礦物粘土潤滑性能的研究.pdf

1、潤滑劑是金屬成型過程中保證產(chǎn)品質(zhì)量、延長模具使用壽命的關(guān)鍵因素。目前，石墨潤滑劑與礦物油潤滑劑占據(jù)了主要的市場，但其帶來的環(huán)境污染、資源浪費(fèi)的問題日趨嚴(yán)重。針對傳統(tǒng)潤滑劑的這些問題，本論文研究了一種新型的環(huán)境友好型、資源節(jié)約型的水基礦物粘土潤滑劑，該潤滑劑不僅可以減輕環(huán)境污染、遏制能源浪費(fèi)，還可以降低生產(chǎn)成本，具備了廣闊的應(yīng)用市場。
　　本課題依照設(shè)計路線：潤滑劑的制備→性能測試→配方優(yōu)化→再測試→摩擦機(jī)理分析，通過摩擦系數(shù)、磨斑

2、直徑的大小及物理性質(zhì)來對比、分析原礦物粘土潤滑劑和商業(yè)水基石墨潤滑劑的綜合性能，并就其存在的不足進(jìn)一步優(yōu)化。
　　在潤滑劑制備過程中，研究了增稠劑種類、粘土的種類和含量、硼酸濃度和輔助添加劑的濃度對潤滑劑摩擦系數(shù)的影響，得出：以羧甲基纖維素鈉為增稠劑、水鎂石為基料、硼酸和氟硼酸鈉協(xié)同潤滑的原礦物粘土潤滑劑的潤滑性能較好；潤滑劑的減摩性能隨著水鎂石、硼酸、氟硼酸鈉濃度的增加先提高后減弱，分別在濃度為12wt％、6wt%、1wt%時達(dá)

3、到最佳潤滑效果；通過正交試驗得到潤滑劑的最佳配比為：水鎂石：硼酸：氟硼酸鈉=12:7:0.5，摩擦系數(shù)為0.032，比商業(yè)水基石墨潤滑劑的減摩效果提高了57.3%。
　　在性能測試中，原礦物粘土潤滑劑在低轉(zhuǎn)速、高載荷的條件下難以實(shí)現(xiàn)良好的潤滑效果，且高溫燃燒、沖刷后有大量白色粘結(jié)物殘留。針對此問題，實(shí)驗采取添加粘結(jié)劑（磷酸二氫鋁）或另一種粘土（水滑石（粘土 D）、滑石粉（粘土 E）、云母（粘土 H））的方法進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果顯示：添加

4、磷酸二氫鋁后，潤滑劑的pH值、穩(wěn)定性等物理性能下降，且在摩擦測試過程中出現(xiàn)的磨粒磨損現(xiàn)象，降低了潤滑劑的減摩抗磨效果；而粘土復(fù)合的方法不僅提高了潤滑劑的減摩抗磨性能，還減少了粘結(jié)殘留物，改善了潤滑劑的物理穩(wěn)定性；粘土復(fù)合中，復(fù)合2wt%粘土D潤滑劑的綜合性能最佳，達(dá)到了水基石墨潤滑劑的使用效果，具體表現(xiàn)為：在低轉(zhuǎn)速、短時間、高載荷的摩擦條件下，減摩性能同比復(fù)合前平均提高了45.65%,比石墨潤滑劑的平均提高了25.2%；在高轉(zhuǎn)速、高載荷

5、、長時間的摩擦條件下，則分別提高了9.9%、45.7%；抗磨損性能測試中，磨斑直徑為0.70mm，同比優(yōu)化前，減少了0.02mm；潤滑劑的抗極壓性與原粘土潤滑劑及石墨的一樣，PB值均為431.64N；950℃高溫燃燒30s后，置于水中沖刷，鋼管表面無明顯粘結(jié)現(xiàn)象。
　　根據(jù)磨斑SEM形貌圖及摩擦膜的EDS元素分析表明：在摩擦初期，潤滑劑通過物理粘結(jié)膜隔離摩擦表面降低摩擦系數(shù)；持續(xù)高轉(zhuǎn)速、高載荷、長時間摩擦磨損后，活性元素F、B與金