CN100529032C - 微粉减摩自修复润滑材料及其制备方法和使用方法 - Google Patents

微粉减摩自修复润滑材料及其制备方法和使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及润滑材料技术领域，特别是一种微粉减摩自修复润滑材料及其制备方法和使用方法。由10～45%绿泥石玉微粉、1～15%氟化钙微粉、2%～20%氧化镁微粉、10%～45%吐温80、1～15%乙丙共聚物组成。其制备方法为：将上述配比好的原料放入搅拌磨中研磨1.5-2.5小时后，再放入高速搅拌机中在80℃～90℃温度下搅拌25-35分钟，最后经高速球磨机研磨22-26小时后获得本发明的微粉纳米减摩自修复润滑材料。本发明还公开了该材料的使用方法。本发明的微粉减摩自修复润滑材料能够显著提高润滑油品的抗磨减摩性能，并能够在线修复金属磨损表面，提高零件表面硬度和光洁度，降低摩擦阻力，达到节能降耗，延长设备使用寿命的目的。

Description

微粉减摩自修复润滑材料及其制备方法和使用方法
技术领域
本发明涉及润滑材料技术领域，特别是一种能够在线修复金属磨损表面，显著提高零件表面硬度和光洁度，降低摩擦阻力并提高零件耐磨性的微粉减摩自修复润滑材料及其制备方法和使用方法。
背景技术
据估计，全世界约有1/2-1/3的能源以各种形式消耗在摩擦上，而磨损则是机械零件损坏或报废的主要原因，75％的机械故障是由于摩擦副的磨损引起的。以汽车为例，近年来，我国汽车普及率快速提升，每年消耗于配件的钢材与制造汽车的钢材相当，如果能够合理地减少摩擦、磨损，每年大约能够减少钢材使用量720万吨左右，约占我国钢材总产量的5.5％。在燃油消耗方面，按照每辆汽车每年消耗3吨燃油计算，全国每年大约在7500万吨左右，占全国燃油消耗总量的60-80％，而汽车机械能中68％消耗于摩擦副，只有32％左右输出到车轮上。如合理润滑、正确使用、改进设计等，可使汽车的燃油指标降低5-30％，节油效益也十分可观。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够在线修复金属磨损表面，同时提高金属零件表面光洁度，降低摩擦阻力的微粉减摩自修复润滑材料。
本发明的另一个目的是提供一种上述微粉减摩自修复润滑材料的制备方法。
本发明的再一个目的是提供一种该微粉减摩自修复润滑材料的使用方法。
本发明的微粉减摩自修复润滑材料由下列各组分的重量百分比所组成：
绿泥石玉微粉：10～45％，
氟化钙微粉：  1～15％
氧化镁微粉：  2～20％
吐温80：    10～45％
乙丙共聚物：1～15％。
所述的绿泥石玉微粉是由含叶绿泥石(含量＞90％)的天然绿泥石玉经破碎、研磨、超细粉碎等加工工艺制得，叶绿泥石矿粉含量≥90％，粉体粒度范围为0.05～2微米。
所述的氟化钙、氧化镁粉体纯度在90％以上，粒径范围小于1微米，主要起降低反应温度作用，加速形成自修复层。
所述的吐温80纯度在99％以上，主要作用是对粉体材料进行表面改性，提高粉体在油性介质中的分散稳定性。
所述的已丙共聚物为润滑油粘度指数改进剂，能够提高润滑油的节能效果，降低机油摩擦系数，延长机油使用寿命。
所述的各组分的重量百分比优选为：
绿泥石玉微粉：38％，
氟化钙微粉：  10％
氧化镁微粉：  14％
吐温80：      30％
乙丙共聚物：  8％。
或者将所述的各组分的重量百分比优选为：
绿泥石玉微粉：25％，
氟化钙微粉：  10％
氧化镁微粉：  15％
吐温80：      40％
乙丙共聚物：  10％。
一种用于制备所述的微粉减摩自修复润滑材料的制备方法，其特征在于包括下列顺序的步骤：
(1)按照所述重量百分比对原料进行配料，
(2)将第(1)步中配比好的原料放入搅拌磨中研磨1.5-2.5小时，
(3)将第(2)步中研磨好的材料放入高速搅拌机中在80℃～90℃温度下搅拌25--35分钟，
(4)最后将搅拌好的材料经高速球磨机研磨22--26小时后获得本发明的微粉减摩自修复润滑材料成品。
一种所述的微粉减摩自修复润滑材料的使用方法，其特征在于包括下列顺序的步骤：
(1)在润滑油或润滑脂中加入重量百分比为1～3％的微粉减摩自修复润滑材料，
(2)在60～70℃温度下搅拌55-65分钟混合均匀备用，
(3)将混合均匀的混合料加入机器设备的润滑系统中使用。
本发明的微粉减摩自修复润滑材料的优点：
(1)该材料可以在金属摩擦表面形成高硬度、超光滑的表面改性修复层，能够显著提高零件的耐磨性，降低设备运行中的摩擦功率损失，达到节能和延长设备使用寿命的目的。
(2)改变了传统的维修方式，实现了机械设备在运行中的不解体在线修复，显著降低维修费用。
(3)该材料在金属磨损表面形成的表面改性修复层具有很高的光洁度，并能够显著提高润滑油的减摩性能，节能降耗果显著(降低能耗3％～15％)。
(4)该材料与不同油品匹配性好，不改变现有润滑油的理化指标，使用工艺简单，应用范围较广。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明的微粉减摩自修复润滑材料，其特征在于由下列各组分的重量百分比所组成：
绿泥石玉微粉：10～45％，
氟化钙微粉：  1～15％
氧化镁微粉：  2～20％
吐温80：      10～45％
乙丙共聚物：  1～15％。
所述的绿泥石玉微粉是由含叶绿泥石(含量＞90％)的天然绿泥石玉经破碎、研磨、超细粉碎等加工工艺制得，叶绿泥石矿粉含量≥90％，粉体粒度范围为0.05～2微米。
所述的氟化钙、氧化镁粉体纯度在90％以上，粒径范围小于1微米，主要起降低反应温度作用，加速形成自修复层。
所述的吐温80纯度在99％以上，主要作用是对粉体材料进行表面改性，提高粉体在油性介质中的分散稳定性。
所述的乙丙共聚物为润滑油粘度指数改进剂，能够提高润滑油的节能效果，降低机油摩擦系数，延长机油使用寿命。
所述的各组分的重量百分比优选为：
绿泥石玉微粉：38％，
氟化钙微粉：  10％
氧化镁微粉：  14％
吐温80：      30％
乙丙共聚物：  8％。
或者将所述的各组分的重量百分比优选为：
绿泥石玉微粉：25％，
氟化钙微粉：  10％
氧化镁微粉：  15％
吐温80：      40％
乙丙共聚物：  10％。
一种用于制备所述的微粉减摩自修复润滑材料的制备方法，其特征在于包括下列顺序的步骤：
(1)按照所述重量百分比对原料进行配料，
(2)将第(1)步中配比好的原料放入搅拌磨中研磨1.5-2.5小时，
(3)将第(2)步中研磨好的材料放入高速搅拌机中在80℃～90℃温度下搅拌25--35分钟，
(4)最后将搅拌好的材料经高速球磨机研磨22--26小时后获得本发明的微粉减摩自修复润滑材料成品。
一种所述的微粉减摩自修复润滑材料的使用方法，其特征在于包括下列顺序的步骤：
(1)在润滑油或润滑脂中加入重量百分比为1～3％的微粉减摩自修复润滑材料，
(2)在60～70℃温度下搅拌55-65分钟混合均匀备用，
(3)将混合均匀的混合料加入机器设备的润滑系统中使用。
本发明的微粉减摩自修复润滑材料的优点：
(1)该材料可以在金属摩擦表面形成高硬度、超光滑的表面改性修复层，能够显著提高零件的耐磨性，降低设备运行中的摩擦功率损失，达到节能和延长设备使用寿命的目的。
(2)改变了传统的维修方式，实现了机械设备在运行中的不解体在线修复，显著降低维修费用。
(3)该材料在金属磨损表面形成的表面改性修复层具有很高的光洁度，并能够显著提高润滑油的减摩性能，节能降耗果显著(降低能耗3％～15％)。
(4)该材料与不同油品匹配性好，不改变现有润滑油的理化指标，使用工艺简单，应用范围较广。
将上述配比的原料放入搅拌磨中研磨2小时后，再放入高速搅拌机中在80℃～90℃温度下搅拌30分钟，最后经高速球磨机研磨24小时后获得本发明的微粉减摩自修复润滑材料。
再将上述材料按照2％的比例加入CD15W/40柴油机油中混合均匀后与CD15W/40柴油机油进行对比试验。实验仪器为端面摩擦磨损试验机，摩擦副材料为45#钢。试验结果表明：本发明的微粉减摩自修复润滑材料可使CD15W/40柴油机油摩擦系数降低50％，摩擦磨损量降低90％。采用扫描电镜和能谱分析发现使用本发明的微粉减摩自修复润滑材料后45#钢摩擦副表面生成含C、O、Si、Al、Mg等元素的表面改性层。纳米压痕测试结果表明磨损表面生成的改性层具有较高的硬度，比45#钢基体硬度提高1.5倍。
实验表明，本发明的微粉减摩自修复润滑材料能够显著降低润滑油品的摩擦系数，在金属摩擦副表面生成改性修复层，提高金属零件的耐磨性能，具有很好的应用前景。

