纳米蛇纹石粉末与柴油机油抗磨减摩剂协同润滑性能研究*

为提升高强化柴油机润滑油的润滑性能,将纳米蛇纹石粉末与极压抗磨剂ZDDP和有机钼减摩剂MoDTC相互复配,采用环块式摩擦试验机研究不同添加剂之间的协同润滑性能,分析摩擦因数、磨损量以及摩擦产物组成等受添加剂组成的影响规律。结果表明:蛇纹石粉末与MoDTC和ZDDP复配能够降低润滑油的摩擦因数与磨损量,并减少摩擦表面划痕;蛇纹石粉末在摩擦副表面形成摩擦自修复涂层,提高摩擦表面硬度和抗磨性能;蛇纹石粉末与MoDTC和ZDDP复配时,蛇纹石粉末促进了MoS_2在摩擦表面的生成,进一步降低了摩擦因数,表明蛇纹石粉末与MoDTC和ZDDP起到协同减摩的作用。     

非硫磷有机钼添加剂的制备及其摩擦学研究

采用二羟乙基十八胺与钼酸铵作为原材料,合成一种新型非硫磷有机钼添加剂N-十八烷基亚胺二乙醇钼酸二酯(HOAM),并利用红外光谱仪(IR)及电感耦合等离子光谱发生仪(ICP)和元素分析(EA)对其进行结构表征,通过热重分析(TGA)研究其热稳定性。以锂基脂为基础脂,应用四球摩擦磨损试验机考察HOAM与市售的Molyvan 855添加剂在锂基脂中的抗磨减摩性能及极压承载能力;应用扫描电子显微镜(SEM)和X射线近边结构吸收光谱(XANES)分析其磨斑形貌及摩擦膜的钼元素的化学组成。试验结果表明：HOAM具有较好的热稳定性,减摩性能和极压性能良好,其作为添加剂添加在锂基脂中可使钢球磨斑直径减小、磨斑形状变规则、犁沟变浅;非硫磷有机钼添加剂HOAM在摩擦过程中在摩擦副表面发生化学反应,生成了含MoO-42的润滑膜,相比Molyvan 855具有更好的抗磨减摩性能。     

润滑油添加剂—有机钼化合物的摩擦磨损性能研究

本文在四球摩擦损试验机上测试了作者合成的一种油溶性有机钼化合物添加剂的摩擦磨损性能。研究了添加剂浓度、时间等对该添加剂作用效果的影响。对其抗极压和时效特性进行了研究。结果表明：该有机钼添加剂是一种具有优良的减摩，抗磨、抗极压性能的油溶性添加剂。特别是对放置一年后的油样测试结果表明该添加抗氧化稳定性也较好，具有推广应用的价值。     

非硫磷有机钼添加剂的制备及其摩擦学性能研究

采用二羟乙基十八胺与钼酸铵作为原材料,合成一种新型非硫磷有机钼添加剂N-十八烷基亚胺二乙醇钼酸二酯(HOAM),并利用红外光谱仪(IR)及电感耦合等离子光谱发生仪(ICP)和元素分析(EA)对其进行结构表征,通过热重分析(TGA)研究其热稳定性。以锂基脂为基础脂,应用四球摩擦磨损试验机考察HOAM与市售的Molyvan 855添加剂在锂基脂中的抗磨减摩性能及极压承载能力;应用扫描电子显微镜(SEM)和X射线近边结构吸收光谱(XANES)分析其磨斑形貌及摩擦膜的钼元素的化学组成。试验结果表明:HOAM具有较好的热稳定性,减摩性能和极压性能良好,其作为添加剂添加在锂基脂中可使钢球磨斑直径减小、磨斑形状变规则、犁沟变浅;非硫磷有机钼添加剂HOAM在摩擦过程中在摩擦副表面发生化学反应,生成了含Mo O-42的润滑膜,相比Molyvan 855具有更好的抗磨减摩性能。     

