纳米微粒在板带钢冷轧用轧制液中的应用

通过复配与筛选合适的基础油,选择相应表面活性剂、防锈剂、消泡剂等添加剂,并在超声波作用下添加平均粒径为20nm、经油酸修饰的纳米Fe_3O_4微粒,研制出适用于板带钢冷轧所需的新型轧制液;在MRS-10A四球摩擦磨损试验机上考察了轧制液对钢。钢摩擦副摩擦磨损性能的影响,采用光学显微镜观察了磨损表面形貌。利用二辊冷轧试验机进行了轧制液润滑下的板带钢冷轧试验,并与传统轧制液进行对比。结果表明,由于纳米微粒的使用,轧制液能更好地改善钢-钢摩擦副的抗磨性能、降低摩擦系数;同时还表现出良好的板带钢冷轧润滑效果,可明显降低带钢轧制过程中的轧制压力、轧机功率等轧制力能参数,并能有效改善轧制带钢板面质量。     

纳米Cu对带钢冷轧乳化液极压性能与轧制润滑效果的影响

 将油溶性纳米 Cu（n-Cu）微粒作为添加剂用于板带钢冷轧乳化液中,考察了其对乳化液极压性能和摩擦学性能的影响,在 JC2000C1润湿角测试仪上测定了乳化液在带钢表面的润湿性能,并在四辊冷轧试验机上进行了乳化液润滑下的板带钢冷轧试验。结果表明,在板带钢冷轧乳化液中添加0.06%质量分数的 n-Cu 后,能更好地改善乳化液的极压抗磨性能、降低钢/钢摩擦系数;提高乳化液在带钢表面流动润湿性能的同时,还表现出良好的板带钢冷轧润滑效果,可明显降低板带钢最小可轧厚度,并可以改善轧制带钢板形和表面质量。     

纳米TiO2对铜板带轧制乳化液摩擦学性能的影响

通过四球摩擦磨损试验和铜板带冷轧试验,对含纳米TiO 2添加剂的冷轧乳化液和未添加纳米添加剂的传统乳化液的摩擦学性能进行对比试验。结果表明：含纳米TiO2添加剂的轧制乳化液与传统轧制乳化液相比,减摩性能和极压性能均有所改善;在铜板带冷轧过程中,采用含纳米TiO2添加剂的轧制乳化液进行润滑可有效降低轧制压力和提高极限压下率,并且能及时修复轧后铜板带表面缺陷,提高表面质量。     

环保型润滑添加剂对冷轧板带钢轧制液润滑性能的影响

 利用正交试验设计分析了乳化剂质量分数、植物油质量分数、润滑添加剂种类对冷轧轧制液稳定性的影响。考察了环保型润滑添加剂钼氨络合物、水基钼化合物、含氮硼酸酯对轧制液摩擦学性能和轧制润滑性能的影响。结果表明,影响轧制液稳定性因素按效果大小排列的顺序为植物油质量分数、乳化剂质量分数、润滑添加剂种类;轧制液中添加质量分数2%的含氮硼酸酯后,能更好地改善其摩擦学性能,与添加了传统润滑添加剂的轧制液相比,油膜强度(P_B)提高了13%,摩擦系数降低了13%~17%,磨斑直径降低了10%~15%,摩擦系数随时间的延长呈降低趋势并趋于稳定;同时表现出优异的冷轧润滑效果,平均轧制力降低了14%~19%,带钢最小可轧厚度得到降低,轧制过程的摩擦系数降低了19%~25%,轧后板带钢表面质量得到明显提高。     

油溶性纳米Cu作为润滑油添加剂在钢-铜摩擦体系中的摩擦学性能

实验室制备了油溶性纳米Cu润滑油添加剂，将其以1％的质量分数分散于SJ15W／40润滑油中，并以不加该剂的SJ15W／40润滑油作为参比油，采用端面试验机考察其在钢一铜摩擦副体系中的摩擦磨损行为。结果表明，在试验所选定的摩擦时间、载荷、转速条件下，添加了油溶性纳米Cu的润滑体系的摩擦系数和磨损体积都小于参比油，具有优异的减摩抗磨性能。表面分析结果表明，油溶性纳米Cu添加剂能够降低摩擦表面的显微硬度，并显著改善磨损表面的形貌。在摩擦过程中，油溶性纳米Cu添加剂在摩擦面会形成低剪切的膜层，降低摩擦副间的横向剪切力并补偿了磨损，同时在一定程度上修复了磨损表面，表现出低摩擦、低磨损及改善磨损面形貌的性能特征。     

