基础油黏度对锂基脂和聚脲脂流变特性的影响

利用旋转流变仪测试锂基润滑脂和聚脲润滑脂在不同温度和基础油黏度下的流变特性,观察润滑脂的微观结构并计算润滑脂的平台模量,探讨基础油黏度和温度对润滑脂流变特性的影响机理,结果表明：平台模量在一定程度上可以表征同种润滑脂稠化剂纤维的纠缠程度;锂基脂稠化剂纤维纠缠程度、表观黏度、剪切应力和黏弹性随基础油黏度的增大先增大后减小;聚脲润滑脂稠化剂纤维的纠缠程度、表观黏度、剪切应力和黏弹性随基础油黏度的增大而增大;润滑脂的平台模量、表观黏度、剪切应力和黏弹性随着温度的升高而降低。     

基础油对锂基脂安定性的影响

为研究基础油对锂基脂安定性能的影响。在相同酸碱比例、皂份和相同工艺等条件下,采用12-羟基硬脂酸体系稠化相同黏度不同组分的基础油,制备系列通用锂基润滑脂,分析基础油黏度指数、苯胺点和饱和烃含量对锂基润滑脂安定性能的影响。结果表明:随基础油黏度指数、苯胺点和饱和烃含量的升高,锂基脂工作锥入度、抗水喷雾和压力分油增大,而十万次剪切差值和蒸发量减小;基础油黏度指数、苯胺点和饱和烃含量三者与锂基脂安定性能呈现正相关性,与锂皂的溶解性呈现负相关性。     

基于AR 2000ex型流变仪的润滑脂性能研究

不同基质的润滑脂由于其成分的差异,受到剪切后黏度的变化程度不同。利用AR2000ex型流变仪研究3种不同基质的润滑脂在不同工作阶段的流变性能。结果表明,通过控制剪切速率得到特定条件下的流变曲线,可以分析出润滑脂在性能上的差异;锂基润滑脂无论是停止工作时的稳定性,还是工作时受剪切情况下的润滑性能,都优于钙基润滑脂和尿素基润滑脂;润滑脂的流变曲线基本符合Herschel-Bulkley模型,而且润滑脂的触变性表现为影响润滑脂的屈服应力。     

两种润滑脂中基础油提取方法的比较

为研究不同提取方法对锂基润滑脂中基础油提取效果的影响,采用12-羟基硬脂酸体系稠化基础油制备锂基润滑脂,然后采用石油醚提取法和压力分油提取法分别提取制备的润滑脂中的基础油,并分析2种不同方法提取的基础油与原稠化基础油在黏度、族组成、低温性能和组分构成方面的差别。结果表明：2种不同方法提取的基础油的红外谱图与稠化基础油的红外谱图基本一致,族组成和苯胺点也与稠化基础油基本一致;压力分油提取法提取的基础油的黏度、黏指、倾点和蒸发损失与稠化基础油一致;石油醚提取法提取的基础油的黏度与混合基础油中的小黏度基础油基本一致,黏指和倾点与润滑脂稠度相关,蒸发损失略大于原稠化基础油。对于润滑脂的剖析,2种方法结合使用可以得出较为准确的结果。     

机械衰减对锂基润滑脂流变特性的影响

采用万次剪切机对一种锂基润滑脂进行不同剪切次数下的剪切,得到衰减程度不同的锂基润滑脂。采用微牵引力试验机对经过机械衰减的锂基润滑脂进行弹流润滑状态下的摩擦力测试,并计算得到润滑脂的流变特性参数。分析不同温度、不同滚动速度和不同载荷下,衰减程度不同的锂基润滑脂的流变特性。结果表明:锂基润滑脂的剪应力随机械衰减程度的增大而增大,其抗剪切性能随机械衰减程度的增大而下降;锂基润滑脂衰减程度越大,速度增加造成的润滑脂剪应力下降程度越大,载荷增加造成的润滑脂剪应力增大的程度越小,温度升高造成的润滑脂剪应力下降的程度越小,即机械衰减程度越大的锂基脂对温度和载荷变化越不敏感,对速度变化较敏感。     

