BN-C-硅油超微/纳米高温润滑胶体及其性能研究

为了制得一种新的超微/纳米复合胶体,基于纳米六方氮化硼对硅油的润滑性改善作用机制以及六方氮化硼(h-BN)和石墨(C)的相似性质,通过将h-BN和C混合后高能球磨,然后真空烧结,最后与硅油混合后重新进行球磨细化,制备出BN-C-硅油复合胶体.探讨了该胶体的结构形态、润滑机制以及摩擦盘表面粗糙度对其润滑性能的影响.研究表明:该胶体在较宽温度范围内具有良好的润滑性,无论在常温还是高温下,该胶体的摩擦因数显著低于BN-硅油胶体和纯硅油;BN-C-硅油胶体的润滑性能受摩擦副粗糙度的影响,粗糙度值越小,胶体的摩擦因数越小.结合汗腺式金属陶瓷烧结体(干摩擦因数为0.25)的结构特点,研究了该复合胶体的应用,结果表明浸渍该胶体后可得到200 ℃下干摩擦因数为0.13的高温自润滑金属陶瓷.     

生物钛合金摩擦界面对人体血液的润滑性能影响试验研究

润滑液的润滑性能与其对摩擦界面的粘附功Wa有关。通过测量不同HCT血液的表面张力γL及其对TA2、TC4、TLM 3种生物钛合金界面在不同粗糙度下的接触角θ,研究生物钛合金表面对血液润滑性能的影响和作用机理。结果表明:血液随HCT的增加,血液润滑剂对3种合金表面的润滑性能有所提高,全血的润滑性能最好;钛合金表面Ra在微米级范围内,表面越粗糙,其表面对血液的润滑性能越好;3种钛合金对血液,TLM的润滑性能最好,TC4次之,TA2最差。     

甘油润滑下CrCN涂层的超低摩擦特性

为开发与CrCN涂层具有良好配伍润滑性能的绿色润滑剂,使用磁控溅射技术在304不锈钢表面沉积CrCN涂层,利用场发射扫描电子显微镜、原子力显微镜、纳米压痕仪、维氏硬度计、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪分别对其表面形貌、涂层厚度、力学性能、物相组成以及元素化学价态进行分析,并借助多功能摩擦磨损试验机评价在甘油润滑下CrCN涂层的摩擦学性能,并与PAO6润滑下结果进行比较。利用磁控溅射技术在不锈钢表面构筑的CrCN涂层表面光滑致密,粗糙度仅为1.01 nm,硬度可达14.39 GPa。对比钢-钢和钢-CrCN体系的摩擦学性能发现,钢-CrCN体系在甘油润滑下展现出优异的润滑性能;当负载为0.5 N时,钢-CrCN体系在甘油润滑下的摩擦因数可低至0.01,大大低于PAO6润滑下的摩擦因数。对磨痕的XPS分析表明,在摩擦过程中,甘油发生摩擦化学反应,在CrCN涂层的接触表面生成一层FeOOH层,甘油分子及其降解产物可能进一步吸附在FeOOH层,形成流体润滑层,有效降低了摩擦和磨损。     

粗糙平面滑块油膜形成能力的研究

实践表明,金属摩擦副的润滑性能有可能通过控制其表面几何形貌而获得大大的改善。本文将平均流量模型应用于分析表面精糙的平面滑块轴承的油膜形成能力,从而成功地阐明了这一机理。     

计入粗糙度的液压缸仿生微织构耦合效应研究

在间隙密封液压缸缸筒的内表面构造仿生菱形微织构,研究计入液压缸摩擦副表面粗糙度与表面微织构对液压缸缸筒内表面摩擦润滑性能的耦合影响。利用等效流量法求解表面微织构与表面粗糙度的耦合效应,同时以液压缸常用材料45钢为试件开展摩擦学试验,并对试验结果和仿真结果进行比较。研究结果表明:液压缸摩擦副的表面粗糙度与表面微织构耦合作用非常明显,合适的表面粗糙度和表面微织构尺寸,可使液压缸缸筒内表面从混合润滑状态转变为流体润滑状态,从而增大缸筒内表面的动压润滑效应;缸筒内表面的菱形微织构形貌存在最优组合,使得液压缸缸筒内表面的摩擦因数最小、润滑性能最好。     

不同类型织构的动压润滑性能评价方法及实验验证

基于雷诺方程建立牛顿流体润滑条件下单一织构表面动压润滑理论模型,求解不同类型织构表面动压润滑性能,计算织构表面偏态和峰值,从偏态和峰值角度分析织构类型对动压润滑性能的影响;开展压裂泵模拟工况下柱塞-密封橡胶摩擦副单元摩擦学实验,研究不同织构类型对柱塞密封副摩擦磨损性能的影响。实验结果验证基于偏态和峰值分析织构类型对动压润滑性能影响的合理性。仿真结果表明,相同条件下,对于不同类型表面织构,表面偏态越小、峰值越大,其动压润滑性能越好;研究的3种织构中,圆形织构表面动压润滑性能最优,其次分别为椭圆织构表面和条形织构表面。与仿真结果类似,实验研究表明,圆形织构润滑减磨性能最优,其次为椭圆织构、条形织构。     