动车组齿轮箱油中含硫添加剂损失的试验研究

针对高铁动车组牵引系统中齿轮箱润滑油中硫元素损失较快的问题,通过极压作用下含硫添加剂损失试验和高温状态下含硫添加剂损失试验,得到不同负载和温度作用下润滑油添加剂的作用情况,分析润滑油添添加剂的损失原因。结果表明:齿轮油中的含硫极压剂主要成分为多硫化物,且以二硫化物和三硫化物为主,随着压力的增大,多硫化物会附着在摩擦副表面形成滑动层从而降低摩擦因数,多硫化物形成的滑动层比较稳定,不容易损耗;润滑油使用过程中,极压剂中硫被消耗,一部分附着在齿轮表面,一部分生成气体排出,当齿轮箱内温度升高到90℃以上时,硫的消耗会更快。     

全合成切削液的制备及极压剂与防锈剂的协同效应研究

制备一种水基全合成切削液,考察新型有机钼、有机硼极压剂与三乙醇胺硼酸酯防锈剂的协同作用。利用四球摩擦磨损试验机研究切削液的摩擦学性能;采用一级灰口铸铁进行单片、叠片防锈试验,考察全合成切削液的防锈性能;用激光共聚焦显微镜观察试件表面形貌并测量工件的表面粗糙度,研究极压剂对工件表面质量的影响。结果表明:2种极压剂有协同增效的作用,使用复合极压剂后,极压润滑系数(最大无卡咬载荷与摩擦因数的比值)增大,改善加工工件的表面质量;有机硼极压剂和三乙醇胺硼酸酯防锈剂共同作用可增强切削液的防锈作用;当切削液中添加复合极压剂与防锈剂时,与含有单一添加剂的切削液相比,其极压性能与防锈性能均有提高,表明防锈剂和极压剂在切削液中具有协同作用。     

水溶性噻二唑衍生物的合成及其摩擦学性能研究

合成一种新型水溶性噻二唑衍生物,采用红外光谱仪对其结构进行表征,采用SRV摩擦磨损试验机考察其在三乙醇胺水溶液中的摩擦学性能,采用表面轮廓仪及扫描电子显微镜观察磨斑表面形貌。SRV摩擦实验结果表明,该添加剂能显著改善三乙醇胺基础液的抗磨减摩性能,并能有效避免疲劳磨损;XPS结果显示,添加剂通过与摩擦副表面的摩擦反应生成FeS及Fe2O3等反应膜,起到极压抗磨的效果;同时该添加剂还具有很好的抑制铜片腐蚀的性能,是一种环境友好的多功能润滑添加剂。     

几种纳米添加剂在环境友好润滑剂中的摩擦化学特性

采用机械化学修饰法研制了三种纳米润滑添加剂,二硫化钼(MoS2)、聚四氟乙烯(PTFE)和氟化石墨(CxFy),考察了这些纳米级润滑剂在环境友好润滑剂中的摩擦化学特性。结果发现：这些纳米添加剂在环境友好润滑剂中具有较好的抗磨性能和良好的减摩性能;减摩性能优于常用的极压抗磨剂,其机理是在摩擦副表面形成迁移膜,起“滚动微轴承”的作用。     

摩擦化学膜的成因与结构:矿物质化学和有机质化学观点

减摩剂、抗磨剂、极压剂与修复剂共同构成在摩擦学意义上更完善的摩擦学添加剂系列。摩擦化学膜是摩擦学添加剂在摩擦表面热／应力场中参与生成的无机物种和有机物种的共生体，无机物种构成润滑膜骨架，有机物种或简单无机质点以吸附状态或以间隙化合物形式依附于或弥散于骨架构造中，共同提供摩擦化学膜的全部润滑功效——减摩、抗磨、极压效应和修复功能。应用矿物质化学和有机质化学观点诠释摩擦化学膜的成因与结构特性，特别是基于应力化学原理比较分析岩石物理和地球化学过程中的成岩和生油现象与摩擦化学过程中的润滑效应，提出摩擦成岩与生油化学研究，摩擦化学场中的成岩和生油效应及其摩擦学意义，以及开发基于自然物质和过程的工业摩擦学应用技术。     