基础油对膨润土润滑脂流变性能的影响研究

选用5种基础油和季铵盐改性的膨润土制备膨润土润滑脂,通过流变仪对润滑脂进行动态和稳态流变试验,考察基础油对润滑脂触变性、模量等流变性能的影响。试验表明,基础油黏度越大,膨润土润滑脂凝胶体系越稳定;黏度相近的基础油中,环烷基油所制润滑脂的结构强度较石蜡基油的更强。温度对膨润土润滑脂流变性能影响较大,低温时,润滑脂触变环面积、屈服点和流动点储存模量均大于高温时的值,故润滑脂弹性势能低温时较高温时大,随着温度的升高,更容易转变为流动体系。     

润滑脂组成对复合锂基润滑脂微观结构影响的研究

使用高分辨SEM观察锂基润滑脂的微观结构,对不同稠化剂、基础油黏度、添加剂对润滑脂的性能影响从微观结构的角度进行解释。结果表明,皂纤维的长度、粗细和缠绕程度形成的三维结构决定了润滑脂的胶体性能。在同等稠化剂含量下(质量分数12%),二组分癸羟型皂纤维三维结构比二组分硼羟型更为致密,三组分水杨酸型没有形成皂纤维结构,但滴点最高;高黏度基础油制备的润滑脂的皂纤维结构较低黏度基础油制备的润滑脂皂纤维结构疏松。在较少的含量情况下,添加剂的加入不影响皂纤维的大小和形状。     

基础油对膨润土润滑脂流变性能的影响

选用5种基础油和季铵盐改性的膨润土制备膨润土润滑脂,通过流变仪对润滑脂进行动态和稳态流变试验,考察基础油对润滑脂触变性、模量等流变性能的影响。试验表明,基础油黏度越大,膨润土润滑脂凝胶体系越稳定;黏度相近的基础油中,环烷基油所制润滑脂的结构强度较石蜡基油的更强。温度对膨润土润滑脂流变性能影响较大,低温时,润滑脂触变环面积、屈服点和流动点储存模量均大于高温时的值,故润滑脂弹性势能低温时较高温时大,随着温度的升高,更容易转变为流动体系。     

基础油对复合锂基润滑脂微观形貌及流变行为的影响

以聚α烯烃合成油、中间基矿物油和石蜡基矿物油及其按比例复配为基础油制备的复合锂基润滑脂作为研究对象，考察基础油对复合锂基润滑脂基础理化性能、微观形貌和流变性能的影响以及三者之间的关联性。结果表明：复合锂基脂的微观结构与各种性能之间存在一定的对应关系，以聚α烯烃合成油制备的复合锂基脂皂纤维结构规整度和连续性较差，触变性能和黏温性能优越；以中间基矿物油制备的复合锂基脂皂纤维规整度较高，部分纤维紧密缠绕，结构稳定性较强，黏温性能较差；复配合成油和矿物油制备的复合锂基脂皂纤维细长均匀，规整度高，结构稳定性强，具有较好的胶体稳定性和抗剪切能力。     

锂基润滑脂流变性及摩擦学性能相关性研究

以锂基润滑脂为例,通过 R／S 锥板式流变仪和四球摩擦磨损试验机,对其流变性能及摩擦磨损性能进行研究,探讨润滑脂流变性能与摩擦磨损性能的相关性。结果表明：润滑脂表观黏度随剪切速率的增大逐渐减小,随锥板间隙的增大逐渐增大,随温度的升高逐渐下降,最后均趋于稳定值。润滑脂的平均摩擦因数和磨斑直径随速度的增大先增大后减小,随载荷的增大逐渐增大,随温度的升高先增大后减小。润滑脂的流变性能和摩擦磨损性能随速度、载荷、温度变化的趋势大体一致,表明锂基润滑脂流变性能与其摩擦磨损性能有一定的相关性,为进一步研究润滑脂流变性能与使用性能之间的关系打下了基础。     