脲基脂润滑下钢材料的微动磨损

采用微动摩擦磨损试验机进行了脲基脂润滑下的GCr15钢/45号钢摩擦副微动试验.采用激光三维共焦显微镜、EDX元素分析等方法研究了脲基脂润滑减缓钢表面微动磨损的机理.结果表明,在微动完全滑移区,脲基脂润滑下的钢-钢摩擦系数和钢表面磨损远低于干摩擦下的值,且磨损主要发生在微动早期阶段.在微动试验初期,脲基脂因微动自清洗作用被排出钢-钢接触界面,高摩擦力致使接触界面形成磨坑和白层;此后接触界面周围的脂剪切分油,且分出的油浸入到磨坑中形成混合润滑状态,摩擦系数降低到较低的稳态值;NLGI 00脲基脂比NLGI 2脲基脂更好的抗微动磨损性能归因于其更大的分油量.同时,接触界面周围的脂和磨坑表面的油减少了空气与摩擦表面的接触,使接触界面氧化腐蚀得以降低;磨坑表面高硬度白层因稳态低摩擦力而持续存在,有益于减缓微动磨损.     

含纳米ZnO水基轧制液的摩擦学性能研究

过分散剂、极压剂、防锈剂的复配,将纳米ZnO均匀分散在水基轧制液中,并由正交实验研究纳米粒子含量、分散温度、分散时间对水基轧制功能液摩擦学性能的影响,评选出最佳条件。结果表明：在纳米ZnO质量分数为0.4%、加热温度为60 ℃、搅拌时间为10 min时,所配制的水基轧制功能液的摩擦学性能最佳。通过摩擦学分析和冷轧润滑实验,进一步验证了采用最佳条件时所得轧制液具有优异的润滑性能。同时,通过对轧后带钢表面的形态和元素进行分析后,认为纳米粒子的润滑作用机理为：纳米粒子与添加剂相互结合,形成极压润滑膜,且可填充在缺陷部位,降低带钢表面粗糙度,提高表面质量。     

全合成水基轧制液铝板表面润滑性能测试方法与现场相关性研究

正确地评价润滑介质对轧制过程中摩擦磨损性能的影响,对确定符合使用要求的轧制液最优参数具有重要的指导作用。文章利用往复式摩擦磨损试验机,设计和现场对应的试验参数,通过钢球对铝板表面进行往复摩擦,模拟现场轧制工艺。更适合于评价轧制过程中水基轧制液在铝板表面的润滑性能,反映轧制液在轧制过程中和铝板表面的摩擦系数的变化,对现场轧制润滑性能的评价起到了指导作用。     

SiO_2/CuO复合纳米粒子添加剂的摩擦学和自修复性能研究

采用化学方法制备了SiO2/CuO复合纳米粒子,分别采用四球摩擦磨损试验机和环-块摩擦磨损试验机考察了其作为矿物油添加剂的抗磨减摩性能及对磨损表面的修复作用。用PHI-5702型多功能X-射线光电子能谱仪表征钢球磨斑所存在的元素及其价态;用Quant200型扫描电子显微镜(SEM)和GENESIS型X-射线能谱仪(EDX)观察分析试块磨痕形貌和元素组成。并探讨了复合纳米粒子添加剂的润滑作用机理。结果表明,复合纳米微粒添加剂在摩擦过程中由于压应力的作用而沉积于磨损表面微观缺陷区域,从而对磨损表面起到良好的修复作用。另外,SiO2/CuO复合纳米微粒添加剂可在摩擦副接触表面吸附、沉积,并在接触区的高温高压下熔融铺展,形成低剪切强度的表面膜,从而减轻摩擦界面的粘着磨损,表现出良好的减摩抗磨性能。     

