纳米ws2润滑油摩擦学性能及冷风微量润滑磨削试验研究

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1、学校代码10530学号201510161639分类号TG580密级公开硕士学位论文纳米WS2润滑油摩擦学性能及冷风微量润滑磨削试验研究学位申请人陈文新指导教师张高峰教授学院名称机械工程学院学科专业机械工程研究方向先进制造工艺工具及装备二〇一八年六月四日ExperimentalStudyonTribologyPropertyofNanometerWS2LubricationOilandGrindingatMinimumQuantityCoolingLubrication(MQCL)CandidateChenWenxinSuper

2、visorProf.ZhangGaofengCollegeSchoolofMechanicalEngineeringProgramMechanicalEngineeringSpecializationAdvancedManufacturingTechnologyandEquipmentDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateJune,2018湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别

3、加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期

4、：年月日导师签名：日期：年月日摘要磨削加工是一种获得高表面几何精度和质量的工艺方法，也是耐高温材料、非金属新型材料、高硬度合金等难加工材料的主要加工方法。磨削加工过程中，磨粒大多为负前角切削，因而产生的磨削热量远大于其他几种常用加工形式，减损磨具的使用寿命，降低工件的表面精度，另一方面，磨削实际是磨粒对工件表面反复刮擦、微切削的持续作用过程，影响着工件表面的质量状况。磨削加工中常采用浇注润滑油液的方式来解决磨削热和加工表面的损伤问题，然而，大量的磨削油液、对环境的污染、高额的废液处理成本无法满足现代绿色加工的要求。干式磨削工艺

5、、微量润滑技术等虽然能满足绿色生产的要求，但是其冷却润滑能力不佳。近年新兴的低温冷风微量润滑技术能够有效降低磨削区域的温升，其润滑能力仍然需要改进。纳米固体润滑材料因其粒径小、比表面积大、易扩散等结构特点，能够明显改善磨削润滑油品的抗磨损性能及承载能力，同时具备较高换热能力的纳米粒子能够增强润滑油品的冷却效果。本论文使用高抗磨损能力和换热能力的纳米WS2作为低温切削油CTY-B的添加剂，研究了纳米微粒在低温切削油中的分散稳定性能及摩擦学性能，提出一种将纳米低温切削油与低温冷风微量润滑技术相结合的新型磨削加工冷却润滑方法，并进行

6、了四种不同冷却润滑条件下的单变量磨削试验研究。主要的研究工作如下：分析了制备纳米润滑油的方法，采用二步法并结合机械搅拌、恒温水浴加热、超声振动三种分散方法制备出纳米WS2油样，考察了聚乙二醇6000、Span-80、十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂对纳米WS2微粒在低温切削油中分散稳定性能的影响，制备出含有不同质量分数的纳米WS2低温切削油。采用HRS–2M型高速往复摩擦试验机研究了纳米WS2添加量对低温切削油CTY-B摩擦学性能的影响，确定了纳米WS2微粒作为低温切削油添加剂的最佳配比。使用扫描电镜观察了磨损表面的形貌，并测定

7、了磨损表层的元素含量，对纳米WS2的抗磨减摩机理及自修复性能进行了分析。分析了在不同冷却润滑条件下的磨削力以及比磨削能随着磨削参数变化的趋势，对比分析了相同磨削参数、不同冷却润滑条件下的磨削温度以及表面质量状况，验证了纳米WS2低温切削油结合冷风微量润滑技术的优良冷却能力及润滑效果。采用能谱仪对磨削表面进行元素检测，研究了纳米WS2微粒在磨削加工过程中的抗磨损机理。采用纳米Cu作为纳米WS2低温切削油的复配微粒，通过改变纳米Cu在复配润滑油中的质量分数来考察纳米Cu添加量对纳米WS2低温切削油的摩擦学性能影响，并对纳米Cu协同

8、纳米WS2的抗磨损作用及修复机理做了探讨。关键词：磨削加工；纳米WS2微粒；摩擦学性能；抗磨损机理；冷风微量润滑IAbstractGrindingprocessisakindofprocessmethodtoobtainhighsurfacegeometryprecision