论文总字数：20582字

摘 要

根据微纳米润滑自修复剂的发展趋势，针对传统润滑添加剂所存在的问题，本文提出了超细金属/蛇纹石复合润滑油添加剂的开发思路。采用高速剪切和颗粒表面修饰相结合的分散方式来制备含超细金属/蛇纹石的液压油，系统研究了分散剂的种类，添加量，高速剪切时间，高速剪切速度对粉体在液压油中分散的影响。在此基础上，研究超细镍粉与蛇纹石粉体的配比和添加量对液压油的摩擦学性能的影响规律，从而制备出具有良好抗磨减摩性能和实用价值的含超细金属/蛇纹石自修复液压油。论文获得如下主要结论：

（1） 选用硅烷偶联剂KH560分散剂，硅烷偶联剂KH560和甲基硅油二次包覆分散，实验结果表明，在加入6%不同分散剂后，超细镍粉在润滑油中的稳定性得到一定的改善，在加入KH560后摩擦学性能效果最佳，平均摩擦系数由0.0699降低到0.0562。

（2） 超细镍粉最佳分散工艺为：KH560添加量为6wt.%高速剪切转速为3000rpm，时间为20min。

（3） 研究发现：加入超细镍粉有利于改善液压油的摩擦学性能，当镍粉加入量0.5wt%时，液压油的摩擦系数和磨斑直径均最小，分别为0.0562和0.47mm， 较未添加的液压油摩擦系数和磨斑直径分别降低了39.2%和11.3%。

（4） 研究发现：Ni和蛇纹石配比为3：1，粉体总添加量为0.3wt.%时，摩擦系数和磨斑直径分别为0.0602和0.44mm，较未添加的液压油分别降低了34.9%和17.0%。

关键词：液压油 超细镍粉 蛇纹石 分散稳定性 摩擦学性能

Study on the Preparation and Property of Ultrafine Metal/Serpentine Self-repairing Hydraulic Oil

Abstract

According to the development trend of micro-nano self-repair lubrication oil , and aiming at the conventional lubricant additives the problems, the idea of the ultrafine metal / lubricant additives serpentine complex had been presented in this paper . By adopting the combination of high speed cutting and particle surface modification scattered way for preparing the hydraulic oil with ultrafine metal/ serpentine, we studied on the kind of the dispersing agent, the addition amount of time to high shear, high shear rate of the hydraulic powder dispersed in oil impact. On this basis, we discussed the ratio of the amount of ultrafine nickel powder and the influence of serpentine powder on tribological properties of hydraulic oil, thereby preparing friction properties and good wear practical value containing super fine metal / serpentine self-repairing hydraulic oil. Paper obtained the following conclusions:

1. We had selected a silane coupling agent KH560 dispersant, a silane coupling agent KH560

and simethicone secondary coating and dispersion, the dispersion results showed that after having added 6% of different dispersants, ultrafine nickel powder in lubricating oil the stability of some improvement in tribological properties after adding KH560 best, average friction coefficient was 0.0699 down to 0.0562.

(2) The optimal dispersion process of ultrafine nickel powder:KH560 dosage 6wt% high shear speed of 3000rpm, time

was 20min.

(3) The study found that: Having added ultrafine nickel powder help to improve the tribological

properties of the hydraulic fluid, when the nickel powder added 0.5wt%, the coefficient of friction and wear hydraulic oil spot diameter were minimal, as the 0.0562 and 0.47mm, respectively, than those without having added hydraulic oil the coefficient of friction and wear scar diameter decreased by 39.2% and 11.3%.

(4) The study found that: When Ni and serpentine ratio of 3: 1 and the total addition amount of

powder was 0.3wt%, the friction coefficient and wear scar diameters of 0.0602 and 0.44mm,

compared with hydraulic fluid without added powder, respectively decreased 34.9% and 17.0%.