新型含氮磷酸酯添加剂的合成及摩擦学性能研究

以脂肪酸甲酯为原料合成一种新型含氮磷酸酯添加剂,通过红外对其结构进行表征,采用四球摩擦试验机考察其在不同基础油中的摩擦学性能,并用扫描电子显微镜和能谱仪观察分析磨痕表面的形貌及元素分布。结果表明:含氮磷酸酯添加剂具有良好的热分解性能和极压抗磨性能;实验后在钢球表面发现了磷元素,表明在摩擦过程中,含氮磷酸酯添加剂通过化学反应在摩擦表面生成了磷酸铁等化合物,从而起到了极压抗磨的作用。     

二次包络蜗轮副润滑油极压抗磨剂的选用研究

二次包络蜗轮副是一种新型的蜗轮蜗杆传动副，目前仍没有适用的润滑油．为研制其润滑油，本文选用传统的硫型抗磨添加剂、自制的有机铜抗磨剂和有机硼抗磨剂，在ＨＱ－１型摩擦磨损试验机上与蜗轮副材料进行配伍性研究，测出Ｐ—Ｖ曲线；在滚滑两用摩擦磨损试验机上测出与蜗轮副材料配合时的胶合温度；在ＭＱ—８００型四球机上测出磨损系数，结果表明：有机铜抗磨添加剂和有机硼抗磨添加剂对蜗轮副显示出较好的减摩、抗磨和抗胶合性能，传统的硫型抗磨添加剂不适合蜗轮副．本文还应用Ｘ射线光电子能谱仪和俄歇电子能谱仪对试件表面膜进了化学结构分析，为二次包络蜗轮副润滑油极压抗磨剂的正确选用提供科学依据．     

两种P-N型润滑添加剂的性能研究

采用SRV试验机及四球试验机分别考察KL316与Ciba349两种P-N型添加剂的极压抗磨性能,对比分析两者的减摩抗磨及极压性能。采用扫描电镜及X射线光电子能谱分析磨损表面的形貌及元素化学状态,并就添加剂的减摩抗磨作用机制进行探讨。结果表明,两种添加剂均具有优异的减摩抗磨作用,KL316的减摩抗磨作用要优于Ciba349,两者均通过在摩擦副表面发生化学吸附及摩擦化学反应生成边界润滑膜从而起到减摩抗磨作用。     

绿色环保型螺杆式空气压缩机用油的开发及应用

针对螺杆式空气压缩机油在抗氧化、抗摩擦磨损性能以及油水分离等方面严格的性能要求,采用矿物油与合成油复配的基础油,通过添加合适的酚类抗氧剂、胺类抗氧剂、金属缓蚀剂、极压抗磨剂等功能添加剂,研发出一款抗氧化性能稳定和极压抗磨性能优异的螺杆式空气压缩机油.利用四球摩擦磨损试验机对其进行极压性能和摩擦磨损性能评价,并开展模拟氧...     

羟基硅酸镁粉体添加剂含量对金属表面自修复膜生成的影响及机制

采用羟基硅酸镁粉体作为润滑油添加剂,在MMU-5G材料端面摩擦磨损试验机上,研究了不同添加剂含量对45#钢/45#钢摩擦副磨损表面自修复膜生成的影响及其机制,借助SEM及EDX测试分析摩擦副的表面形貌及表面成分组成。结果表明,自修复添加剂的含量对羟基硅酸镁粉体添加剂在磨损表面形成自修复膜影响显著。在添加剂质量分数为2%,3%和5%的工况条件下,试样磨损表面有自修复膜生成。添加剂质量分数为2%时,易于短时间内达到磨损-自修复动态平衡,自修复效果最为理想。自修复膜的生成过程包含磨粒磨损和摩擦化学反应2个阶段。自修复膜的生成使得试样摩擦磨损表面平整光滑,可以有效降低金属磨损。     

