層狀磷酸鋯作為鋰基潤(rùn)滑脂添加劑及其與抗氧劑復(fù)配的摩擦學(xué)性能研究.pdf

1、隨著機(jī)械設(shè)備系統(tǒng)的復(fù)雜化與功能多元化的發(fā)展，越來越多的設(shè)備需要在重載、高速、高溫等苛刻條件下運(yùn)行，因此保持工件持久有效的使用備受關(guān)注。在潤(rùn)滑脂中添加固體潤(rùn)滑劑，是有效地減少能量損耗和延長(zhǎng)機(jī)械部件壽命的重要手段。前期四球摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)研究發(fā)現(xiàn)，α-ZrP和Cu-α-ZrP作為固體潤(rùn)滑添加劑的承載力和抗磨性能優(yōu)于經(jīng)典固體潤(rùn)滑劑MoS2。因此本文用高頻線性往復(fù)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)評(píng)價(jià)了α-ZrP和Cu-α-ZrP作為鋰基脂固體潤(rùn)滑添加劑的摩擦學(xué)性能

2、，并分別用四球和往復(fù)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)重點(diǎn)對(duì)α-ZrP復(fù)配抗氧劑2,6-二叔丁基-4-甲基酚（BHT）和二苯胺（DPA）后的潤(rùn)滑性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下：
　　1.在點(diǎn)接觸線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)模式下，通過改變載荷、頻率、溫度、時(shí)間系統(tǒng)地考察了α-ZrP、Cu-α-ZrP作為鋰基脂固體潤(rùn)滑添加劑的摩擦磨損性能。在最優(yōu)添加量5 wt.％下，α-ZrP脂的最高運(yùn)行載荷為600 N，頻率達(dá)到60 Hz；Cu-α-ZrP脂的最高運(yùn)行載荷是

3、500 N，頻率為50 Hz；相同實(shí)驗(yàn)條件下的MoS2脂的運(yùn)行載荷為300 N，頻率上限是50 Hz。α-ZrP在60-100?C寬溫范圍內(nèi)表現(xiàn)出優(yōu)良且穩(wěn)定的減摩、抗磨性能；Cu-α-ZrP則表現(xiàn)出低溫下的減摩和抗磨性能優(yōu)于高溫。在載荷300 N，頻率50 Hz，長(zhǎng)時(shí)間往復(fù)運(yùn)動(dòng)120 min的條件下，α-ZrP脂仍表現(xiàn)出穩(wěn)定的摩擦學(xué)性能。SEM、3D白光干涉儀和EDS對(duì)摩擦副表面的分析表明：α-ZrP脂和Cu-α-ZrP脂的摩擦副表面均

4、有固體膜形成，但α-ZrP脂的磨損表面犁溝更淺更平整。在點(diǎn)接觸線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)模式下，作為固體潤(rùn)滑添加劑，α-ZrP的潤(rùn)滑性能的穩(wěn)定性好于Cu-α-ZrP。
　　2.在鋼-鋼點(diǎn)接觸模式下，分別用四球和往復(fù)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)地研究了抗氧劑BHT和DPA與α-ZrP復(fù)配后的潤(rùn)滑性能。往復(fù)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的結(jié)果表明：1.0 wt.% BHT+5.0 wt.%α-ZrP脂和1.0 wt.% DPA+5.0 wt.%α-ZrP脂的承載力分別達(dá)到6

5、00 N、500 N；體積磨損量比5.0 wt.%α-ZrP脂分別下降了29%和30%，復(fù)配后的抗磨性能有明顯的提升。在運(yùn)行載荷500 N，線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)5 h的條件下，1.0 wt.%BHT+5.0 wt.%α-ZrP脂和1.0 wt.%DPA+5.0 wt.%α-ZrP脂的的摩擦系數(shù)均保持在0.085，小于α-ZrP脂的0.100，下試件體積磨損量（10-4 mm3）依次為4.74、4.83，低于α-ZrP脂的101.02?？寡鮿┑募?/p>

6、入減少了磨損，延長(zhǎng)了α-ZrP脂的壽命。
　　3.四球摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的結(jié)果表明：1.0 wt.%BHT+5.0 wt.%α-ZrP脂和1.0 wt.%DPA+5.0 wt.%α-ZrP脂的抗燒結(jié)負(fù)荷均保持在1960 N，而承載負(fù)荷由1235 N分別下降至784 N和696 N。長(zhǎng)磨失效負(fù)荷由α-ZrP脂的1078 N下降至980 N和882 N?？寡鮿┑募尤胧功?ZrP脂承載力有所下降，但仍保持了其良好的減摩和抗磨能力。SEM、3