含层状硅酸盐磨损自修复剂的减磨性能研究

论文摘要

摘要：以羟基硅酸镁为主成分的矿石粉体自修复剂（Hydroxyl Magnesium Silicate as Self-repairing Lubricating Oil Additive,简称HSA）可改善摩擦副间的润滑条件降低摩擦副问的摩擦磨损,并可在线原位形成自修复膜以弥补磨损。但该类自修复剂的工况适应性还需深入考证，其作用机理还有待于进一步完善。基于此,本文从两个方面展开了研究。首先,对两个内燃机车中修解体的缸套进行了分析,两缸套均经金属磨损自修复剂润滑并走行至60万公里。利用三维形貌仪和扫描电镜对缸套内表面进行了形貌观察,利用X射线能量谱仪和X光电子能谱仪对膜层表层和横断面进行了元素分析,利用显微硬度计测量了其显微硬度。结果发现自修复层主要成分为C、O、Fe元素,膜层表层含C量较高,硬度是基体硬度的2倍。其次,在UMT摩擦磨损试验机上进行了羟基硅酸盐自修复粉体作用效果的研究,考察了粉体的添加对摩擦系数的影响以及载荷、摩擦副材料、表面粗糙度对粉体减磨效果的影响,并对试样磨痕形貌、元素组成、显微硬度等进行了观测和分析。结果表明：粉体的添加使磨损量减小,随着载荷的增加减摩作用也愈加明显。在SRV摩擦磨损试验机上初步探索了温度对添加剂作用效果的影响，发现摩擦系数的降低趋势受温度的影响较小。通过上述研究可以推断：自修复添加剂没有直接参与膜层的形成,只是起到了催化作用。本文在对行车试验和实验室摩擦磨损试验的分析和设计中,从理论和实践方面为自修复机理的讨论和自修复技术的应用推广提供了参考。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 润滑油及其添加剂
• 1.1.1 润滑剂概述
• 1.1.2 润滑油添加剂
• 1.2 微纳米自修复剂的研究现状
• 1.2.1 微纳米自修复剂概述
• 1.2.2 微纳米自修复材料的分类及其摩擦学性能
• 1.3 羟基硅酸盐作为润滑油添加剂的研究进展
• 1.3.1 羟基硅酸盐概述
• 1.3.2 羟基硅酸盐自修复剂的配方与制备要点
• 1.3.3 羟基硅酸盐自修复剂摩擦学性能研究
• 1.3.4 工业研究与应用领域取得的进展
• 1.4 本课题的研究价值和意义
• 1.5 本课题的主要工作
• 2 行驶60万公里的内燃机车缸套表面修复层的分析
• 2.1 引言
• 2.2 试验准备
• 2.2.1 试验取样
• 2.2.2 试验的分析设备
• 2.3 试验现象与分析
• 2.3.1 表面形貌
• 2.3.2 微观形貌及表面能谱分析
• 2.3.3 修复层深度化学分析
• 2.3.4 显微硬度
• 2.4 结论
• 3 摩擦磨损试验设计
• 3.1 引言
• 3.2 试验设计
• 3.2.1 试验设备
• 3.2.2 试验材料
• 3.2.3 试验参数设定
• 3.3 小结
• 4 矿石粉体的工况适应性试验以及自修复机理提出
• 4.1 概述
• 4.2 球盘旋转式点接触试验
• 4.2.1 1OON载荷下对比试验
• 4.2.2 150N载荷下对比试验
• 4.2.3 200N载荷下对比试验
• 4.2.4 250N载荷下对比试验
• 4.2.5 400N载荷下对比试验
• 4.2.6 载荷对比小结
• 4.2.7 对膜层的分析以及自修复机理的提出
• 4.3 销块往复式面接触试验
• 4.3.1 探索实验
• 4.3.2 1OON载荷下不同润滑环境对比试验
• 4.3.3 载荷对比试验
• 4.3.4 小结
• 4.4 温度对摩擦磨损试验的影响研究
• 4.5 本章小结
• 5 总结与展望
• 6 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集