滑脂的磨斑面要比基础脂的磨斑面光洁度高软金属作为润滑材料早已应用在轴承上，而现在已开始逐步应用于航天工业。软金属作为润滑材料具有如下特点①作为固体润滑材料使用的软金属具有面心立方晶格，因而它们的晶格都具有各向同性。从晶体没有方向性这性质来看，软金属具有与高粘度流体相似的润滑行为。，软金属之所以具有固体润滑作用，主要因为它的剪切强度低。软金属的纯度越高，其剪切强度越低，越容易在软金属内部产生滑移，因而它具有自行修补性。，蒸发率低，因而它们，随用于几百摄氏度的高温和真空环境工作1.软金属作为单独使用的固体润滑材料，主要是以物理化学锻膜的方法在基材面镀上层极薄的膜。虽然软金属作为固体润滑材料具有许多优点，但由于受油溶性属铜用于润滑方面的研宄早有报道2，以往人们是在，昨硬属的而饨上士膜以降低磨损胃近年来，人们利用面改性技术，把铜与些微粒，比如触，32102金刚石等，共沉积于金属面组成复rs，j3i，EtiHmmi，i.i添加剂的油溶他所以许多软金属都可作为添加剂直接加入润滑脂中使用。本文主要考察软金属铜粉在润滑脂中的抗磨性，以期提高轴承润滑脂的抗磨性能，延长轴承使用寿命，并为进步考察软金属在润滑脂中的自补偿性作有益的探索。

　　1润滑脂样品的准备和理化指标1.1润滑脂样品的准备本研允所用铜粉的平均粒径为，纯以1；基础脂中稠化剂为12羚基硬脂酸锂以4508矿物油为基础油并加打适量添加剂微米铜粉用超声波分散仪均匀分散，在制备润滑±程中，当最后嘭化完毕加入冷却油使反应体系温度降到130左右时加入微米铜粉1.2润滑脂样品的理化指标1样品滴点，注样品1基础锂基润滑脂样品214567微米，滑脂。

　　2实验结果与讨论2.1微，铜粉对润滑脂摩擦学性能的影响采用济南实验机厂生产的，800球实验机。

　　钢球为上海钢球厂生产，材料为0，15轴承366钢，直泣为小2.71画，硬度为1出5862衣而粗糙度温度室温。

　　滑脂值的影响。从中可以看出，加入微米铜粉润滑脂的心值和心伉都要尚于基础脂的心值和值，说明微米铜粉加入脂可以提高润滑脂的抗，对润滑脂的抗磨性MM能有定的改善作用。从中还可以看出随着脂中微米铜粉含量的，加，相应润滑脂样品的！值和户1馆所增加。何增加的幅度较小13.铜粉含达到以后，铜粉的加入量对脂的抗磨性影响不大。

　　2.2不同载荷下含微米铜粉润滑脂的抗磨性研究木文采目球磨实验进步考察铜粉在润滑脂的抗磨性球长磨实验采用度门试验机厂生产把；摩擦实验机其它实验条件同上对于不同条件下铜粉在脂中抗磨性的评价，除利用长磨后磨斑直径数据的变化和观察钢球磨斑面形貌外，还采用测定球盒中钢球磨损量的变化来评价。实验前用电子天平称量放置于球盒中的个钢球次，烘干称重。所得质量差值即为钢球磨损量。

　　分别用基础脂和含1.5铜粉润滑脂作对比试验，长磨时间均为60血，在不同的载荷下考察铜粉在脂中抗磨性的情况。

　　2.2.1磨斑直泾随我菏的变化脂的磨斑直径随载荷的增大而增大，但含1.5铜粉润滑脂的磨斑直径在196392的载荷范围，其值随载荷的增人而变化+大，让至1我荷39还减小渐向钢球摩擦副面沉积，沉积在摩擦副面的铜粉与摩擦副农而的坫材作用形成摩擦而哎嗲擦面滑作印在本实验中，当载荷低时。润滑脂中的油膜起润滑作用，加入脂中的铜粉的抗磨性不但没有现出来，还起到类似磨粒磨损的作用。

　　为了进步验证这结果，本文做了组油样的付比试验配制铜粉的观基础矿物油，用超声波分散，将油中铜粉均匀分散，在294，载荷下长磨血，同时做个450，基础矿物油样的对比实验。观察者的磨斑直径，发现含5铜粉油样的磨斑直径0.75mm大于基础油样的磨斑直径0.61.这也充分说明在油膜起润滑作用时，单独加入油中的铜粉，由于油溶性差，不能现出良好合在金属皂中的铜粉就现出良好的抗磨性。所以含铜粉润滑脂的磨斑直径不仅比基础脂的磨斑直径小，而且比其低载荷时磨斑直径还略有减小。

