纳米碳酸钙、稀土复合粒子用作润滑油添加剂的研究

选择合适的表面活性剂制备含纳米碳酸钙和纳米稀土复合粒子添加剂的润滑油，采用四球摩擦磨损试验机考察了润滑油的摩擦学性能；用扫描电镜与X射线光电子能谱仪分析了磨损钢球表面的形貌、化学组成和状态。结果表明：纳米碳酸钙、纳米稀土复合粒子的最佳添加方式为：CaCO3与RE质量比为1：1，总质量分数为0．6％；此时润滑油具有最佳的抗磨、减摩性能，润滑油的抗磨、减摩机理与纳米粒子存在形态以及它们的协同作用有关。     

两种纳米粒子组合物用作润滑油添加剂

选择了纳米碳酸钙和纳米稀土两种粒子组合物作为润滑油抗磨、极压添加荆，采用透射电子显微镜（TEM）分别检测了其粒径大小，采用四球摩擦磨损试验机测定了含组合纳米粒子的润滑油的摩擦学性能，采用X射线光电子能谱仪分析了磨损钢球表面化学组成。结果表明：含组合纳米粒子的润滑油具有良好的抗磨减摩效果，纳米碳酸钙、纳米稀土组合粒子的最佳的添加量为CaCO3Wt％：RE Wt％=1：1，总浓度为0．6％；大小粒子配合协同作用起到有效的抗磨、减摩效果。还探讨了组合纳米粒子润滑油的抗磨减摩机理。     

纳米Al/Sn金属颗粒对润滑油抗磨极压性能的影响

利用四球试验机分别对添加有纳米铅粉、锡粉以及Al Sn金属粉的润滑油进行极压和抗磨性能实验。采用SEM(扫描电子显微镜)对摩擦表面进行观察，采用EDS(能量色散谱仪)对表面进行元素测定。测试结果表明．纳米Al Sn金属粉可在较宽的载荷范围内明显改善润滑油的极压抗磨性能。其作用机理是锡粉在低载荷阶段沉积到摩擦表面起到抗磨剂作用，铝粉在高载荷阶段沉积到摩擦表面起到极压剂作用．从而实现了在低载荷到高载荷范围内对润滑油抗磨极压性能的提高．     

电镀废液回收纳米铜粉作为润滑添加剂的摩擦学性能研究

以化学还原法从电镀铜废液中回收的纳米铜粉为固体润滑油添加剂,在四球式摩擦磨损试验机上研究纳米铜粉的加入量对润滑油摩擦学性能的影响。采用SEM、EDAX等分析磨斑表面,初步探讨纳米铜粉抗磨减摩机制。结果表明:纳米铜粉的添加显著提高基础油的抗磨减摩性能,当纳米铜粉加入量为0.3%(质量分数)时,其摩擦因数和磨斑直径分别比基础油减小33.4%和19%。含纳米铜粉润滑油在高载荷下具有更好的抗磨减摩性能。纳米铜粉在摩擦过程中抗磨减摩机制主要为填充作用和沉积自修复膜作用机制。     

几种金属纳米粒子作润滑脂添加剂的试验研究

用Falex四球摩擦磨损试验机考察了镍、钴、铬、钼、铁-钴及铁-镍合金纳米粒子作为添加剂加入润滑脂的摩擦学行为。结果表明：添加纳米粒子的润滑剂均具有较好的减摩抗磨性能和较高的承载能力(PB值)，合金纳米粒子比金属单体纳米粒子的添加效果好，纳米粒子质量分数在3％左右时润滑脂具有较佳的摩擦学性能。     

环保型纳米润滑材料的研究

从环保角度,选择了两种纳米材料作为润滑油抗磨、极压添加剂。介绍了纳米材料的制备,根据亲水亲油平衡值(HLB)选择了合适的表面活性剂,并将其加入到含有单种或两种复合纳米粒子的润滑油中进行表面改性,采用四球摩擦磨损试验机测定含纳米粒子的润滑油的摩擦学性能。结果表明:含纳米粒子的润滑油具有良好的抗磨减摩性能,且含复合纳米粒子的润滑材料的抗磨减摩性能比单种纳米粒子的润滑材料的抗磨减摩性能好。这里还探讨了纳米润滑材料的抗磨减摩机理。     

