潤(rùn)滑密封超細(xì)軟金屬銅粉在潤(rùn)滑脂中摩擦學(xué)性能的考察何灼成郭小蔣明俊1劉悅21.后勤工程學(xué)院油料應(yīng)用工程系重慶400016；2.92538部隊(duì)大連6041載荷條件下，銅粉加入潤(rùn)滑脂中可以提高脂的抗磨性。通過(guò)對(duì)磨斑面形貌分析。含有銅粉的潤(rùn)滑脂的磨斑面要比基礎(chǔ)脂的磨斑面光潔度高軟金屬作為潤(rùn)滑材料早已應(yīng)用在軸承上，而現(xiàn)在已開(kāi)始逐步應(yīng)用于航天工業(yè)。軟金屬作為潤(rùn)滑材料具有如下特點(diǎn)①作為固體潤(rùn)滑材料使用的軟金屬具有面心立方晶格，因而它們的晶格都具有各向同性。從晶體沒(méi)有方向性這性質(zhì)來(lái)看，軟金屬具有與高粘度流體相似的潤(rùn)滑行為。，軟金屬之所以具有固體潤(rùn)滑作用，主要因?yàn)樗募羟袕?qiáng)度低。軟金屬的純度越高，其剪切強(qiáng)度越低，越容易在軟金屬內(nèi)部產(chǎn)生滑移，因而它具有自行修補(bǔ)性。，蒸發(fā)率低，因而它們，隨用于幾百攝氏度的高溫和真空環(huán)境工作1.軟金屬作為單獨(dú)使用的固體潤(rùn)滑材料，主要是以物理化學(xué)鍛膜的方法在基材面鍍上層極薄的膜。雖然軟金屬作為固體潤(rùn)滑材料具有許多優(yōu)點(diǎn)，但由于受油溶性屬銅用于潤(rùn)滑方面的研宄早有報(bào)道2，以往人們是在，昨硬屬的而飩上士膜以降低磨損胃近年來(lái)，人們利用面改性技術(shù)，把銅與些微粒，比如觸，32102金剛石等，共沉積于金屬面組成復(fù)rs，j3i，EtiHmmi，i.i添加劑的油溶他所以許多軟金屬都可作為添加劑直接加入潤(rùn)滑脂中使用。本文主要考察軟金屬銅粉在潤(rùn)滑脂中的抗磨性，以期提高軸承潤(rùn)滑脂的抗磨性能，延長(zhǎng)軸承使用壽命，并為進(jìn)步考察軟金屬在潤(rùn)滑脂中的自補(bǔ)償性作有益的探索。

　　1潤(rùn)滑脂樣品的準(zhǔn)備和理化指標(biāo)1.1潤(rùn)滑脂樣品的準(zhǔn)備本研允所用銅粉的平均粒徑為，純以1；基礎(chǔ)脂中稠化劑為12羚基硬脂酸鋰以4508礦物油為基礎(chǔ)油并加打適量添加劑微米銅粉用超聲波分散儀均勻分散，在制備潤(rùn)滑±程中，當(dāng)最后嘭化完畢加入冷卻油使反應(yīng)體系溫度降到130左右時(shí)加入微米銅粉1.2潤(rùn)滑脂樣品的理化指標(biāo)1樣品滴點(diǎn)，注樣品1基礎(chǔ)鋰基潤(rùn)滑脂樣品214567微米，滑脂。

　　2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論2.1微，銅粉對(duì)潤(rùn)滑脂摩擦學(xué)性能的影響采用濟(jì)南實(shí)驗(yàn)機(jī)廠生產(chǎn)的，800球?qū)嶒?yàn)機(jī)。

　　鋼球?yàn)樯虾ｄ撉驈S生產(chǎn)，材料為0，15軸承366鋼，直泣為小2.71畫(huà)，硬度為1出5862衣而粗糙度溫度室溫。

　　滑脂值的影響。從中可以看出，加入微米銅粉潤(rùn)滑脂的心值和心伉都要尚于基礎(chǔ)脂的心值和值，說(shuō)明微米銅粉加入脂可以提高潤(rùn)滑脂的抗，對(duì)潤(rùn)滑脂的抗磨性MM能有定的改善作用。從中還可以看出隨著脂中微米銅粉含量的，加，相應(yīng)潤(rùn)滑脂樣品的！值和戶1館所增加。何增加的幅度較小13.銅粉含達(dá)到以后，銅粉的加入量對(duì)脂的抗磨性影響不大。