防腐剂在摩擦副表面的吸附性能探索

利用模拟轴承对润滑油中的防腐蚀添加剂进行吸附实验,通过对吸附前后润滑油的紫外吸光度的测量,表征实验前后润滑油中防腐剂的质量分数变化,进而证明摩擦副对防腐蚀添加剂的吸附作用;在含有定量防腐剂的润滑油中添加不同质量分数的抗磨剂,进行模拟轴承的吸附实验,通过紫外吸光度的测量发现抗磨剂对防腐剂在摩擦副表面的吸附性能有较大影响,说明防腐剂与抗磨剂在摩擦副界面存在竞争吸附效应。     

含硫润滑油添加剂的制备及性能研究

在催化剂作用下,合成一种含有二丁基二硫代氨基结构的有机硫化酯润滑油添加剂（CNSB）。利用四球摩擦磨损试验机考察CNSB在100 N基础油中的摩擦学性能,采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分别分析磨损表面形貌和磨斑表面元素组成。结果表明：合成的CNSB作为润滑油添加剂具有较好的极压减摩性能,并明显优于同等条件下的二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP）。SEM和EDS表明,在摩擦过程中CNSB会发生分解并在摩擦副表面发生化学反应,生成一层由有机硫化物、硼的氧化物等组成的致密保护膜,从而有效减轻钢球摩擦副表面的擦伤和磨损,且CNSB中的B元素也与S元素发生了协同作用,在一定程度上起到了抗磨减摩作用。     

新型高效磷系极压剂的研究

根据分子设计原理,合成了一种磷系极压抗磨剂,试验结果表明,含磷添加剂具有优异的摩擦磨损性能,其PB、PD值有较大提高,已超过硫化异丁烯的极压抗磨性能.     

有机硫化酯润滑油添加剂的制备及性能研究

在催化剂作用下,合成一种含有二丁基二硫代氨基结构的有机硫化酯润滑油添加剂(CNSB)。利用四球摩擦磨损试验机考察CNSB在100 N基础油中的摩擦学性能,采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分别分析磨损表面形貌和磨斑表面元素组成。结果表明:合成的CNSB作为润滑油添加剂具有较好的极压减摩性能,并明显优于同等条件下的二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)。SEM和EDS表明,在摩擦过程中CNSB会发生分解并在摩擦副表面发生化学反应,生成一层由有机硫化物、硼的氧化物等组成的致密保护膜,从而有效减轻钢球摩擦副表面的擦伤和磨损,且CNSB中的B元素也与S元素发生了协同作用,在一定程度上起到了抗磨减摩作用。     

有机多硫化物润滑添加剂的制备及其摩擦学性能

合成一种有机多硫化物(OP),用红外光谱仪对其结构进行分析,采用四球摩擦磨损试验机及SRV试验机考察其在基础油PAO10中的摩擦学性能。结果表明:添加剂OP具有优良的极压性能,并且在微动摩擦磨损试验机中表现出良好的抗磨减摩作用。用X射线光电子能谱仪对试球表面分析可知,有机多硫化物与金属表面发生化学反应,生成了含硫边界润滑膜,从而起到极压抗磨减摩的作用。     

合成基润滑油聚α-烯烃低温摩擦润滑性能研究

在低温条件下,润滑油黏度变大,流动性变差,添加剂活性降低,对润滑性能产生显著影响。为研究PAO润滑油的低温摩擦润滑性能,以不同黏度级别PAO基础油为研究对象,采用流变仪MCR302、SRV摩擦磨损试验机,研究PAO润滑油样及添加极压抗磨添加剂的油样在低温条件下的流变性能和磨损润滑性能。试验结果表明：在低温环境下,随着温度降低,PAO油样的黏度急剧增大,黏度越大的油样其受低温条件影响越明显;PAO油样在低温环境下,表现出明显的剪切稀化现象;低温环境使得极压抗磨剂添加剂的活性变低,添加剂并未表现出减摩抗磨作用。因此,低温试验条件对PAO基础油和添加剂的摩擦学性能产生显著影响,阻碍了基础油和润滑油添加剂减摩抗磨作用的发挥。