含纳米微粒锂基脂流变性及影响因素分析

利用NDJ-79旋转黏度计和RS150锥板流变仪测试分析纯锂基脂和含纳米微粒锂基脂的流变性。结果表明:含纳米微粒锂基脂的表观黏度随纳米微粒含量的增加而增大,且加入纳米TiO2后的表观黏度比加入同比例的SiO2的表观黏度要大;纳米微粒含量、皂分含量和温度等因素对含纳米微粒锂基脂表观黏度的影响均显著,并按皂分含量、温度、纳米微粒含量顺序影响依次减弱;纯锂基脂和含纳米微粒锂基脂均存在屈服剪应力,其流变过程表现为塑性流体的特性,流型属于Herschel-Bulkley模型,纳米微粒对流变参数有显著影响,两种脂均存在明显的剪切稀化现象。利用缠结理论和微粒在流场中的取向理论对其流变机制进行探讨。     

滚动轴承润滑脂的噪声特性及低噪声脂的合成

通过研究锂基脂的组成及合成工艺对润滑脂的噪声影响、分析润滑脂的结构,掌握滚动轴承润滑脂的噪声特性,合成低噪声脂。分别采用轴承振动(速度)法和轴承振动(加速度)法对合成的脂进行噪声值测试,并对合成的锂基脂各项理化指标进行测试。采用扫描电镜,通过冷冻复型法分析润滑脂产生噪声的原因。发现以酯类油与环烷基矿物油的混合油做基础油时,合成的锂基脂具有较好的噪声特性。基础油为矿物油时,采用控温慢冷法合成的锂基脂具有较好的噪声特性;基础油为酯类油与矿物油的混合油时,采用自然冷却法合成的锂基脂具有较好的噪声特性。通过综合考察润滑脂结构、滚动轴承振动噪声值及各项理化指标值,确定降噪效果较好的润滑脂组成及制备工艺,合成一种低噪声滚动轴承锂基脂,并对该脂的轴承寿命进行测试。     

含硅油复合锂基润滑脂的制备及性能研究

为改善锂基润滑脂的耐高温性能,以硅油和矿物油为基础油,以12-羟基硬脂酸、己二酸和氢氧化锂为稠化剂的原料,采用一步法制备含硅油耐高温复合锂基润滑脂。通过对其滴点、锥入度、钢网分油等重要参数的表征,研究基础油用量、复合稠化剂比例、皂化温度、皂化时间、最高炼制温度、硅油和矿物油比例等对复合锂基润滑脂性能的影响。结果表明:硅油的加入使得复合锂基润滑脂具有相对较高的滴点、较低的分油量和低蒸发损失,同时适量的硅油还可降低复合锂基润滑脂的摩擦因数。     

含硅油复合锂基润滑脂的制备及制备条件优化

为改善锂基润滑脂的耐高温性能,以硅油和矿物油为基础油,以12-羟基硬脂酸、己二酸和氢氧化锂为稠化剂的原料,采用一步法制备含硅油耐高温复合锂基润滑脂。通过对其滴点、锥入度、钢网分油等重要参数的表征,研究基础油用量、复合稠化剂比例、皂化温度、皂化时间、最高炼制温度、硅油和矿物油比例等对复合锂基润滑脂性能的影响。结果表明：硅油的加入使得复合锂基润滑脂具有相对较高的滴点、较低的分油量和低蒸发损失,同时适量的硅油还可降低复合锂基润滑脂的摩擦因数。     

润滑脂流变特性与小模数齿轮运转性能相关性研究

采用HAAKE RS6000高级旋转流变仪测试7种润滑脂的屈服应力、弹性模量、黏弹性、触变性和剪切时变性,分析润滑脂流变性对小模数齿轮运转性能的影响。结果表明:润滑脂在齿轮间运转过程中,运转电流和降噪性能与润滑脂流变性具有相关性,受流变特性的影响;稠度接近条件下,基础油黏度最高的润滑脂有最高的电流和最低的噪声;稠化剂含量低的润滑脂对齿轮降噪有利,但是并非稠化剂含量越低越好,稠化剂很少时,其黏附性减弱,齿轮运转过程中,润滑脂不易粘附于齿轮而起到降噪减摩效果。     