SiO2/CuO复合纳米粒子添加剂的摩擦学和自修复性能研究

采用化学方法制备了SiO2／CuO复合纳米粒子,分别采用四球摩擦磨损试验机和环一块摩擦磨损试验机考察了其作为矿物油添加剂的抗磨减摩性能及对磨损表面的修复作用。用PHI-5702型多功能X-射线光电子能谱仪表征钢球磨斑所存在的元素及其价态;用Quant200型扫描电子显微镜（SEM）和GENESIS型X-射线能谱仪（EDx）观察分析试块磨痕形貌和元素组成。并探讨了复合纳米粒子添加剂的润滑作用机理。结果表明,复合纳米微粒添加剂在摩擦过程中由于压应力的作用而沉积于磨损表面微观缺陷区域,从而对磨损表面起到良好的修复作用。另外,SiO2／CuO复合纳米微粒添加剂可在摩擦副接触表面吸附、沉积,并在接触区的高温高压下熔融铺展,形成低剪切强度的表面膜,从而减轻摩擦界面的粘着磨损,表现出良好的减摩抗磨性能。     

Research on Lubrication Behaviors and Mechanism of Nano-Copper Used in Emulsions for Strip Cold Rolling

In this paper,nano-Cu particles with an average size of smaller than 20 nm were dispersed under ultrasonic agitation in emulsions for cold rolling of steel strips.The tribological properties of the cold rolling emulsion doped with nano-Cu particles were evaluated by using a four-ball machine,and the worn surfaces of the steel balls were checked by an optical microscope.A JC2000C1 wetting angle tester was also applied to study the variation in the emulsion’s wetting performance when nano-Cu particles were incorporated.Furthermore,the lubricity of the emulsion doped with nano-Cu for steel strip cold rolling was evaluated on a four-high rolling mill for comparison with the emulsion without using nano-Cu particles.Test results indicated that nano-Cu particles as the additive used in cold rolling emulsion were able to improve the wetting property,friction-reducing,anti-wear,and extreme pressure performance of the base stock significantly.At the same time,nano-Cu particles also showed good lubricity to the cold-rolled steel strips.Namely,the cold-rolled steel strips under the lubrication of the cold rolling emulsion containing nano-Cu particles had considerably decreased the after-rolling thickness and achieved excellent surface quality as well.Finally,the lubrication mechanism of nano-Cu particles in the emulsion for cold rolling of steel strips was discussed.     

环保型冷轧硅钢乳化液的研制及其摩擦学性能研究

采用环保型基础油和添加剂研制一种环保型高润滑性能冷轧硅钢乳化液,对其摩擦学性能和润滑性能进行考察,并与KD型商用乳化液的性能进行对比。结果表明,与KD型商用乳化液相比,环保型乳化液的摩擦学性能明显提高,环保型乳化液润滑下的冷轧硅钢板的最小可轧厚度降低了13.3%,轧后板形及硅钢表面质量也更为理想,同时,环保型乳化液还具有良好的退火清净性。综合分析可知,环保型乳化液更适合在高速冷轧硅钢生产中使用。     

乳化液中铁粉对轧后硅钢表面质量的影响

通过MRS-10A四球摩擦磨损试验机和MM-W1A立式万能摩擦磨损试验机对含有铁粉的KD-1乳化液以及新制备的相同体积浓度的KD-2乳化液进行摩擦学性能测试,采用LMS-30激光衍射散射式粒度分布测定仪测量KD-1乳化液中铁粉的粒径,最终通过四辊冷轧试验机检验乳化液中的铁粉颗粒对轧后硅钢表面质量的影响。结果表明：在含有铁粉颗粒的KD-1乳化液润滑下,钢球的磨斑痕迹较深、磨斑直径较大;KD-1乳化液的平均摩擦因数为0.100 7,比KD-2乳化液高22.34%,硅钢试样表面磨损量也比KD-2高出35%; KD-1乳化液润滑下冷轧硅钢板的轧后表面有明显的微裂纹及犁削缺陷。在高速冷连轧生产过程中,乳化液中铁粉质量分数应小于150 μg/g,铁粉粒径应低于3 μm,当铁粉含量过高时,可通过磁性过滤器或撇油方法来降低铁粉含量。     

不锈钢冷轧油的研究

研制的不锈钢冷轧油具有适宜的润滑性能和良好的轧制加工性能。     

二聚酸的合成及其对喷气燃料润滑性的影响

以油酸为原料合成了二聚酸,利用红外光谱仪分析其结构,并采用高频往复试验机(HFRR) 和球柱润滑性评定仪(BOCLE)分别考察了二聚酸在喷气燃料中的摩擦学性能以及与环烷酸型抗磨剂(T1602)的复配效果,采用SEM扫描电镜及EDS能谱分析试验球片。结果表明,所合成二聚酸具有一定的抗磨效果,二聚酸添加质量分数为80 μg/g时,磨斑直径能够达到500 μm以内;二聚酸添加质量分数在15~20 μg/g范围内即可满足喷气燃料对润滑性的要求;二聚酸与T1602复配后,在二聚酸添加质量分数40 μg/g以内时对喷气燃料的润滑性提高不明显,可能由于添加剂在摩擦副表面间存在竞争吸附的原因。二聚酸在摩擦副金属表面发生了化学吸附,形成了具有较好润滑作用的含氧化学保护膜,起到了抗磨效果,同时还伴随着腐蚀效应。     

