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。     

基于流变特性的润滑脂胶体分散体系性能评价

提出一种基于流变特性测试的润滑脂胶体分散体系性能评价方法,可实现润滑脂静态缠结、动态结构强度和结构恢复的系统评价。该方法综合采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和旋转流变仪的黏弹性测试实验探究润滑脂皂纤维结构及其缠结形态变化规律;采用旋转流变仪连续剪切模式下的控制应力实验考察润滑脂胶体分散体系结构强度;借助旋转流变仪振荡模式下的控制应力实验探究润滑脂结构恢复性能。通过对静态热处理后润滑脂样品性能评价的检验,验证了该方法能够较全面反映润滑脂胶体分散体系的性能变化情况。     

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。     

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。     

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。     

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。     

润滑脂流变特性的研究Ⅱ润滑脂在管中的流动

符号说明η─润滑脂的表观粘度; τ_y─润滑脂的屈服值;D─剪切速率;λ,λ_1,λ_2,λ_3,K,K’─参数, β─松驰时间, β_1=λ_1/(2K’λ); λ=(λ_1λ_2λ_3)/(2KT);T─温度;μ─牛顿粘度;M,M_0─转矩;R─毛细管半径;L─毛细管长度;Q─润滑脂流量;P─压力; m─润滑脂的流动性,a,b,n─参数; m= 1/η;ε─膜厚度;τ_w─壁剪应力;τ,τ_0─剪切应力; K_1,K_2,K_3─参数 润滑脂是由基础油和稠化剂形成的胶体结构分散体系,具有胶体的特征,如触变作用、离浆作用和溶胀作用。润滑脂胶体的制备可用分散法和凝聚法,其结构的形成靠皂分子之间的范德华力或氢键,稠化剂形成纤维骨架,基础油分散、吸附、膨化到结构骨架中,常温下润滑脂的相状态呈伪凝胶(或悬浮体),随着温度升高转变为凝胶及溶胶。     

温度对润滑脂圆管流壁滑移特性的影响

为研究温度对润滑脂圆管流壁滑移特性的影响,基于润滑脂剪切流动Herschel-Bulkley(H-B)流变模型、壁滑移Rabinowich-Mooney方程和圆管流理论模型,建立润滑脂圆管流壁滑移速度求解方程,分析壁滑移速度的影响因素及变化规律。利用旋转流变仪粗糙平板测试模块开展25~85℃下润滑脂流变特性研究,得出各温度下润滑脂H-B流变模型的参数。基于润滑脂流变特性研究结果,探究各温度下润滑脂圆管流的壁滑移速度随管径和压力梯度的变化规律,阐明壁滑移效应对润滑脂圆管流的影响规律及机制。结果表明,润滑脂圆管流壁滑移速度随管径、压力梯度的增大而增大,且温度对壁滑移具有较为明显的促进效应。     

润滑脂对膨胀管材料摩擦性能的影响

膨胀管膨胀过程中的摩擦影响到膨胀的难易程度和胀后套管的性能,选择一种合适的润滑介质降低膨胀过程中的摩擦因数对膨胀管技术来说非常重要。使用摩擦模拟实验的方法,研究在二硫化钼锂基脂、铅基润滑脂和没有润滑脂的3种条件下普通N80膨胀管材料的摩擦性能,使用扫描电子显微镜对不同载荷下试样的磨损表面进行分析,并讨论不同润滑条件下的磨损机制。结果表明,润滑脂的加入可以显著降低膨胀过程中膨胀管材料的摩擦因数和磨损量,磨损机制也从原来的磨粒磨损变成黏着磨损,铅基润滑脂由于摩擦因数更低具有最好的润滑效果,可以显著提高膨胀管材料在膨胀过程中的耐磨性能。     

一种中低速轴承润滑脂的拖动特性及其模型研究

利用自行设计的润滑剂弹流拖动力试验台,模拟轴承实际工况对一种复合磺酸钙基脂进行拖动力测试以及拖动曲线的分析,利用传统的Teaarwerk-Jonson(T-J)弹塑性模型和一种四参数指数模型对试验数据进行拟合和回归分析,讨论适用于该复合磺酸钙基脂的拖动特性预测模型。结果表明:该润滑脂在中低速、重轻载下具有优良的润滑特性,其拖动系数随载荷的增大而变大,随滚动速度的增大而减小,拖动曲线的线性区斜率在高速时基本一致;在工况载荷较大时,T-J模型拟合结果存在较大误差,说明其不适合拟合存在明显热效应的拖动曲线;四参数指数模型对整体实验数据的拟合精度较高,可以用来研究这种润滑脂的拖动特性。     