　　2.2不同載荷下含微米銅粉潤(rùn)滑脂的抗磨性研究木文采目球磨實(shí)驗(yàn)進(jìn)步考察銅粉在潤(rùn)滑脂的抗磨性球長(zhǎng)磨實(shí)驗(yàn)采用度門(mén)試驗(yàn)機(jī)廠生產(chǎn)把；摩擦實(shí)驗(yàn)機(jī)其它實(shí)驗(yàn)條件同上對(duì)于不同條件下銅粉在脂中抗磨性的評(píng)價(jià)，除利用長(zhǎng)磨后磨斑直徑數(shù)據(jù)的變化和觀察鋼球磨斑面形貌外，還采用測(cè)定球盒中鋼球磨損量的變化來(lái)評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)前用電子天平稱量放置于球盒中的個(gè)鋼球次，烘干稱重。所得質(zhì)量差值即為鋼球磨損量。

　　分別用基礎(chǔ)脂和含1.5銅粉潤(rùn)滑脂作對(duì)比試驗(yàn)，長(zhǎng)磨時(shí)間均為60血，在不同的載荷下考察銅粉在脂中抗磨性的情況。

　　2.2.1磨斑直涇隨我菏的變化脂的磨斑直徑隨載荷的增大而增大，但含1.5銅粉潤(rùn)滑脂的磨斑直徑在196392的載荷范圍，其值隨載荷的增人而變化+大，讓至1我荷39還減小漸向鋼球摩擦副面沉積，沉積在摩擦副面的銅粉與摩擦副農(nóng)而的坫材作用形成摩擦而哎嗲擦面滑作印在本實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)載荷低時(shí)。潤(rùn)滑脂中的油膜起潤(rùn)滑作用，加入脂中的銅粉的抗磨性不但沒(méi)有現(xiàn)出來(lái)，還起到類似磨粒磨損的作用。

　　為了進(jìn)步驗(yàn)證這結(jié)果，本文做了組油樣的付比試驗(yàn)配制銅粉的觀基礎(chǔ)礦物油，用超聲波分散，將油中銅粉均勻分散，在294，載荷下長(zhǎng)磨血，同時(shí)做個(gè)450，基礎(chǔ)礦物油樣的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。觀察者的磨斑直徑，發(fā)現(xiàn)含5銅粉油樣的磨斑直徑0.75mm大于基礎(chǔ)油樣的磨斑直徑0.61.這也充分說(shuō)明在油膜起潤(rùn)滑作用時(shí)，單獨(dú)加入油中的銅粉，由于油溶性差，不能現(xiàn)出良好合在金屬皂中的銅粉就現(xiàn)出良好的抗磨性。所以含銅粉潤(rùn)滑脂的磨斑直徑不僅比基礎(chǔ)脂的磨斑直徑小，而且比其低載荷時(shí)磨斑直徑還略有減小。

　　陽(yáng)2通斑1徑隨級(jí)荷的變化抽3射球櫨報(bào)隨軟俺的變化22.2鉤球磨損量隨載荷的變化情況出脂的鋼球磨損量隨載荷的增大而增加，而含1.5銅粉潤(rùn)滑脂的鋼球磨損量在1963載荷范圍，其值隨載荷的增大而有所減小，即使在490載荷下鋼球的磨損量也比基礎(chǔ)脂在19例載荷的鋼球磨損量小。這說(shuō)明銅粉加入脂中能很大地提高潤(rùn)滑脂的抗磨性能。這主要是在摩擦作用下，潤(rùn)滑脂中的銅粉搡漸向鋼球摩攛副而轉(zhuǎn)移，形成轉(zhuǎn)移膨由于銅粉等軟金屈的剪防，度比坫材低。使摩擦姓在轉(zhuǎn)移膜之間，因此減小了鋼球基材材料的磨損膜的形成需要定的載荷和溫過(guò)。載荷和溫度達(dá)到銅粉與基材面形成摩擦面膜時(shí)，這時(shí)加入潤(rùn)滑脂中的銅粉能現(xiàn)出良好的抗磨性能。因此在本實(shí)驗(yàn)中，載荷為39，左右是銅粉在脂中起抗磨作用的最佳載荷條件范圍。

　　礎(chǔ)脂的磨斑直徑比含1.5銅粉潤(rùn)滑脂的磨斑直徑小。造成這現(xiàn)象的原因與潤(rùn)滑脂的潤(rùn)滑機(jī)理有關(guān)阜基潤(rùn)滑脂在溫和的條件下，由潤(rùn)滑脂的油膜起潤(rùn)滑作用；在比較苛刻的條件下，將由金屬皂起潤(rùn)滑作用；在極苛刻條件下，由金屬皂分解的產(chǎn)物添加劑分解2.3銅粉含量對(duì)潤(rùn)滑脂抗磨性的影響在載荷392和長(zhǎng)磨60的條件下，考察了銅粉含對(duì)抗磨性的影響2.3.1磨斑直徑隨銅粉含量的變化4，醬作抑n.oi，粉的方桷以陽(yáng)4斷斑馇牦隨锏閣5錒球磨裉氓隨錒份含祖的變化從閣4中曲線的變化趨勢(shì)可以看出。銅粉含量的變化對(duì)磨斑直徑的影響不大，只有當(dāng)含量達(dá)到40時(shí)才比較大的突躍。