　　阳2通斑1径随级荷的变化抽3射球栌报随软俺的变化22.2钩球磨损量随载荷的变化情况出脂的钢球磨损量随载荷的增大而增加，而含1.5铜粉润滑脂的钢球磨损量在1963载荷范围，其值随载荷的增大而有所减小，即使在490载荷下钢球的磨损量也比基础脂在19例载荷的钢球磨损量小。这说明铜粉加入脂中能很大地提高润滑脂的抗磨性能。这主要是在摩擦作用下，润滑脂中的铜粉搡渐向钢球摩撺副而转移，形成转移膨由于铜粉等软金屈的剪防，度比坫材低。使摩擦姓在转移膜之间，因此减小了钢球基材材料的磨损膜的形成需要定的载荷和温过。载荷和温度达到铜粉与基材面形成摩擦面膜时，这时加入润滑脂中的铜粉能现出良好的抗磨性能。因此在本实验中，载荷为39，左右是铜粉在脂中起抗磨作用的最佳载荷条件范围。

　　础脂的磨斑直径比含1.5铜粉润滑脂的磨斑直径小。造成这现象的原因与润滑脂的润滑机理有关阜基润滑脂在温和的条件下，由润滑脂的油膜起润滑作用；在比较苛刻的条件下，将由金属皂起润滑作用；在极苛刻条件下，由金属皂分解的产物添加剂分解2.3铜粉含量对润滑脂抗磨性的影响在载荷392和长磨60的条件下，考察了铜粉含对抗磨性的影响2.3.1磨斑直径随铜粉含量的变化4，酱作抑n.oi，粉的方桷以阳4断斑馇牦随锏阁5锕球磨裉氓随锕份含祖的变化从阁4中曲线的变化趋势可以看出。铜粉含量的变化对磨斑直径的影响不大，只有当含量达到40时才比较大的突跃。

　　2.3.2钢球磨损量随铜粉含量的变化5从5中可，铜粉的含量的变化对钢球的磨损量的影响比较大，在1.53.，范围内钢球磨损量比较小，1兑明这范内铜粉的加入放能提高润滑脂用就是在摩擦作用下能产生转移膜，使摩擦发生在转，之间，钢球的垃于转移膜的成膜胎损率的动态平衡。当铜粉的加入量适当时，成膜率和磨损率达到动态平衡，这时钢球的磨损量就比较小，抗磨效果良好。

　　为进步证实铜粉加入脂中可以提高润滑脂的抗磨性，用电子从微镜拍了网组钢球的磨斑面形貌为含1.5铜粉润滑脂6392载荷1氐磨60.比较6和7，可看出在同样摩擦条件下，基础脂作润滑剂的钢球的磨损较严重，面有明显的犁沟划痕，面也比较粗糙。而含1.5铜粉润滑脂在同样条件下长磨。钢球而的犁沟和划拟基本不存在，而且面的光洁度也有很大的改善。这结果也说明加入润滑脂的铜粉可以明显提高脂的抗磨性能。

　　2.4微米铜粉在润滑脂中作用机理分析在本实验中，将铜粉加入润滑脂中可以明显提高和改善润滑脂的抗磨性能，其作用机理可作如下解释在摩擦作用下，润滑脂中的铜粉逐渐向钢球摩擦副面沉积，沉积的铜粉首先填补钢球摩擦副面的凹处，形成层软金属铜粉转移膜。转移膜的剪切强度比钢球基材低，可以起到减小钢球基材面磨损的作月。山于铜和铁的原半妇1常接近=1.278101VRY.2A 10，而它们的共价半径相同，均为1.17101.随摩擦时间的增长，钢球摩擦副面产生高温高压，导致发生变形和晶格缺陷，沉积出来的铜原子可以取代面层中的铁原子而生成铜和铁的置换固溶体，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，良好地改善摩擦副面的磨损情况，大大提高润滑脂抗磨性能。

　　3结论在本实验中，平均粒径为少1的铜粉加入润滑脂中，在适当的含量范围和载荷的条件下，具有良好的抗磨作用，能提高和改善润滑脂的抗磨性。

　　润滑脂中微米铜粉的抗磨机理在摩擦作用下，脂中的铜粉在钢球基材面沉积以及和钢球基材抗磨性1石淼森。固体润滑材料，北京化学工业出版社2000.

　　3刘家浚。材料磨损及其耐磨性。北京清华大学出版社4孙全淑。润滑脂性能及其应用。重庆烃加工出版社198h上接第32页5结论上述的方法为活塞型线的设计开辟了个计算的途径，从而避开以往疔骀设计的法。

　　合适的型线应使油膜压力分布均匀，其合力大小应与最大侧压力相等，合力作用线应与侧压力作用线重合。

　　中凸点处的曲率半径不应过小，以避免出现负压。曲率半径的大小与活塞运动的速度及油膜厚度有关。