金属自修复添加剂抗摩减磨性能研究综述

对金属摩擦磨损自修复的改进研究进行综述,重点分析了金属摩擦磨损的机理并对自修复添加剂的种类、形貌、粒度以及工况(使用时间、相对滑动速度、压力等)对自修复效果的影响进行了归纳。从自修复优化改进的角度指出自修复技术目前存在的不足以及摩擦磨损自修复研究的发展方向及思路。     

摩擦磨损自修复原理及纳米自修复添加剂研究进展

摩擦磨损导致能源浪费和零部件失效,纳米自修复添加剂能够降低摩擦磨损,延长机械的使用寿命,还可在不拆卸的情况下对机械零件表面进行在线修复,实现终身免大修,给传统的维修带来了全新的理念。探讨了摩擦磨损自修复的原理,指出摩擦磨损自修复的原理主要有摩擦自修复、原位摩擦自修复和摩擦自适应修复等。概述了几种纳米自修复添加剂的研究应用现状,包括纳米金属粉末、纳米金属氧化物、纳米硫化物、纳米硼系和稀土类化合物及其它新型纳米材料。     

具有自修复功能的抗磨损设计研究进程

阐述抗磨损自修复的机理、分类和发展现状,指出自修复技术目前存在的不足.对今后的研究方向进行展望,指出摩擦磨损自修复添加剂的发展方向及思路.     

纳米TiO2的磨损自修复特性

为研究纳米TiO2的磨损自修复作用及摩擦条件对修复的影响,将纳米TiO2作为添加剂加入350 SN基础油中,采用HQ-1环决摩擦磨损试验机考察了纳米TiO2对磨损表面的修复作用,在不同载荷、转速、修复时间条件下进行了磨损试验,以质量变化及粗糙度变化来评价添加剂的修复效果.结果表明:纳米TiO2添加剂对磨损表面具有良好的修复作用,修复后表面粗糙度降低了10.26%;其自修复性能受载荷、速度、摩擦时间的影响.     

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。     

硅酸盐粉体作为润滑油添加剂在金属磨损表面成膜机制

在润滑油中添加蛇纹石硅酸盐粉体,采用MM-200摩擦磨损试验机研究了45#钢-45#钢摩擦副磨损表面的自修复陶瓷膜层形成机制,借助SEM及EDAX测试分析自修复陶瓷膜层的表面形貌及表面成分组成。结果表明摩擦能量对硅酸盐添加剂在磨损表面形成自修复膜层有很大的影响:自修复膜层为氧化物陶瓷材料,主要成分来自于硅酸盐添加剂。在低载荷300 N时,摩擦因数减小,硅酸盐添加剂不能转移到磨损表面,不能形成自修复膜层,仅仅起到减磨作用。下试样的失重随磨损时间增加而增加;在试验时间为20 h时,试样失重达到最大值,随后试样的失重反而减小。在载荷为600 N、900 N,试验时间30 h摩擦磨损后,在金属表面形成自修复保护膜,磨损表面比较平整光滑,无明显的片层剥落和犁沟,摩擦发生在自修复陶瓷材料之间,摩擦因数增加。硅酸盐添加剂在机械剪切作用下变形,在金属的磨损表面上铺展,并且在摩擦磨损过程中不断向摩擦表面转移,形成了均匀光滑的自修复膜层。自修复膜层隔离了金属摩擦表面的直接接触,摩擦磨损发生在自修复膜层之间,有效地降低了金属的磨损。     

硅镁型复合纳米添加剂的摩擦学及自修复性能研究

用化学方法制得粒径约为40 nm的硅镁型复合纳米添加剂,分别采用四球摩擦磨损试验机、环-块摩擦磨损试验机和齿轮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.用扫描电子显微镜、粗糙度测定仪以及X射线光电子能谱仪等对摩擦副磨损表面进行了分析,并探讨其修复作用机制.结果表明:制备的硅镁型复合纳米添加剂具有优良自修复性能,可以很好覆盖磨损表面,能显著降低磨损表面的粗糙度.其自修复作用机制是由于硅镁型复合纳米粒子在摩擦表面形成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, 由于这层膜的剪切强度比较低,可以减少摩擦界面的粘着磨损,故表现出良好的减摩抗磨和自修复性能.     