国内外PAO8锂基润滑脂的性能对比分析

开展国产聚α烯烃(PAO)基础油与国外PAO基础油理化性能的对比研究,发现国产PAO8基础油的黏度、黏度指数、倾点、低温动力黏度与国外PAO8基础油相当,模拟蒸馏数据接近,高温蒸发损失更小,旋转氧弹时间更长;国产PAO8润滑脂与国外PAO8润滑脂在低温性能、防腐性能和稠化能力方面相当,且具有相同的流变学性能和纤维结构;较之国外PAO8,国产PAO8应用在滚动轴承润滑脂中具有较好的轴承静音性能和高温抗氧化性,在滚动轴承磨损和轴承寿命方面具有优异表现。     

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。     

扣除壁滑移的润滑脂流变特性检测研究

为了检测扣除壁滑移的润滑脂流变特性及去除粘弹性、触变性等对流变特性测试的影响，研究开发了适宜壁滑移研究的高精度管流流变检测系统，并制定了合理的测试步骤和方法。文中阐述了系统的测试原理、系统组成和测试方法，研究了测试过程中除壁滑移外的影响测试的因素。通过在不同管径中的试验，验证了壁滑移速度和扣除壁滑移后真实流变模型不随管径变化的流变特性。该测试系统既可以测得润滑脂含壁滑移的流变参数，也能为润滑脂集中润滑泵送系统的设计提供测试依据。     

基础油组成对润滑脂抗磨性能的影响

采用液固吸附色谱、红外光谱和X射线荧光光谱对2种润滑脂基础油进行了分离和分析,用SRV摩擦性能实验考察基础油和润滑脂的抗磨性能。实验结果表明,增加基础油的芳烃和硫化物含量能够提高基础油的抗磨性能,基础油的抗磨性与润滑脂的抗磨性具有一致性,可以通过改变基础油的组成来改善润滑脂的抗磨性能。     

基础油对锂基润滑脂流变性的影响

为考察基础油对锂基润滑脂流变性的影响,在稳态剪切流和小幅振荡剪切流下研究不同黏度基础油制备的锂基润滑脂的流变参数。通过分析触变性、屈服应力,表观黏度、储存模量和应变幅度等流变参数,探讨基础油黏度对流变性的影响。结果表明:基础油的黏度越小,锂基润滑脂的黏弹性表现更加显著,破坏其结构所需要的能量越大,其结构更加稳定。     

二维晶体Ti2C的制备及对锂基润滑脂摩擦学性能影响

采用氟化铵和盐酸溶液刻蚀Ti2AlC制备二维晶体Ti2C,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(FESEM)对其物相和结构形貌进行表征。结果表明,Ti2AlC被氟化铵和盐酸溶液完全刻蚀得到纯度较高的Ti2C二维晶体。利用四球摩擦试验机考察Ti2C作为锂基润滑脂添加剂的摩擦学性能,并利用扫描电子显微镜（FESEM）和能谱分析仪（EDS）对钢球磨斑进行表面分析。结果表明,二维晶体Ti2C作为润滑添加剂可明显提高锂基脂的减摩抗磨性能,并在Ti2C质量分数为01%~025%时具有较好的减摩性,在质量分数为025%时具有较好的抗磨性;在摩擦过程中润滑脂中的Ti2C沉积在摩擦副表面,形成具有优异摩擦学性能的润滑保护膜。     

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。     

基于灰色-层次理论的润滑脂综合性能评价

提出基于层次法与灰色关联法相结合的润滑脂综合性能评价方法,该方法采用层次分析法确定润滑脂各评价指标的权重,利用灰色关联法构建出润滑脂的评价模型,通过计算得到润滑脂各关联度的大小预估选用润滑脂的最优方案。通过台架测试证实了该评价方法的有效性,为高效地筛选轴承润滑脂提供了一种新方法。