复合纳米粒子作为润滑油添加剂的摩擦学性能

研究了复合纳米粒子作为添加剂对润滑油摩擦学性能的影响.将改性纳米CaCO3和纳米Zn按一定质量分数进行复配后,加入到液体石蜡中,采用摩擦磨损试验机考察了其摩擦学性能;并采用正交试验方法分析了2种纳米粒子的最佳配比和最佳添加量.结果表明,复合纳米粒子综合了CaCO3和Zn 2种纳米粒子的性能,作为润滑油添加剂,比单一的纳米CaCO3和纳米Zn添加剂有更好的抗磨减摩性能;在本文试验条件下,纳米CaCO3和纳米Zn的质量比为1∶1,总质量分数为0.6%时,配制的润滑油具有更好的抗磨减摩性能.     

用硅烷偶联剂修饰的纳米Fe3O4粒子作为润滑油添加剂的摩擦学性能研究

利用化学共沉淀法制备了平均粒径为59nm、采用硅烷偶联剂表面修饰的纳米Fe3O4粒子,并对其作为润滑油添加剂的摩擦学性能进行了研究。试验结果表明,添加硅烷偶联剂修饰的纳米Fe3O4粒子的润滑油表现出较好的抗磨减摩效果,能有效提高润滑油的抗磨减摩性能以及承载能力,当纳米Fe3O4的质量分数在1‰~3‰时产生的抗磨减摩效果较好。与空白20#润滑油相比,添加质量分数3‰纳米Fe3O4粒子的润滑油的摩擦因数平均降低了8%,磨损量不仅没有增加,反而出现了负磨损现象,且添加纳米Fe3O4粒子的润滑油摩擦磨损后的磨痕较浅。     

自制二硫化钼微球在500SN中的摩擦磨损性能研究

将自制的表面修饰的二硫化钼微球（MS-MoS2）和商业级胶体二硫化钼（CC-MoS2）分别添加到基础油500SN中，用四球摩擦磨损机和SRV微动摩擦磨损试验机对比研究了不同润滑体系的极压性能和抗磨减摩性能。结果表明：萃取剂Cyanex 301对MoS2具有良好的表面修饰作用；添加MoS2能够有效改善基础油的极压性能和抗磨减摩性能；在试验力为400N，最佳添加量分别为0．10％和0．25％（质量分数）时，500SN＋MS．MoS2和500SN＋CC-MoS2相对500SN的摩擦因数分别降低了17．2％和12．3％，磨损体积分别降低了44．8％和17．2％。     

纳米TiN润滑油添加剂的摩擦学性能研究

使用四球摩擦试验机研究纳米TiN作为润滑油添加剂的摩擦学性能, 并利用磨斑测量系统、激光共聚焦显微镜OLS1100和EDS测试分析其磨损特性和自修复性能。实验结果表明：纳米TiN作为润滑油添加剂具有良好的抗磨减摩和自修复性能;在润滑油中加入质量分数为05%的纳米TiN添加剂和10%的PEG 200分散剂,可达到最佳的抗磨减摩效果。在高载荷下,纳米TiN润滑油的自修复比表面抛光的效果更好。     

润滑条件对纳米SiO2填充尼龙复合材料摩擦学性能的影响

利用MM-200磨损实验机在干摩擦、水润滑和油润滑等条件下，研究了润滑条件对含量为10％的纳米SiO2填充尼龙1010复合材料与45^#钢对磨时的摩擦学性能的影响，并利用扫描电子显微镜对纳米SiO2-PA1010复合材料的磨损表面和磨损机理进行了观察和分析。结果表明水润滑时，纳米SiO2-PA1010复合材料的摩擦因数比在干摩擦时有一定程度的降低，但磨损量却比干摩擦时增加了很多；而在油润滑时，摩擦因数和磨损量均比干摩擦和水润滑时降低了许多；复合材料的磨损机制也随着润滑条件的不同发生了相应的变化。     

