一種具有自修復作用的超細礦石粉體潤滑油添加劑的製作方法
2023-07-30 02:38:51
專利名稱：一種具有自修復作用的超細礦石粉體潤滑油添加劑的製作方法
技術領域：
本發明屬於機械工程技術、自修復材料、潤滑油製備工藝領域，涉及一種應用於金屬摩 擦磨損過程中原位修復磨損金屬表面、具有自修復功能的自修復材料潤滑油添加劑。
背景技術：
目前，自修復材料主要成分為羥基矽酸鎂一蛇紋石為主的複雜礦石粉體、少量催化劑和 添加劑，添加於載體潤滑劑中。它的特點是在機械裝置不解體的情況下，可在運行過程中完成 鐵基金屬磨損部位的自修復過程，通過生成減摩性能優異的金屬陶瓷保護層，避免摩擦副金 屬表面的直接接觸，使摩擦表面硬度和光潔度提高，摩擦係數大幅度降低；同時，可在裝備
運行.中完成對鐵基金屬磨損部位的自修復過程；延長設備的使用壽命。實際應用結果表明-
95.6%392件經過一個中修期的氣缸套的內表面呈烏黑亮色，摩擦面光滑明亮，絕無貫通拉傷， 磨損量很小，平均不到0.04mm，有的甚至是零磨損，在金屬表面已覆有金屬陶瓷層。而其它 未添加修復材料機車氣缸套平均磨損量為0.15mm，合格率不足40%，部分機車在中修時氣缸 套全部報廢。
自修復材料一般通過潤滑油或潤滑脂作為載體，帶到摩擦副表面。在摩擦能的作用下， 材料與金屬表面發生化學反應，生成一層特殊的耐磨保護層。因製備方法不同，得到1 40fim 左右的團聚體，加入基礎油後，容易產生沉澱和分離，影響自修復材料的自修復能力。同時， 該自修復材料可在鐵基金屬摩擦表面生成減摩性能極為優良的金屬陶瓷層，而對於鐵基材料 合金元素如Cr、 Ni含量較高、表面鍍Cr、 Ni及有色金屬的摩擦磨損中，只起到一般的潤滑 作用，而無自修復作用。 一些高合金材料，如Cr、 Ni含量高的合金鋼，表面不容易在摩擦磨 損中形成自修復膜層。
發明內容
本發明的目的是提出一種具有自修復作用的超細礦石粉體潤滑油添加劑，機械設備運行 時，在摩擦能量的作用下，該潤滑油添加劑在鋼鐵磨損表面原位形成自修復保護陶瓷膜層， 自修復保護陶瓷膜層具有硬度高(耐磨)，耐黏著磨損、疲勞磨損、磨粒磨損的性能好，避免 金屬表面直接接觸，提高設備的服役壽命。
本發明的技術方案是 一種具有自修復作用的超細礦石粉體潤滑油添加劑，該添加劑由
石英巖超細粉體和表面活性劑組成，表面活性劑為石英巖粉體質量的0.005%; 具體製備步驟為(1) 製備粉體將石英巖礦石進行球磨，得到粒度在1~5拜的粉體；
(2) 製備複合粉體在石英巖粉體中添加表面活性劑，繼續球磨4-8h，使粉體充分均勻 化，得到複合粉體；
(3) 分散於潤滑油中將上述複合粉體作為潤滑油添加劑，按照質量百分數為1 4% 的比例加入到潤滑油中，充分攪拌或超聲波分散，得到含有複合粉體的潤滑油。
表面活性劑為油酸或鈦酸丁酯。
石英巖為礦物名稱，又稱為石英玉、矽化木、木化石、木變石、樹化玉，化學成分主要 是二氧化矽(Si02)。石英巖礦物種類以石英為主，其次玉髓，蛋白石十分稀少。其硬度可 達到6.5~7.0，甚至達到8以上。不同產地的石英玉其成分及性能略有不同。
本發明的有益效果是
(1) 採用本發明，機械設備金屬摩擦副在運轉過程中，在運行的初時階段(l-10h內)， 可以在在金屬的磨損表面上形成自修復膜層，防止機械設備的金屬摩擦表面產生磨損；
(2) 採用本發明，隨著機械設備運轉的同.時，添加劑不斷向磨損表面轉移，逐步形成一
層光滑、緻密、完整、與金屬表面結合好的自修復膜層，使金屬摩擦副表面光滑，具有超硬
特性，耐黏著磨損、疲勞磨損，磨粒磨損的性能好，提高了機械零件的服役壽命；
(3) 本發明製備工藝簡單，表面修飾工藝操作方便；
(4) 本發明為無機非金屬材料，無毒，環境友好，複合粉體作為潤滑油添加劑，適合大 規模工業生產及應用；