增黏剂对锂基润滑脂流变性能的影响

制备含有不同种类增黏剂的锂基润滑脂,测试润滑脂的锥入度和相似黏度;采用流变仪通过剪率控制下的稳态流变试验和应变控制下的动态流变试验,研究增黏剂种类对锂基润滑脂流变性的影响。结果发现,加入增黏剂后,锂基脂的弹性模量减小,形变增大,即弹性特征相对减弱,黏性特征相对增强,从而润滑脂更易变形,不易流动,产生的形变更易恢复;在本研究试验条件下,不同增黏剂对基础脂流变性的影响程度不同,聚甲基丙烯酸酯的影响最为显著,小分子量的乙丙共聚物的影响最小。     

润滑介质对织构化表面摩擦学性能影响的实验研究

采用纳秒激光烧蚀技术在铍青铜盘试样表面加工3种不同参数圆形微凹坑织构,选用石油装备中常用的低黏度L-CKD150润滑油和高黏度复合锂基润滑脂为润滑介质,开展不同润滑环境下销-盘摩擦学实验,对比分析L-CKD150润滑油和复合锂基润滑脂对织构表面摩擦磨损性能的影响差异。实验结果表明:2种不同润滑环境下,合理参数织构均可有效提高表面润滑性能、减少摩擦磨损;润滑介质对织构表面摩擦磨损性能的影响差异与接触压力有关,接触压力较低时,L-CKD150润滑油润滑性能优于复合锂基润滑脂,接触压力较高时则复合锂基润滑脂润滑性能更优;相同工况下,相比于L-CKD150润滑油润滑,复合锂基润滑脂润滑时最优织构直径更大。     

静态热处理时间对轮毂轴承用复合锂基润滑脂流变特性的影响

为研究轮毂轴承工作过程中的热效应对复合锂基润滑脂流变性能的影响,采用静态热处理方式模拟轮毂轴承内复合锂基润滑脂的受热情况。在150℃下对润滑脂进行不同时间的热处理,并采用旋转流变仪研究各样品的流变特性变化规律。研究结果表明:短时间的静态加热处理后,复合锂基润滑脂胶体分散体系发生物理变化;皂纤维缠结程度先降低然后呈逐渐增加的趋势,出现了一定程度的固化;触变性分析表明复合锂基润滑脂的结构恢复性能随加热时间的延长而逐渐减弱。     

静态热老化对润滑脂皂纤维缠结及恢复性能的影响

采用静态热老化方法模拟锂基润滑脂承在极限使用温度(150℃)下的热老化行为,利用流变学手段探究老化时间对润滑脂皂纤维缠结程度、剪切性能以及结构恢复性能的影响规律。研究结果表明:润滑脂在极限工作温度下热老化后,皂纤维缠结程度出现了先减小后增加的趋势,连续剪切下的表观黏度展现出相似的规律;相较于新润滑脂样品,热老化后的润滑脂样品出现了硬化,使得润滑脂样品的恢复性能逐渐变差。     

复合铝-锂基润滑脂的制备及性能研究

为提高复合铝基润滑脂的综合性能,采用矿物油(KN4010)为基础油,以12-羟基硬脂酸、硬脂酸、苯甲酸、氢氧化锂、异丙醇铝为稠化剂原料,制备一系列复合铝-锂基润滑脂。通过对其滴点、锥入度、钢网分油与摩擦因数等重要参数的表征,研究基础油含量与铝锂比例对复合铝-锂基润滑脂性能的影响。结果表明:铝锂比例为3∶1时制备的复合铝-锂基润滑脂具有较高的滴点、极低的钢网分油量与较低的蒸发损失,同时摩擦因数与磨斑直径均明显低于复合铝基润滑脂。复合铝-锂基润滑脂中Al、Li元素可能在减磨过程中起到共同作用,从而使摩擦因数与磨斑直径均明显低于复合铝基润滑脂。