Keywords: hydraulic oil, ultrafine nickel powder, serpentine, dispersion stability, tribological properties

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 i

第一章 文献综述 1

1.1液压油简介 1

1.1.1 液压油的种类 1

1.1.2 黏度 1

1.1.3 液压油起泡原因的实验分析 2

1.1.4液压油应满足的要求 2

1.2液压油使用注意事项 3

1.2.1使用液压油 3

1.2.2液压油的管理 3

1.3液力传动油的应用和发展 4

1.3.1液压油的发展历史 4

1.3.2液力传动油的性能特点 4

1.3.3液压油在各行业中的应用情况 4

1.4我国磨损自修复材料的研究进展 5

1.4.1摩擦与磨损是机械运动中普遍存在的一种现象 5

1.4.2摩擦磨损自修复材料的分类 5

1.4.3解决金属抗磨、减摩及自修复的主要技术途径 6

1.5 润滑油添加剂 6

1.5.1含超细粉体润滑油添加剂种类 6

1.5.2超细粉体润滑油添加剂的自修复机理 7

1.6超细金属粉体制备及分散研究现状 7

1.6.1 超细金属粉体概述 7

1.6.2超细金属粉末的用途 8

1.6.3超细金属颗粒的特性 8

1.6.4超细金属粉体制备方法 8

1.7超细蛇纹石粉 9

第二章 研究目的、内容及方法 10

2.1 研究目的 10

2.2 研究内容 10

2.3 研究方法 10

2.3.1 超细镍粉的分散 10

2.3.2 含超细粉体液压油的配制方法 10

2.3.3 超细粉体摩擦学性能的研究 10

第三章 实验结果与分析 14

3.1 高速剪切分散工艺及其对含超细镍粉润滑油摩擦学性能影响 14

3.1.1 分散剂对含超细镍粉润滑油性能的影响 14

3.1.2 高速剪切转速对含超细镍粉润滑油性能的影响 14

3.1.3 高速剪切时间对含超细镍粉润滑油性能的影响 15

3.1.4 分散剂的添加量对含超细镍粉润滑油性能的影响 16

3.1.5 镍粉的添加量对含超细镍粉润滑油性能的影响 16

3.2超细金属粉体与蛇纹石复合对液压油摩擦学性能的影响 17

3.2.1不同的粉体配比对液压油摩擦学性能的影响 17

3.2.2 粉体总添加量对液压油摩擦学性能的影响 19

第四章 结论与展望 21

4.1 结论 21

4.2 展望 21

参考文献 22

致 谢 24

第一章 文献综述

1.1液压油简介

液压油是在工业润滑油中使用最多的一类，约占了工业油的一半以上。据统计资料表明，液压系统出现的各类故障中有 60%~70%与液压油有关, 液压油是液压系统传递动力和信号的工作介质。同时，它还起到润滑、冷却和防锈的作用。液压系统能否可靠地、有效地工作，主要取决于系统中所用的液压油。液压油就是利用液体压力能的液压系统使用的液压介质,在液压系统中起着能量传递、系统润滑、防腐、防锈、冷却等作用。对于液压油来说，首先应满足液压装置在工作温度下与启动温度下对液体粘度的要求，由于油的粘度变化直接与液压动作、传递效率和传递精度有关，还要求油的粘温性能和剪切安定性应满足不同用途所提出的各种需求。液压油的种类繁多，分类方法各有不同，习惯以用途进行分类，也有根据油品类型、化学组分或可燃性分类的。这些分类方法只反映了油品的挣注，但缺乏系统性，也难以了解油品间的相互关系和发展^[1]。