Claims (5)

1、一种微粉减摩自修复润滑材料，其特征在于由下列各组分的重量百分比所组成：
绿泥石玉微粉：      10～45％，
氟化钙微粉：        1～15％
氧化镁微粉：        2～20％
吐温80：            10～45％
乙丙共聚物：        1～15％。
2、根据权利要求1所述的微粉减摩自修复润滑材料，其特征在于所述的各组分的重量百分比为：
绿泥石玉微粉：      38％，
氟化钙微粉：        10％
氧化镁微粉：        14％
吐温80：            30％
乙丙共聚物：        8％。
3、根据权利要求1所述的微粉减摩自修复润滑材料，其特征在于所述的各组分的重量百分比为：
绿泥石玉微粉：    25％，
氟化钙微粉：      10％
氧化镁微粉：      15％
吐温80：          40％
乙丙共聚物：      10％。
4、一种用于制备权利要求1所述的微粉减摩自修复润滑材料的制备方法，其特征在于包括下列顺序的步骤：
(1)按照所述重量百分比对原料进行配料，
(2)将第(1)步中配比好的原料放入搅拌磨中研磨1.5-2.5小时，
(3)将第(2)步中研磨好的材料放入高速搅拌机中在80℃～90℃温度下搅拌25--35分钟，
(4)最后将搅拌好的材料经高速球磨机研磨22--26小时后获得本发明的微粉减摩自修复润滑材料成品。
5.一种权利要求1所述的微粉减摩自修复润滑材料的使用方法，其特征在于包括下列顺序的步骤：
(1)在润滑油或润滑脂中加入重量百分比为1～3％的微粉减摩自修复润滑材料，
(2)在60～70℃温度下搅拌55-65分钟混合均匀备用，
(3)将混合均匀的混合料加入机器设备的润滑系统中使用。
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