自润滑技术研究现状与发展趋势.doc

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1、自润滑技术研究现状与发展趋势nl=1自润滑技术的研究现状及发展趋势1.自润滑技术的研究现状1.1固体润滑技术1.2自润滑刀具1.3自润滑轴承1.4自润滑砂轮2.自润滑材料3.口润滑技术的发展趋势1自润滑技术的研究现状木文在分析固体润滑机理的基础上，归纳评述国内外自润滑技术的硏究进展，阐明了各种润滑技术的优缺点和相关应川，如自润滑刀具，自润滑轴承，自润滑砂轮等的应用，还介绍了--些润滑效果优异的材料，希望对以后学习和实践过程遇到的润滑问题有一定的指导作用。1.1固体润滑技术润滑就是用润滑剂减少（或控制）两

2、摩擦表血之间的摩擦力或其他形式的表血破坏的作用。润滑剂包括润滑汕、润滑脂、润滑性粉末、薄膜材料（粘结干膜、电镀、电泳、溅射、离子镀固体润滑膜、陶瓷膜等）和整体材料（金属基、无机非金属基或赠料基自润滑材料等）。润滑剂根据其物质状态可以分成四类，即气体、油类、脂类和固体润滑剂。固体润滑是将固体物质涂或镀于摩擦界血，以降低摩擦，减少磨损的措施。利用固体润滑剂进行润滑的方法称为固体润滑。利用固体润滑剂对摩擦界血进行润滑的技术统称为固体润滑技术。当前，可作为固体润滑剂的物质有石墨和二硫化钿等层状固态物质、纲料和树

3、脂等高分子材料、软金属及其各种化合物等。固体润滑技术最早应川于军事工业，后来应川于一•些高科技领域解决了一些液体润滑剂难以解决的困难，现在逐渐推广到常规生产领域屮，取得了良好的效果。因而，固体润滑技术越來越受到人们的重视；加Z当前全球性能源紧迫，因此将固体润滑逐渐代替液体润滑的呼声日见高涨。1=1前，虽然从理论上研究固体润滑机理H益增多，应丿U固体润滑技术解决H常遇到的润滑问题所取得的成效也H益显著。但各种物质的润滑机理还有待深入研究，许多制备工艺还有待完善，固体润滑技术的效果和经济效益还有待提高。1.

4、1.1固体润滑机理固体润滑的主要Id的是川镀、涂等方法将固体润滑剂粘着在摩擦表面上形成固体润滑膜，摩擦时在对偶材料表面形成转移膜，使摩擦发牛-在润滑剂内部，从而减少摩擦，降低磨损。润滑膜i方面可以防止对偶材料表面直接接触，另一-方面可以减小接触薄层的剪切强度，从而显著减小摩擦系数。同体润滑剂具有润滑作用的薄膜主要包括物理吸附膜、化学吸附膜、化学反应膜、氧化膜、涂层润滑膜以及门润滑膜等。某些固体润滑剂能够与摩擦表面形成牢固的物理吸附膜；润滑剂的极性分子能够同摩擦表血经山化学吸附形成化学吸附膜；某些润滑剂分

5、子可以同摩擦表面发牛化学反应而形成化学反应膜；摩擦表面或工件材料屮的某些元索在高温作用下产生氧化形成氧化物润滑膜；利用涂层技术可以在摩擦表血形成润滑涂层；通过对摩擦表血材料进行合理组合的组分设计可以使摩擦表血材料形成门润滑作用的门润滑膜。在摩擦力较小的情况下，润滑膜较容易保持并起到减摩作用；随着摩擦力增人，润滑膜不断磨损并脱落，摩擦副处于边界润滑或混合润滑状态；当摩擦力进一步加人并导致边界润滑膜发生破裂失效，则摩擦副将处于无润滑的T切削状态。在边界润滑条件下，摩擦力,为：F二A・Qs(1)式屮：F为法向

6、负荷，N；A为真实接触面积，m2；Qs为压缩屈服极限，Pa0在这种情况下，摩擦表血将出现牢固的粘结点。在切向力的作用下粘结点被减断，表曲随即发生滑移。摩擦的过程就是粘结与滑移交替进行的过程。摩擦力上要表现为剪断金属粘结点所需的剪切力。设粘结点部分的剪切强度为n,则摩擦力•厂为：f=A*n=nF/Qs(2)摩擦系数U为：U二f/F=n/Qs(3)因此，摩擦力的人小仅与法向负荷成正比，而与实际接触面积无关。摩擦系数取决于材料的机械物理性能：与剪切强度成正比，与压缩屈服极限成反比。□1.1.2固体润滑剂的应用

7、可以作为固体润滑剂的物质很多，由于其种类和性质的差异，润滑机理育所不同，因而使用的形式和方法也有所不同。由于摩擦学性能是随着各种摩擦所处的条件(如负荷、速度、温度、气氛等)不同而有明显的差异，因此在首次丿应川某种固体润滑剂时，还应根据润滑剂的特性，结合摩擦条件进行分析，找出最佳使川条件和使用方法。(1)固体润滑剂在机械加工小的应用在压力加TJp,润滑剂的灯要作川应该是润滑。有时，为了提高加丁的质量或提高生产加工的效率，必须提高加工时的温度。但是，高温对工具的®j度和强度都将提出史高的要求，而H工具和坯料

8、间容易发生粘附磨损和咬合等，这时压力加T的润滑和冷却都显得十分重要。在切削加工中，切削小的摩擦将产生人量的热，导致切削温度升高，有时可以高达iooor以上。为了保证切削的质量,这时,润滑和冷却同样重要。机械加工中所用的固体润滑剂，一般作为添加剂加入油基或水基润滑冷却液屮。常用的固体添加剂有石墨、膨润土、高岭土、碳酸钙、硅酸钠、硼酸盐、M（）S2、玻璃和铅等叫。利用固体润滑剂的特性，使滑移发生在润滑剂内部，防I匕金属间的直接接触，避免产生烧结