轴承钢润滑添加剂分散系统及减磨作用的研究

摘要

轴承润滑的目的主要是减小摩擦功耗、降低磨损率、冷却、防尘、防锈以及吸振，轴承常用的润滑材料是润滑油和润滑脂，随着对润滑要求的提高，目前润滑脂的应用越来越广泛。
　　为提高润滑脂的性能，常常要往润滑脂里加入各种添加剂，添加剂是润滑脂的核心技术之一。随着固体添加剂的超细化发展，由于其表面张力大，在润滑脂生产过程中，容易产生聚集的问题。
　　本论文用自行研制的超声波分散仪，对自制添加有MoS2超细颗粒的钙基润滑脂施加超声波进行超声分散工艺的优化，通过对机械搅拌、润滑脂稠化后的超声处理和润滑脂基础油阶段的超声处理三种分散工艺下的润滑脂图片对比，并进行对材料摩擦系数的测量和MoS2添加剂分散均匀性的表征，最终得出最佳工艺为润滑脂基础油阶段的超声分散。
　　在最佳分散工艺下，分别测量不同超声波分散功率对钙基润滑脂性能的影响。通过对超声波不同功率分散后润滑脂结构的观察、材料摩擦系数的测量、润滑脂粘度的测量及MoS2添加剂分散均匀性的表征，得出结论:在不同的超声波分散功率作用下，摩擦系数随着超声波分散功率的增加而降低;超声波分散功率的变化不会对润滑脂粘度产生影响;MoS2添加剂在润滑脂中的分散均匀性随超声波功率的增加有明显提高。
　　最后结合渗氮轴承钢材料进行磨损表面的观察和分析，在对渗氮轴承钢材料的磨斑情况分析中发现，摩擦形式主要为磨粒磨损，磨斑面积随超声波分散功率的增加呈现出递减的趋势，基体形貌由最初的条纹状分布发展到块状分布，并且面积也是越来越大。经过往复磨损实验发现:轴承钢材料的渗氮层没有被突破，整体元素的峰值变化不大，只是N元素含量有所降低。润滑脂的减损效果随超声波功率的增加有了明显的提高。
　　实验数据表明:该分散工艺简单实用，固体添加剂MoS2在钙基润滑脂中的分散均匀性有明显提高，经过润滑脂基础油阶段的超声波处理后粘度不会发生变化。用于润滑渗氮轴承钢材料，其减磨减损性能有了较大的提高。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 轴承材料及润滑

1．1．2 润滑脂发展现状

1．1．3 润滑脂组成部分

1．1．4 润滑减磨实际应用

1．2 国内外研究现状

1．3 本文研究内容

2 实验装置原理及技术路线

2．1 超声波分散原理

2．2 粘度的测量

2．3 摩擦系数的测量

2．4 图像的观察

2．5 润滑脂的制备

2．5．1 膨润土润滑脂的制备

2．5．2 钙基润滑脂的制备

2．3 实验设计

3 分散系统的制备以及应用

3．1 超声波功率源

3．2 超声波聚能器

3．3 超声波换能器

3．4 匹配电路

3．5 超声波分散仪的初步应用

3．5．1 功率对润滑脂中固体添加剂的影响

3．5．2 时间对润滑脂中固体添加剂的影响

3．5．3 超声波分散仪作用润滑脂的厚度

4 超声波分散工艺的优化

4．1 实验参数的设置

4．2 不同分散工艺下的润滑脂图片

4．3 不同工艺下的摩擦系数

5 不同分散功率对润滑脂性能的影响

5．1 不同分散功率下的润滑脂图像

5．2 不同分散功率下的摩擦系数

5．3 不同分散功率下的粘度变化

6 润滑脂中固体添加剂分散均匀性的表征

6．1 分散因子的表征

6．1．1 不同分散工艺下的分散因子

6．1．2 不同分散功率下的分散因子

6．2 分形维数的表征

6．2．1 不同分散工艺下的分形维数

6．2．2 不同分散功率下的分形维数

7 实际应用实验及分析

7．1 摩擦磨损机理

7．2 磨损材料能谱分析

7．3 材料磨斑分析

8 结论

参考文献

作者简历

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