润滑油添加剂再减少材料磨损方面起着举足轻重的作用。新型磨损自修复添加剂的研究将对传统的材料摩擦磨损理论做出全新的补充和扩展;同时,它的出现将使材料的摩擦磨损问题得到最为有效而彻底的解决,将使汽车、机械、国防等工业产生极大的经济和社会效益。因此,开展磨损自修复型润滑油添加剂对金属摩擦副摩擦学性能影响的研究具有非常重要的理论意义和实际应用价值,也具有很强的创新性。 本文选择的研究对象是在实际应用中表现出优异修复性能的以羟基硅酸铝为主的陶瓷润滑油添加剂。根据研究课题的特点,选用球棒接触疲劳试验机和GWL-1000型滑动摩擦磨损试验机进行试验研究。根据自修复型添加剂的特点,对试验方案进行了专门设计,接触疲劳试验中考察了添加剂对钢/钢摩擦副疲劳寿命和疲劳磨损的影响;滑动磨损试验中选用代表性较好的钢/钢摩擦副,考察了添加剂在不同工况参数(载荷、转速、行程等)下的作用情况;并结合添加剂对齿轮、铸铁缸套、镀铬缸套等实际零件的作用效果分析,系统全面地研究了该修复性添加剂对金属摩擦副摩擦学性能的影响及作用机理。 本文对陶瓷添加剂进行了接触疲劳和滑动磨损试验。结果表明,添加剂提高了钢/钢球棒摩擦副的接触疲劳寿命,改善了钢/钢摩擦副的疲劳磨损性能,在点蚀坑中存在微裂纹被覆盖的现象,摩擦表面存在厚度为微米级的白亮色改性层;不同浓度的添加剂会对接触疲劳寿命产生影响;在钢/钢销盘摩擦副上表现了明显的修复效果,出现了厚度为微米级的白亮色改性层,表面粗糙度显著降低,极表层纳米硬度明显提高;在不同工况参数下的试验结果表明,载荷对添加剂的影响最为明显,适当加大载荷有利于添加剂抗磨修复效果的体现,转速的影响不大,行程的影响同样比较明显,随着行程的加大,添加剂的修复效果更加显著。 本文对陶瓷添加剂对实际零件上的作用效果进行了研究。结果表明,添加剂作用后摩擦表面形貌均得到不同程度的改善,粗糙度明显降低,有裂纹被覆盖和修复的现象,纳米硬度显著升高,极表层的结构发生了变化,有富C层和类金刚石结构出现。 通过系统全面的研究,陶瓷添加剂可以极大的提高摩擦副的摩擦学性能,并