纳米硫化物添加剂在润滑脂中的微动磨损性能VIP免费

2009年9月石油学报(石油加工)ACTAPETROLEISINICA(PETROLEUMPROCESSINGSECTION)第25卷增刊收稿日期:2009206210基金项目:重庆市教委科研创新团队项目资助通讯联系人:熊云,E2mail:xy0001@vip1sina1com文章编号:100128719(2009)增刊20001205纳米硫化物添加剂在润滑脂中的微动磨损性能熊云,王九,方建华(中国人民解放军后勤工程学院军事油料应用与管理工程系,重庆400016)摘要:考察了纳米硫化物等添加剂在润滑脂中的微动磨损性能,并对微动磨斑表面进行了XPS分析。结果表明,与微米级固体润滑剂石墨相比,这些添加剂能显著降低微动磨损体积,在微动磨损后期还能降低摩擦系数。微动磨斑表面膜含有Cu、Zn、Ni、S、B等元素;从元素的电子结合能大小来看,固体表面膜主要有Cu、FeS、Fe2B及ZnO等物质。含纳米硫化物添加剂的润滑剂能显著降低微动磨损的主要原因在于纳米粒子的化学性质非常活泼,在微动过程中容易与摩擦表面发生化学反应,形成具有保护性的沉积物膜和化学反应膜。关键词:纳米硫化物;微动磨损;润滑脂中图分类号:TQ05014,TG11515文献标识码:AFRETTINGWEARBEHAVIOROFSULFIDENANOPARTICLESINGREASEXIONGYun,WANGJiu,FANGJian2hua(DepartmentofMilitaryOilApplication&ManagementEngineering,LogisticalEngineeringUniversityofPLA,Chongqing400016,China)Abstract:Frettingwearbehaviorofsomesulfidenanoparticlesingreasewasstudied,andthewearscarsurfaceswereanalyzedbyXPSmethod1Theresultsshowedthat,comparedwithmicrongraphite,theexistenceofsulfidenanoparticlescouldevidentlyreducefrettingwearvolume,andcouldreducefrictioncoefficientatthelatterfrettingtime1Cu,Zn,Ni,SandBelementswerefoundinthefilmofwearscar,andaccordingtotheelectronbindingenergy,thefilmofwearscarconsistedofCu,FeS,Fe2BandZnOcompounds1Fromaboveexperiments,itisregardedthattheremarkablefriction2reducingandanti2wearpropertiesofnanoparticleswerecausedbyitschemicalactivity1Duringfrittingthenanoparticlesreactedeasilywiththemetalelementsoffrictionsurfacetoformdepositandchemicalprotectivefilmsonwearsurface1Keywords:sulfidenanoparticles;frettingwear;grease微动磨损是指两固体表面上因出现周期性小振幅振动造成损伤的一种特有的磨损方式。这种磨损会带来缩短机件使用寿命、降低精度和可靠性、增加停机时间和维修费用,甚至在某些情况下可能造成严重后果的危害。从20世纪50～70年代以来,许多研究者从接触材料、表面光洁度、振动频率、振幅、负荷、温度、润滑材料等各个方面对微动过程作了深入研究[1]。近年来,许多研究者又在部件设计、材料、表面处理、润滑方式、工况等方面对如何减小微动磨损的影响做了许多工作。大量研究表明,润滑是防止或减缓微动磨损的有效方法。由于润滑脂润滑和固体润滑在微动磨损中各自具有不同的作用,因此将固体润滑剂分散于润滑脂中,综合两者的长处,能有效防止或减轻微动磨损。纳米粒子优异的抗磨减摩性能使其在微动磨损中具有潜在的应用前景。笔者将具有优良抗磨减摩性能的纳米硫化物作为润滑脂添加剂,在微动磨损条件下考察了其摩擦学性能。1实验部分111硫化物纳米粒子的制备粒子的制备过程和表征见文献[2]。所制备的硫化铜(CuS)、硫化镍(NiS)、硫化锌(ZnS)纳米粒子平均粒径为20nm,硼酸铜(Cu(BO2)2)为4nm左右。试验还选取了微米级的固体润滑剂石墨粉作为比较对象,石墨粉的平均粒径≤30μm的占95%以上。石油学报(石油加工)第25卷112微动磨损试验方法和试验参数试验在DELTAlabNENE22液压伺服微动磨损试验机上进行,装置示意图见图1。图1微动磨损装置示意图摩擦副采用球2平面接触,运动形式为平移。脲基润滑脂中分别加入一定质量分数的纳米硫化物,充分混合后,将其涂抹于平面钢上进行微动磨损试验。试验参数:振幅D=60μm,负荷F=300N,频率f=5Hz,循环次数N=5×104次,试验温度21～25℃,湿度(50±20)%。试验结束后,进行磨斑表面轮廓、SEM及XPS分析。2结果与讨论211纳米硫化物添加剂的微动磨损性能图2分别为5种含质量分数5%的微粒添加剂在脲基润滑脂中微动时的摩...