添加剂对7075铝合金润滑性能影响的研究

选用新型的高分子聚合酯GY25、三羟甲基丙烷单酸酯PRIOLUBE2044、PAG合成酯SGL、氯化石蜡P51NR、磷酸烷基酯360P和二烃基五硫化物RC2540作为润滑添加剂,采用MPX-2000销盘式摩擦磨损试验机,研究不同含量的上述6种添加剂对7075铝合金/45#钢摩擦副润滑性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)和能量色散谱(EDS)观察摩擦表面形貌及元素分布。结果表明:在钢/铝摩擦副中,7075铝合金主要表现为黏结磨损;随着添加剂含量的增加,P51NR和360P能显著提高润滑性能,GY25和SGL对润滑性有一定的改善作用,2044的改善效果不明显,而RC2540产生负面影响,增大了铝合金的磨损。     

表面织构对水润滑轴承混合润滑性能的影响

为分析表面织构对水润滑轴承混合润滑性能的影响,基于平均Reynolds方程及JFO空化边界条件建立带有表面织构的水润滑轴承混合润滑模型并数值求解,获得不同织构参数下水润滑轴承的Stribeck曲线。研究结果表明:表面织构是否能改善润滑性能与其深径比及面密度参数密切相关,织构的引入并不一定能降低水润滑轴承的摩擦因数;表面织构的面密度和深径比存在最优值,能使水润滑轴承获得最大的膜厚比与最小的摩擦因数,并在较低的转速下由混合润滑状态进入流体动压润滑状态。     

弹性材料表面织构对摩擦副润滑性能的影响

为了研究弹性材料表面微织构对摩擦副空化现象和润滑特性的影响,建立考虑空化效应的二维弹性织构计算模型,采用流固耦合方法计算润滑流场与材料变形之间的相互作用。对比刚性材料表面微织构,从弹性模量、滑动速度、微织构深度以及织构间距等方面分析弹性材料表面织构对摩擦副润滑性能的影响,通过实验验证模拟结果的准确性。结果表明：弹性织构摩擦副比刚性织构摩擦副摩擦因数更小,润滑性能更好;存在最优织构深度,使得弹性织构摩擦副的摩擦力最小且承载力最大;适当增大滑动速度以及织构间距可以提高弹性摩擦副的润滑性能;随着弹性模量的降低,弹性变形和油膜厚度增加,空化现象更为显著,摩擦副的润滑性能得到提升。     

激光微织构表面脂润滑性能试验研究

采用声光调 Q 二极管泵浦固体光源（DPSS）Nd∶YAG 激光器,在45＃钢试样表面进行激光微织构加工,采用 VYKO-NT1100三维形貌分析仪对微观织构形貌进行测量。以二硫化钼润滑脂为润滑剂,在 MMW-1A 型摩擦磨损试验机上进行微织构试样和光滑试样在不同工况条件下的摩擦性能对比试验。试验结果表明,在一定条件下,面积占有率为14％的微凹腔织构表面的脂润滑性能明显优于未织构光滑表面,且随着微凹腔面积占有率的增大,摩擦因数波动范围变小;凹槽织构表面较未织构光滑表面具有更好的润滑稳定性;在脂润滑条件下,激光微织构表面较未织构光滑表面摩擦因数最大可降低26％。     

Formation and frictional properties of boundary lubricating and surface‐modified layers at elevated temperatures

The influence of heating on the properties of lubricating layers formed on steel by inactive and chemically active lubricant components has been studied by electrical probe methods. Model experiments combining X‐ray photoelectron spectroscopy analysis and measurements of friction and electrical characteristics in static and dynamic point contact have shown the approach to be promising in separate studies of the properties of the physically adsorbed layer (A‐layer) and chemisorbed layer (D‐layer) of deposits. It has been confirmed that D‐layers can be formed on metal surfaces at moderate temperatures (T ∼ 200°C) by both active additives and inactive components of mineral oil. Zinc dialkyldithiophosphate additives provide higher load‐bearing capacity of the A‐layer compared to pure mineral oil and can form D‐layers on steel at relatively low temperatures (of about 100°C). Lubricating layers with different physicomechanical and frictional properties can be formed depending on the chemical origin of the lubricating medium and the temperature regime.     

纳米ZnO粒子对航空润滑油性能的影响

利用机械共混手段,将ZnO纳米粒子加入到航空润滑油中,用自制磨损实验机考察了其对润滑油抗磨性能的影响。结果表明：ZnO纳米粒子能显著提高润滑油的抗磨性能。     

油酰基甘氨酸的制备及作为润滑油添加剂的性能研究

采用油酸酰氯和甘氨酸在碱性溶液中反应制备出N-油酰基甘氨酸。用红外光谱对其主要官能团进行了表征;在四球摩擦磨损试验机上考察了N-油酰基甘氨酸在HVI350矿物基础油中的摩擦磨损性能。结果表明:N-油酰基甘氨酸作为矿物油添加剂表现出很好的抗磨和减摩性能,这可能是N-油酰基甘氨酸的极性基团吸附在钢球的表面,长碳链疏水性的烃基在金属表面形成较厚的保护膜,在高载荷下发生化学反应形成高强度的摩擦化学反应膜所致。此外,N-油酰基甘氨酸还具有良好的防锈性和生物降解性能,是一种环境友好型的多功能润滑添加剂。     