不同纳米添加剂下GCr15/45钢自修复性能研究

利用高精度液压式往复试验机研究了纳米羟基磷酸钙、纳米二氧化钛、纳米氮化钛3种纳米添加剂润滑条件下GCr15/45钢对摩时的摩擦磨损性能,通过扫描电子显微镜和EDX能谱对磨斑进行了微观分析。结果表明:纳米润滑添加剂可以降低摩擦副摩擦因数和材料磨损量,表现出优良的抗磨损性能;3种纳米添加剂具有不同的自修复机制,其中纳米羟基磷酸钙和纳米二氧化钛的修复机制主要为铺展成膜自修复,而纳米氮化钛为铺展成膜自修复和原位摩擦化学自修复并存;纳米氮化钛的自修复效果最佳,纳米二氧化钛的自修复性能最差。     

时间效应对45~#钢-铸铁摩擦副在自修复添加剂作用下摩擦磨损性能的影响

利用MMU-5G型端面摩擦磨损试验机,研究了在自修复添加剂作用下,时间对45#钢-铸铁摩擦副摩擦磨损性能的影响及其机制.验证了45#钢与铸铁匹配时摩擦表面形成自修复膜的能力,研究了铸铁的摩擦磨损性能及自修复膜形成情况,借助SEM和EDS观察分析摩擦表面形貌及成分组成.结果表明:时间效应对45#钢-铸铁摩擦副摩擦磨损性能的影响显著,铸铁试样的磨损失重损失低于45#钢,摩擦磨损时间为10 h时,45#钢试样表面生成自修复膜,而铸铁表面未观察有修复膜的生成,添加剂对铸铁的减摩和耐磨效应显著.     

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。     

加氢精制和异构脱蜡基础油的摩擦学性能和抗氧化性能比较

分别对加氢精制和异构脱蜡方法得到的两种基础油以及在添加剂状态下的摩擦学性能进行了测试，同时对其抗氧化性能进行了分析试验。结果表明，异构脱蜡油对添加剂的溶解性和抗紫外线能力均优异：基础油和复配后的异构脱蜡油的承载能力不如加氢精制油，但抗磨减摩能力相差不大；异构脱蜡油加入SJ汽油机油复合添加剂后抗氧化性能好于加氢精制油，但加入CF4柴油机油复剂后，抗氧化性能不如加氢精制油，因此异构脱蜡油代替加氢精制油还需对添加剂进行重新复配。     

论水溶性润滑添加剂的研究方法

在已知的油溶性润滑添加剂分子中，引入水溶性基团，可以改性成水溶性润滑添加剂，在一个分子中同时包含水溶性、吸附性、疏水性、反应性基团，是合成兼有油性剂和极压剂功能的高效水溶性润滑添加剂的方法。     

润滑添加剂对磁流变液摩擦学性能的影响

以羰基铁粉为悬浮相、硅油为分散相,分别加入石墨、硼酸三丙酯、四硼酸钠和四硼酸钾作为润滑添加剂,采用球磨分散的方法制备磁流变液。用四球摩擦磨损试验机考察4种润滑添加剂在磁流变液中的摩擦磨损性能。采用扫描电子显微镜观察磨损表面形貌,并进行机制分析。结果表明,磁流变液抗磨性能非常差,主要是以三体磨粒磨损为主,加入4种润滑添加剂后均能提高磁流变液的抗磨性能,其中以四硼酸钠的减摩抗磨效果最好,抗磨性能相比提高了57%。     

硼类化合物极压抗磨润滑油添加剂的研究进展

对硼类化合物润滑添加剂的制备、性能和研究现状进行了总结,着重介绍了其摩擦学性能、抗磨减摩作用和摩擦化学机理,特别是渗硼作用、稀土元素对渗硼的催化作用、添加剂问的协同抗磨减摩作用;给出了提高其抗水解性能的方法,如对硼酸盐进行表面修饰、在有机硼酸酯分子中引人钛原子;简单介绍了多功能硼类化合物润滑油添加剂和硼化硫代磷酸酯;指出了硼类添加剂的环境污染效应。     

