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自补偿添加剂及其修复和摩擦学效应研究

游中流  
【摘要】: 所有机器的运动都是依赖其零件副的相对运动,有相对运动就有磨损,磨损是导致表面损坏、零件失效和材料损耗的主要原因。减少磨损的重要措施之一是润滑,然而传统润滑油只能起减少相对运动表面的磨损、延长其使用寿命的目的,而无在摩擦过程中产生自补偿被磨损表面的能力,因此也就不可能产生零磨损效应和自修复效应。 论文在国家自然科学基金(批准号:59975039)资助下,根据磨损自补偿理论设想,开展了磨损自补偿修复润滑添加剂的研制,以赋予传统润滑油新功能。 论文首先以四球法,对新合成的几种润滑添加剂的单相和双相、三相复配后的摩擦学特性进行了较系统地研究,研究了复配比例和添加量等对其摩擦学性能—减摩、耐磨、承载性能的影响,在此基础上优选了ES12和ESM122两种润滑添加剂,对其进行了较系统的磨损自补偿修复效应及其摩擦学效应研究和对四种成品润滑油的适应性研究,并对摩擦表面的自补偿膜进行了红外光谱分析。 ES12和ESM122润滑添加剂对45~#钢-45~#钢摩擦副和45~#钢-锡青铜摩擦副均能产生负磨损、形成优异的磨损自补偿修复效应,并且具有优异的摩擦学效应:加入N46液压油中时,对于45~#钢-45~#钢摩擦副,其承载能力分别提高了66.7%和88.9%;其摩擦系数分别减少了71.0%、83.9%,其磨合时间分别缩短了80.0%和40.0%;对于45~#钢-锡青铜摩擦副,其承载能力分别提高了87.5%和112.5%,其摩擦系数均减少了86.2%,其磨合时间缩短了66.67%。 ES12和ESM122润滑添加剂对试验的四种成品油具有优异的自补偿效应和承载效应。以含ES12和ESM122的四种成品油润滑45~#钢-45~#钢摩擦副和45~#钢-锡青铜摩擦副时,摩擦副均为负磨损,产生了优异的自 补偿修复效应,并使N32透平油的P。值分别提高了 109.6o和 100.0O, 使蜗轮蜗杆油的P。值都提高了26刀%,使工业齿轮油220的P。值分别提 高了 65刀%禾 73刀%,使 N32机械油的 P。值分另提高了 159.4%禾 170.8%。 红外光谱分析证实:以含 ES12的润滑油润滑的 45咋摩擦表面形成 了聚合酯和铁皂组成的自补偿修复膜,而锡青铜摩擦表面形成了聚合酯 和铜皂组成的自补偿修复膜。以含ESM122的润滑油润滑的45畦和锡青 铜摩擦表面都是形成了聚合酯自补偿修复膜,膜中无铁皂或铜皂。由于 在摩擦过程中自补偿膜不断生成,同时又不断被磨损,当成膜率大于磨 损率后,不仅磨损过程完全在自补偿膜内进行,而且还会出现负磨损现 象,产生自补偿修复效应。


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