陶瓷润滑油添加剂对镀铬缸套磨损自修复特性影响.pdf

第26卷第6期 摩擦学学报 Vol26． No6 2006年11月 TRIBOLOGY NOV．2006 陶瓷润滑油添加剂对镀铬缸套 磨损自修复特性的影响 田 斌1，王成彪2，岳文3，马向东1，郭凤炜4，刘家浚5 (1．中国矿业大学(北京)材料系，北京100083； 2．中国地质大学(北京)工程技术学院，北京100083； 3．中国地质大学(北京)科学钻探国家专业实验室，北京100083； 4．北京埃勒维斯科技发展有限公司，北京100080；5．清华大学机械工程系，北京100084) 摘要：将羟基硅酸铝类陶瓷润滑油添加剂长时间(26万公里)作用后的实际发动机缸套解体，通过原子力显微镜、纳 米压痕仪、扫描电子显微镜、扫描俄歇微探针以及显微共焦拉曼光谱仪等对其摩擦表面进行分析，探讨了该添加剂的 作用机理．结果表明：该陶瓷添加剂表现出明显的磨损自修复功能，可以很好地覆盖和修补缸套表面原有的裂纹，显著 降低缸套表面的粗糙度，改善缸套的润滑性能；摩擦表面生成由富c层和过渡层组成、厚度250～450nm左右且分布 不均匀的修复改性层，初步推测其中富c层为类金刚石结构；该陶瓷添加剂本身并不参与修复改性层的构建，但能够 发挥关键而复杂的催化作用． 关键词：陶滏润滑油添加剂；摩擦磨损；镀铬缸套；修复改性层；磨损自修复 中图分类号：THll7．3 文献标识码：A 在传统S、P型减摩抗磨添加剂开发成熟之后， 1实验部分 各种新型环保节能型润滑油添加剂的研究已成为重 点¨“J，特别是纳米添加剂的研究又成为新的研究 陶瓷添加剂为1种市场上名为“摩圣”的乌克 方向【5J．另一方面，磨损自修复添加剂为解决材料 兰产品，由羟基硅酸铝、氧化物催化剂及其它添加剂 的磨损问题提供了新途径．其中纳米铜添加剂的出 等构成的复杂粉体，其主要材料取自天然矿石．粉体 现为纳米技术与磨损自修复添加剂结合的产物，通 具有特定的形状和结构，其粒度在1～5¨m之间， 过纳米粒子和铜材料本身的选择性转移特性，表现 以体积分数1％的比例与液体石蜡等混合制成凝胶 出了优异的减摩抗磨性能，尤其是通过在摩擦表面 添加剂成品．基础油为铁路系统自制的第四代机油， 沉积或镶嵌等途径表现出的磨损自修复功能更值得 添加剂成品的总加入量约0．2％(体积分数计)，分 km． 关注‘6圳． 2次平均加入，2次间隔为300 以羟基硅酸铝为代表的磨损自修复添加剂(以 镀铬铸铁缸套的镀铬层厚约400 Ixm，截自柳州 下简称陶瓷润滑油添加剂)同样可以表现出优异的 磨损自修复功能一，10J，且与纳米铜添加剂的作用不 动机在加入陶瓷润滑油添加剂运行26万公里后进 同，通常只需百万分之几浓度的添加量就可以表现 人中修，摩擦表面变得极为光亮，选择其中1个缸套 出优异的摩擦磨损性能，其独特的自修复功效已在 采用线切割得到分析样品，经过超声波充分清洗后 实际应用中得到验证¨卜”J，但还仅限于实际应用效 对其进行测试分析． 果而对其机理很少涉及．因此，本文作者研究了陶瓷 在接触模式下采用MAC．PicoscanAFM6型原 润滑油添加剂对实际应用中作用效果显著的发动机