　　2.3.2鋼球磨損量隨銅粉含量的變化5從5中可，銅粉的含量的變化對(duì)鋼球的磨損量的影響比較大，在1.53.，范圍內(nèi)鋼球磨損量比較小，1兌明這范內(nèi)銅粉的加入放能提高潤(rùn)滑脂用就是在摩擦作用下能產(chǎn)生轉(zhuǎn)移膜，使摩擦發(fā)生在轉(zhuǎn)，之間，鋼球的垃于轉(zhuǎn)移膜的成膜胎損率的動(dòng)態(tài)平衡。當(dāng)銅粉的加入量適當(dāng)時(shí)，成膜率和磨損率達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，這時(shí)鋼球的磨損量就比較小，抗磨效果良好。

　　為進(jìn)步證實(shí)銅粉加入脂中可以提高潤(rùn)滑脂的抗磨性，用電子從微鏡拍了網(wǎng)組鋼球的磨斑面形貌為含1.5銅粉潤(rùn)滑脂6392載荷1氐磨60.比較6和7，可看出在同樣摩擦條件下，基礎(chǔ)脂作潤(rùn)滑劑的鋼球的磨損較嚴(yán)重，面有明顯的犁溝劃痕，面也比較粗糙。而含1.5銅粉潤(rùn)滑脂在同樣條件下長(zhǎng)磨。鋼球而的犁溝和劃擬基本不存在，而且面的光潔度也有很大的改善。這結(jié)果也說(shuō)明加入潤(rùn)滑脂的銅粉可以明顯提高脂的抗磨性能。

　　2.4微米銅粉在潤(rùn)滑脂中作用機(jī)理分析在本實(shí)驗(yàn)中，將銅粉加入潤(rùn)滑脂中可以明顯提高和改善潤(rùn)滑脂的抗磨性能，其作用機(jī)理可作如下解釋在摩擦作用下，潤(rùn)滑脂中的銅粉逐漸向鋼球摩擦副面沉積，沉積的銅粉首先填補(bǔ)鋼球摩擦副面的凹處，形成層軟金屬銅粉轉(zhuǎn)移膜。轉(zhuǎn)移膜的剪切強(qiáng)度比鋼球基材低，可以起到減小鋼球基材面磨損的作月。山于銅和鐵的原半婦1常接近=1.278101VRY.2A 10，而它們的共價(jià)半徑相同，均為1.17101.隨摩擦?xí)r間的增長(zhǎng)，鋼球摩擦副面產(chǎn)生高溫高壓，導(dǎo)致發(fā)生變形和晶格缺陷，沉積出來(lái)的銅原子可以取代面層中的鐵原子而生成銅和鐵的置換固溶體，形成共晶微球從而在摩擦副面形成具有滾動(dòng)潤(rùn)滑功能的保護(hù)膜，良好地改善摩擦副面的磨損情況，大大提高潤(rùn)滑脂抗磨性能。

　　3結(jié)論在本實(shí)驗(yàn)中，平均粒徑為少1的銅粉加入潤(rùn)滑脂中，在適當(dāng)?shù)暮糠秶洼d荷的條件下，具有良好的抗磨作用，能提高和改善潤(rùn)滑脂的抗磨性。

　　潤(rùn)滑脂中微米銅粉的抗磨機(jī)理在摩擦作用下，脂中的銅粉在鋼球基材面沉積以及和鋼球基材抗磨性1石淼森。固體潤(rùn)滑材料，北京化學(xué)工業(yè)出版社2000.

　　3劉家浚。材料磨損及其耐磨性。北京清華大學(xué)出版社4孫全淑。潤(rùn)滑脂性能及其應(yīng)用。重慶烴加工出版社198h上接第32頁(yè)5結(jié)論上述的方法為活塞型線的設(shè)計(jì)開(kāi)辟了個(gè)計(jì)算的途徑，從而避開(kāi)以往疔駘設(shè)計(jì)的法。

　　合適的型線應(yīng)使油膜壓力分布均勻，其合力大小應(yīng)與最大側(cè)壓力相等，合力作用線應(yīng)與側(cè)壓力作用線重合。

　　中凸點(diǎn)處的曲率半徑不應(yīng)過(guò)小，以避免出現(xiàn)負(fù)壓。曲率半徑的大小與活塞運(yùn)動(dòng)的速度及油膜厚度有關(guān)。