Friction characteristics of inorganic or organic thin coatings on solid surfaces under water lubrication

Water has been considered as an alternative working fluid for hydraulic power systems in order to minimize the consumption of fossil fuels and mineral oils. In spite of the many advantages to this use of water, difficult technical problems remain. The key technology for establishing a water hydraulic system is tribology, because water has a lack of lubricity, and thus some coating is needed to protect the metal surfaces from corrosion and frictional wear when using water as a lubricant. It has already been demonstrated that some Si-containing materials have good lubricity in a water environment. Recently, it has been shown that diamond-like carbon (DLC) coatings also have good lubricity with water. In order to clarify the mechanism by which such materials are lubricated with water, and to develop surface coatings that have good lubricity with water, the friction characteristic of several coated metals were investigated in this study. Coatings of CrN, CrSiN, and two types of DLC were applied on an SUS630 stainless steel flat disk substrate. Additive-free distilled water was used as a lubricating fluid. The friction characteristics of these coatings at different sliding speeds were evaluated using a tribometer with two contact configurations in which stainless steel balls and a flat ring without coatings were used as mating specimens.In addition, the lubrication characteristics of organic hydro-gels such as alginic acid or its metal salt were studied by immobilizing them on the surface, and their effects on the lubrication with water were discussed.     

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。     

表面粗糙度和润滑油黏度对活塞裙-缸套摩擦副润滑性能的影响

以一多缸内燃机为对象,研究表面粗糙度和润滑油黏度对活塞裙-缸套摩擦副润滑性能的影响。建立活塞二阶运动方程与平均Reynolds方程相结合的活塞裙-缸套摩擦副润滑分析模型。活塞二阶运动方程采用Broyden方法求解,应用有限差分法进行活塞裙-缸套摩擦副的润滑分析。结果表明,表面粗糙度对活塞裙-缸套摩擦副润滑性能影响不明显,而随润滑油黏度增加,活塞裙-缸套摩擦副的最小油膜厚度、摩擦力和摩擦功率增加,最大油膜压力在进气和排气行程随润滑油黏度变化比较明显,在其他行程变化较小。     

The tribological behavior of thiophosphates as additives in rapeseed oil

Two kinds of thiophosphate, tri-n-octyl thiophosphate and tri-n-octyl tetrathiophosphate, were synthesized. The tribological behavior of the synthetic compounds and tricresyl phosphate as additives in rapeseed oil for steel-steel frictional pair was investigated with a four-ball machine. The relationship between the additive structure and tribological properties was explored, while the lubrication mechanisms of the additives were investigated as well. Thus the worn surfaces of the steel ball lubricated with the additive-containing rapeseed oil were analyzed by means of X-ray photoelectron spectrometry and scanning electron microscopy, and the elemental compositions and distributions in the worn steel surfaces were observed and determined with an EPMA-810Q electron probe micro-analyzer. It has been found that the synthetic thiophosphates as additives in rapeseed oil at proper concentrations show better tribological properties than tricresyl phosphate. Tribochemical reactions were involved for steel–steel frictional pair lubricated with the rapeseed oil containing thiophosphates, with the formation of a boundary lubricating and protecting film composed of glyceride of rapeseed oil and tribochemical reaction products of the lubricants. This contributes to improve the tribological properties of the rapeseed oil base stock.     

车用传动装置润滑系统的流动仿真

基于一维不可压缩润滑油流动方程，建立了车用传动装置润滑系统润滑油流动的仿真模型。对一台履带式装甲车辆传动装置的润滑系统进行了实例仿真，得到了润滑系统内润滑油的流量分布和压力损失，以及各摩擦表面的供油量。结果表明：采用一维流动模型研究车用传动装置的润滑油流动问题是可行的；当车辆工况一定时，润滑系统内油液的流量和压力均随供油压力的增大而增大，仿真结果与试验值基本吻合；传动润滑系统的流动损失受管路流速、润滑油的粘度、管路接头、弯头的数量等因素的影响。     

油液分析技术在压缩机故障诊断中的应用

为提高设备利用率和预防意外事故的发生,根据大连石化四酮苯车间机组情况制定压缩机润滑油监测方案,采用铁谱分析仪监测油液中的磨粒状况,进而预测和诊断压缩机工作状态。实践证明该方法可有效提高机组总体运行可靠性。     

扇形推力轴瓦润滑性能的数值分析

采用数值分析方法研究了重型机械装备中扇形推力轴瓦的润滑性能问题,计算了单个扇形推力轴瓦瓦面的油膜形状性能、油膜压力和油膜温度的分布规律,以及功率损失和流量等参数。对不同工况下扇形推力轴瓦润滑参数进行计算,可以实现扇形推力轴瓦润滑性能的预报,计算结果可供扇形推力轴瓦设计和润滑性能研究作参考。