离子液体修饰纳米四氧化三铁作添加剂对硅基润滑脂摩擦学性能的影响

分别用3种不同的咪唑六氟磷酸盐离子液体修饰纳米Fe3O4颗粒作添加剂,制备了不同的硅基润滑脂,用GEST-121型体积表面电阻率仪测定润滑脂的体积电阻率,MTF-R4000型往复摩擦磨损试验机考察了硅基润滑脂的摩擦学性能,通过扫描电子显微镜（SEM）观察了磨痕表面形貌。结果表明：离子液体修饰后的纳米Fe3O4能够进一步提高润滑脂的摩擦学性能,降低体积电阻。其优异的摩擦学性能和低电阻特性归结于纳米Fe3O4粒子与离子液体极性的相互作用。     

Tribological Performance of Two Potential Environmentally Friendly Ashless Vegetable Oil Additives

Two potential novel environmentally friendly ashless vegetable oil additives, 2-mercaptobenzothiazole derivatives, di-n-dodecyl-[2-(2-benzothiazolyl)thio]ethylborane (LBN) and di-n-dodecylthio-[2-(2-benzothiazolyl) thio]ethylborane (LBNS), were synthesized and their tribological performance as additives in rapeseed oil (RSO) was evaluated using a four-ball wear tester. Their anti-corrosive properties and thermal stability were also examined. The worn surface of the steel ball was analyzed by means of scanning electron microscopy (SEM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The results showed that 2-mercaptobenzothiazole derivatives exhibited excellent anti-corrosive property and high thermal stability. Moreover, they both had good load-carrying capacities and anti-wear and friction-reducing properties. The PB values of samples decreased in the following order: LBNS> LBN>RSO. The results of XPS examination illustrated that the excellent tribological behavior of the prepared compounds used as additives in RSO was attributed to the formation of a protective lubrication film on the worn surface, which consisted of an adsorption layer and a reaction layer containing Fe3O4, FeS, Fe2(SO4)3, FeB, and organic nitrogen-containing compounds.     

聚苯胺-Mn3O4复合物的制备及其防腐性能研究

在Mn3O4纳米粒子存在的情况下,以苯胺为原料,以过硫酸铵为氧化剂,用化学氧化法合成聚苯胺（PANI）与Mn3O4的复合物（PMC）,并经氨水去杂得到本征态的PMC。用XRD、IR对产物进行表征。将涂有含PANI和PMC漆的钢试样浸泡于3.5% NaCl溶液和1.0 mol/L 盐酸溶液中,通过漆膜的开路电位和塔菲尔曲线来评价漆膜的防腐性能。结果表明：Mn3O4纳米粒子与PANI之间存在强烈的相互作用;Mn3O4对PMC中PANI分子链的结晶产生影响;含PMC漆膜试样的抗腐蚀能力比含PANI漆膜试样的强,腐蚀电流最小,而清漆试样的腐蚀电流最大。     

原位悬浮聚合制备氧化钇-聚苯乙烯杂化材料

用原位悬浮聚合法制备了含Y2O3纳米粒子的聚苯乙烯(PS)(Y2O3-PS)杂化材料,考察了引发剂过氧化二苯甲酰(BPO)用量、Y2O3用量及表面修饰剂钛酸酯偶联剂含量等对Y2O3-PS杂化材料结构性能的影响。实验结果表明,Y2O3纳米粒子均匀地分散在PS基体中,在固定Y2O3和苯乙烯用量的情况下,Y2O3-PS杂化材料中Y2O3的实际含量随BPO用量的增加先增加后降低;在苯乙烯用量不变的情况下,Y2O3-PS杂化材料中Y2O3纳米粒子的包覆率随聚合初期Y2O3纳米粒子用量的增加而降低;在固定苯乙烯用量、改变BPO用量的情况下,钛酸酯偶联剂的含量对Y2O3-PS杂化材料中Y2O3纳米粒子的实际含量的影响很大。