微弧氧化电源占空比对陶瓷基自润滑复合涂层性能的影响*

为提高柴油机铝合金活塞的可靠性和耐用性,在不同电源占空比下通过微弧氧化实验在铝合金基体上制备得到微弧氧化陶瓷层,利用电泳技术将MoS_2微纳米粒子引入陶瓷层的孔隙中,制备得到陶瓷基自润滑复合涂层。研究微弧氧化电源占空比对陶瓷层和复合涂层微观形貌、厚度和表面粗糙度的影响,并利用往复式摩擦磨损试验机在干摩擦、油润滑条件下对复合涂层的摩擦学性能进行分析。结果表明:随占空比的提高,微弧氧化陶瓷层的厚度、表面粗糙度呈现先增加后减小的变化趋势;随占空比的提高,制备得到的复合涂层的摩擦因数先减小后增大,占空比为60%～70%得到的复合涂层摩擦因数最低,且复合涂层与基体结合状态好,抗磨自润滑性能显著。     

催化剂对蛇纹石粉体减摩抗磨性能的影响

采用UMT 3摩擦磨损试验机,在高接触压力下考察蛇纹石粉体及其与催化剂组合作为润滑油添加剂对45#钢的减摩抗磨作用.结果表明:在高接触压力下,润滑油中添加蛇纹石粉体后摩擦因数和磨损量都变大;相对于蛇纹石粉体,以蛇纹石和某种催化剂组合作为润滑油添加剂,可有效地降低摩擦因数和磨损量,并提高摩擦因数的稳定性.     

MgO/SiO2复合纳米添加剂的自修复性能试验研究

以纳米MgO/SiO2作为添加剂,在HQ-1摩擦磨损实验机上进行自修复实验。试验考察载荷、转速、修复时间对纳米MgO/SiO2复合添加剂自修复性能的影响。实验结果表明,纳米MgO/SiO2在适宜的条件下对钢-钢摩擦副磨损金属表面有修复效果,其修复性能受载荷、转速及修复时间等条件影响;纳米MgO/SiO2添加剂对磨痕具有一定的填平作用,在一定程度上能够改善磨痕的粗糙度。     

纳米Zn粉的自修复性能试验研究

将一定比例的纳米Zn加入350SN基础油中,加入一定比例的超分散剂作为表面修饰剂,制成了修复剂。在HQ-1摩擦磨损实验机上进行自修复实验,考察了载荷、转速、修复时间对纳米Zn添加剂自修复性能的影响。实验结果表明,在适当的摩擦条件下,试块有明显的增重,表明纳米Zn有摩擦自修复功能,其修复性能受载荷、转速及修复时间等条件影响。     

纳米二硫化钼作为润滑油添加剂的摩擦学性能研究

研究纳米二硫化钼作为润滑油添加剂的摩擦学性能。以不同的表面活性剂和不同的超声波分散时间制备纳米二硫化钼润滑油,考察表面活性剂和超声波分散时间对纳米二硫化钼分散稳定性的影响。采用四球机和描电镜考察纳米二硫化钼在润滑油中的摩擦学性能。结果表明,2%油酸表面活性剂和超声波分散30 min可有效提高纳米二硫化钼在润滑油中的分散稳定性,纳米二硫化钼在润滑油中具有良好的抗磨性能、减摩性能,特别是0.01%二硫化钼在润滑油中的抗磨性能和高负荷下的减磨性能更为突出。     