(5) 本發明的原料易於取得，價格低廉。
目前金屬摩擦磨損自修復技術成為研究熱點，石英巖礦石複合粉體的製備及其作為潤滑 油添加劑應用的研究成為材料、物理、化學、環保領域的一個應用熱點。本技術的應用可以 為金屬摩擦副耐磨減摩技術在工業大規模應用提供技術支持。
圖1是應用實施例1製備的添加劑的潤滑油條件下，45鋼磨損金屬表面自修復膜層的 SEM形貌圖2是應用實施例2製備的添加劑的潤滑油條件下，45鋼磨損金屬表面自修復膜層的 SEM形貌圖3是應用實施例3製備的添加劑的潤滑油條件下，45鋼磨損金屬表面自修復膜層的 SEM形貌圖。
具體實施例方式
實施例1
以產自新疆的石英巖為原料製備具有自修復作用的超細礦石粉體潤滑油添加劑
(1) 製備粉體將石英巖礦石進行球磨，得到粒度在1~5拜的粉體
(2) 製備複合粉體在石英巖粉體中添加粉體質量百分數為0.005%的油酸，繼續球磨 6h，使粉體充分均勻化，得到複合粉體；
(3) 分散於潤滑油中將上述複合粉體作為潤滑油添加劑，按照質量百分數為2%的比
例加入到潤滑油中，充分攪拌或超聲波分散，得到含有複合粉體的潤滑油。
實施例2
以產自雲南的石英巖為原料製備具有自修復作用的超細礦石粉體潤滑油添加劑-
(1) 製備粉體將石英巖礦石進行球磨，得到粒度在1~5阿的粉體；
(2) 製備複合粉體在石英巖粉體中添加粉體質量百分數為0.005%的油酸，繼續球磨 6h，使粉體充分均勻化，得到複合粉體；
(3) 分散於潤滑油中將上述複合粉體作為潤滑油添加劑，按照質量百分數為2%的比
例加入到潤滑油中，充分攪拌或超聲波分散，得到含有複合粉體的潤滑油。
實施例3
以產自遼寧的石英巖為原料製備具有自修復作用的超細礦石粉體潤滑油添加劑-
(1) 製備粉體將石英巖礦石進行球磨，得到粒度在l~5pm的粉體；
(2) 製備複合粉體在石英巖粉體中添加粉體質量百分數為0.005%的油酸，繼續球磨
6h，使粉體充分均勻化，得到複合粉體；
(3) 分散於潤滑油中將上述複合粉體作為潤滑油添加劑，按照質量百分數為2%的比
例加入到潤滑油中，充分攪拌或超聲波分散，得到含有複合粉體的潤滑油。
權利要求
1、一種具有自修復作用的超細礦石粉體潤滑油添加劑，其特徵在於，該添加劑由石英巖超細粉體和表面活性劑組成，表面活性劑為石英巖粉體質量的0.005％；具體製備步驟為(1)製備粉體將石英巖礦石進行球磨，得到粒度在1～5μm的粉體；(2)製備複合粉體在石英巖粉體中添加表面活性劑，繼續球磨4-8h，使粉體充分均勻化，得到複合粉體；(3)分散於潤滑油中將上述複合粉體作為潤滑油添加劑，按照質量百分數為1～4％的比例加入到潤滑油中，充分攪拌或超聲波分散，得到含有複合粉體的潤滑油。
2、 根據權利要求1所述的一種具有自修復作用的超細礦石粉體潤滑油添加劑，其特徵在 於，所述的表面活性劑為油酸或鈦酸丁酯。
全文摘要
本發明屬於機械工程技術、自修復材料、潤滑油製備工藝領域，涉及一種應用於金屬摩擦磨損過程中原位修復磨損金屬表面、具有自修復功能的自修復材料潤滑油添加劑。該添加劑由石英巖超細粉體和表面活性劑組成，表面活性劑為石英巖粉體質量的0.005％，將粉體添加於潤滑油中，得到含複合添加劑的潤滑油；該潤滑油添加劑在金屬的磨損表面上形成的自修復膜層，使金屬摩擦副表面超硬、超滑，摩擦係數極小，起到耐磨、減摩作用，大大改善摩擦副的接觸條件，提高機械零件的服役壽命，並且無毒，屬於環境友好材料，製備工藝簡單，適合大規模工業生產及應用。
文檔編號C10M125/26GK101407741SQ20081001323
公開日2009年4月15日 申請日期2008年9月12日 優先權日2008年9月12日
發明者於志偉, 任傳富, 劉世永, 張會臣, 亮 王, 許曉磊, 高玉周 申請人:大連海事大學