1.1.1 液压油的种类

根据润滑油的加工方法，可以分为合成液压油(合成烃液压油、抗燃液压油、清净液压油、可生物降解液压油)和矿物油型液压油两种。合成油主要采用人工合成的方法制备，具有一定的化学结构和预定的物理化学性质，包括聚酯、聚醚和合成烃等。合成油具有很良好的高低温性能、润滑性和稳定性，但是成本高，且可能与部分密封材料不兼容。目前，工程机械的液压系统普遍使用的是矿物油型液压油，通过将原油提炼和精制后加入适量的添加剂调和而成。这类液压油成本相对较低，通过添加剂的改进，某些性能可以达到合成油的指标^[2]。根据 ISO 标准对液压油的分类，目前用量最大的工程机械液压油主要为 HM抗磨液压油和 HV 低温液压油。HM 抗磨液压油按照GB 11118. 1 的规定分为普通和高压两种，分别适用于工作压力小于和大于 14 MPa 的液压系统。根据抗磨添加剂的种类和含量，又可以进一步分为含锌型( 或称有灰型) 和无灰型抗磨液压油，其氧化安定性、抗磨性和适用范围有所不同。液压油的研制是液压技术进步的一个重要因素，对提高液压设备的性能和液压元件的使用寿命起着一定作用^[3]。

1.1.2 黏度

选择液压油时，首要考虑选择合适的黏度。无论液压油其他方面的性能如何优异，只要黏度选择不当，液压系统的工作效率和液压元件的寿命都会受到影响。最佳黏度范围通常由液压泵厂家推荐值。实际应用时，需根据工程机械液压系统的工作温度和环境温度，保证系统在正常工作温度运行时，液压油的黏度在最佳黏度范围以内^[4]。黏度是液压油（液）划分牌号的依据。 液压油（液）属于工业液体润滑剂的（H）组，其黏度分类按 GB/T 3141-1994《工业液体润滑剂 ISO 黏度分类》进行。 此分类法系等效采用 ISO 3448-1992 编制的。标称黏度等级用40℃时的运动黏度中心值表示，单位为mm²/s，并以此表示液压油（液）的牌号。对于某一黏度等级， 其黏度范围距中心值的允许偏差为±10%，相邻黏度等级间的中心黏度值相差50%。液压油（液）常用的黏度等级，或称牌号，为10号至100号，主要集中在15号至68号。

1.1.3 液压油起泡原因的实验分析

实验室对使用中出现故障的L-HM100抗磨液压油新油所做的抗泡性能测试结果不合格这一情况来看，该油品在出厂时可能没有进行该项目实验，所以厂家不知道这批液压油有没有消泡性能。而在发射光谱实验结果中也明显看到其与实验室的准新油即在实践中证明合用的L-HM100抗磨液压油的抗磨添加剂浓度水平比较接近，而具有消泡能力的二甲基硅油抗泡添加剂浓度为零。抗泡沫剂的主要功效就是破坏泡沫，缩短泡沫存在时间。抗泡沫剂的作用原理主要有：(1)吸附在油的表面上,防止泡沫的产生； (2)附着于部分泡沫膜上或从局部侵入泡沫膜，使泡沫膜的局部表面张力下降或局部膜变薄，然后破裂。从客观上来说，就是使小气泡结合成大气泡，在油面上破裂；(3)破坏泡沫膜固有的稳定性，缩短泡沫的存在时间。目前最常用和有效的抗泡沫剂是二甲基硅油和甲基硅油，或使用一些非硅型抗泡剂如丙稀酸酯^[5]。

1.1.4液压油应满足的要求

在选用液压油时应满足下列几项要求:①粘温性能好。分子间的内聚力要阻止分子相对运动而产生一种内摩擦力，这种现象叫做液体的粘性。②具有良好的润滑性。油液在规定的范围内应具有足够的油膜强度,以免产生干摩擦。③具有良好的化学稳定性④质量应纯净,不含各种杂质。⑤流动点和凝固点低，闪点（明火能使油面上油蒸汽闪燃，但油本身不燃烧时的温度）要高,燃烧点高。⑥体积膨胀系数小，比热容大。⑦对人体无害，成本低^[6]。

目前正在使用的液压设备有国产的和有进口的，在设备的说明书推荐用液压油一栏，有的推荐的是质量级别，有的推荐的是润滑油生产商的产品商品牌号，有的是推荐满足某种标准等级的产品为了方便用户选油，表1是国内外液压油产品标准对应表^[2]。综上所述，正确而合理地选择液压油液，对液压系统适应各种工作环境、延长系统和元件的寿命、提高系统工作的效益性等都有至关重要的影响。

请支付后下载全文，论文总字数：20582字