微织构光固化填充h-BN的巴氏合金表面摩擦学性能

为了提高巴氏合金在油润滑条件下的摩擦学性能,在巴氏合金表面加工凹坑微织构并利用光固化填充方法填充六方氮化硼(h-BN)固体润滑剂,制备出h-BN与表面微织构相结合的复合润滑结构。研究复合润滑结构在油润滑条件下的摩擦学性能及其减摩润滑机制。结果表明：复合润滑结构的摩擦学性能远高于未织构面和纯织构面;当凹坑微织构直径较小时,织构密度为10%～20%时,复合润滑结构摩擦因数较小,而凹坑直径较大时,随着织构密度的增加,复合润滑结构摩擦因数逐渐减小;当织构密度小于20%时,凹坑直径较小的复合润滑结构摩擦因数小,当织构密度达到30%时,随着凹坑直径的增加,复合润滑结构摩擦因数减小。复合润滑结构能够改善巴氏合金表面摩擦学性能,是因为h-BN固体润滑剂的释放在巴氏合金表面形成了固体润滑薄膜,避免了润滑油膜较薄处的巴氏合金表面直接与45钢表面接触,且释放h-BN固体润滑剂后的微织构凹坑可以起到收集磨粒,储存润滑油的作用。     

Al2O3、六方BN纳米润滑油的摩擦学性能试验研究

用添加Al2O3以及六方BN纳米颗粒的润滑油对机车发动机易磨损零部件材质制成的摩擦副试样进行摩擦磨损实验,结果表明添加了纳米颗粒的润滑油改善了摩擦副的润滑效果,提高了油膜承载力,降低了摩擦因数。六方BN润滑效果随添加量的增加而增强,中等载荷时质量分数为0.5%的纳米颗粒对3种摩擦副作用相近。Al2O3对硬-软金属配合的摩擦副作用效果强于对硬-硬金属配合的摩擦副,添加量不宜过高。     

Ag膜在干摩擦、油和脂润滑下的摩擦学性能研究

精密运转部件表面沉积一层软金属银和银基固体薄膜可以有效地降低摩擦、减小磨损。通过钢球/镀Ag膜摩擦盘在干摩擦、4122油和L252脂润滑条件下的球-盘摩擦学试验,研究Ag膜在油和脂复合润滑下的摩擦学性能,分析润滑条件、载荷、速度对Ag膜摩擦因数的影响。试验结果表明:在4 N法向载荷和油、脂润滑下,与干摩擦相比,镀Ag膜摩擦副的最大静摩擦因数分别减小了10.7%和6.1%;在0～2 000 r/min转速范围内,Ag膜摩擦因数随转速增加而减小,与干摩擦相比,油润滑下Ag膜摩擦因数减小9%～48%,脂润滑下Ag膜摩擦因数减小17%～52%。Ag膜在干摩擦、4122润滑油和L252润滑脂复合润滑下,摩擦因数均随载荷增加而降低;Ag膜摩擦副/钢球在油、脂复合润滑下启动摩擦力矩小,摩擦副在宽转速范围内摩擦因数变化小,运转平稳。     

Experimental assessment of textured tools with nano-lubricants in orthogonal cutting of titanium alloy

In this study, we investigated the effects of composite nano-Cu/WS₂ lubricating oil and single-point diamond indentation-textures on improving the cutting performance of YG8 cemented carbide tools, which is crucial for textures tool applications. The aims of the study were to improve wear resistance and reduce chip adhesion at the tool’s rake face in cutting of titanium alloys. Dot textures with different spacings were fabricated on the surface of YG8 cemented carbide tools through the single-point diamond indentation method, and composite nano-Cu/WS₂ lubricating oil was prepared. Orthogonal cutting tests were carried out under dry cutting and minimal quantity lubricated (MQL) conditions. Investigate the effect of different texture spacing on the cutting performance in the light of cutting forces, friction coefficient, the deformed chip thickness, tool adhesions, and chip morphology. The results show that the dot texture effectively improved the lubrication conditions in machining titanium alloys under the MQL conditions. The dot texture is effective at low speed in the dry cutting conditions. With the increase of cutting speed, the friction coefficient of dot texture tool is affected by texture spacing, and the friction coefficient of DT-200 tool is the smallest. In addition, composite nano Cu/WS₂ lubricating oil forms a lubricating film on the wear path by atomizing the lubricating oil and stores it in the dot texture, which enhances the anti-wear performance in the cutting process and reduces the cutting force and friction coefficient at the tool chip interface. By evaluating cutting force, friction coefficient, chip and tool morphology, it is concluded that DT-100 tool is more effective in improving lubrication conditions.