润滑油添加剂生物毒性的研究

采用发光细菌作为试验生物,对几种典型发动机润滑油添加剂的生物毒性进行了试验研究。该方法为油类污染的生物监测和水生生态毒理学研究提供了新的试验生物模型。试验结果表明，添加剂具有一定的生物毒性且差异很大,其使用范围和比例受到生物毒性指标的限制；润滑油的生物毒性主要取决于其添加剂的生物毒性。这对添加剂的合理使用具有指导意义,亦为研究低生物毒性、环境友好润滑油提供了基础数据.研究中发现，一般润滑油添加剂水融合一组分（WAF）溶液载荷率与其相对发光度呈指数递减关系，并给出了基本经验公式。     

Surface‐capped molybdenum sulphide nanoparticles — a novel type of lubricant additive

Compounds containing molybdenum sulphide are widely employed as friction‐modifying and antioxidant additives in lubricants. However, the synthesis of these types of compound can often be complex and expensive. Tribologically active lubricant additives can be prepared as inorganic nanosized surface‐capped particles, the surfaces being coated with compounds that interact and/or react with the inorganic material. This paper reports on the synthesis and characterisation of surface‐capped molybdenum trisulphide nanoparticles. The synthesis was carried out using a reverse micellar system. The size and composition of the nanoparticles were determined, and their tribological properties as lubricant additives were compared with those of commercially available additives. It was found that the surface‐capped molybdenum sulphide nanoparticles show good friction‐modifying and anti‐scuffing behaviour.     

Insights into the influence of additives on the thermal gradient induced migration of lubricant

Thermo‐capillary migration is a phenomenon that the thermal gradients will drive a liquid to flow from warm to cold regions. It is of great importance to prevent the lubricant migration on rubbing surfaces in the cases where the amount of lubricant is limited. In this paper, four different lubricant additives are incorporated into one base oil, and the effects of additives on the migration behaviour and surface tension coefficient are investigated. The functional mechanisms of additives are discussed. The experimental results demonstrate that the additives have remarkable influences on the migration performance of lubricant. The migration behaviour shows the relation to not only the surface tension coefficient, but also the actions between the additive and substrate. This should be considered in the designing process of an anti‐migration lubricant. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

硼酸盐极压抗磨添加剂发展综述

简要地阐述了硼酸盐极压抗磨添加剂的发展现状和研究动态，对其多种制备方法进行了比较和总结，并重点对其性能和作用机理的研究进行了分析和归纳，展望了其发展前景。     

Lubricant and additive effects on spur gear fatigue life

Spur gear endurance tests were conducted with six lubricants using a single batch of consumable-electrode vacuum melted (CVM) AISI 9310 spur gears. The sixth lubricant was divided further into four batches, each of which had a different additive content. Lubricants tested with a phosphorus-type load carrying additive showed a statistically significant improvement in life over lubricants without this type of additive. The presence of sulphur-type antiwear additives in the lubricant did not appear to affect the surface fatigue life of the gears. No statistical difference in life was produced with those lubricants of different base stocks but with similar viscosity, pressure-viscosity coefficients and antiwear additives. Gears tested with a 0.1 wt % sulphur and 0.1 wt % phosphorus EP additives in the lubricant had reactive films that were 200 to 400 Å (0.8 to 1.6 μin) thick.     

ZWG-2子午胎钢帘线用钢丝湿拉润滑剂的研制

研制了一种ZWG-2子午胎钢帘线用钢丝湿拉润滑剂,详细探讨了添加剂的选择以及配方的确定。应用结果表明,研制的ZWG-2润滑剂具有拉拔速度高、模耗低、使用寿命长、与橡胶粘合好且稳定的特点,并具有优良的润滑、冷却、清洗和防腐性能,完全可以替代进口润滑剂产品以满足生产需要。