[發(fā)明專利]一種調(diào)控摩擦界面潤滑液滲透性的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010423624.X
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111560280B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許雪峰;欒志強(qiáng);胡曉冬;馮伯華
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C10M141/08
• 分類號: C10M141/08;C10M135/10;C10M133/06;C10M135/08;C10N30/04;C10N30/06
• 代理公司: 浙江千克知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

本發(fā)明公開了一種調(diào)控潤滑液在摩擦界面滲透能力的方法，所述方法根據(jù)摩擦界面自激發(fā)電場和毛細(xì)通道壁面定域電荷的性質(zhì)，選擇適合的兩性離子、陽離子或陰離子添加劑作為潤滑液電滲調(diào)控劑，并適量地添加到基礎(chǔ)潤滑液中，調(diào)控潤滑液的電滲能力；潤滑液在摩擦界面的自激發(fā)電場作用下形成潤滑液毛細(xì)通道電滲流，潤滑液電滲能力地改變影響其在摩擦界面的滲透性，上述方法適用于具有摩擦接觸區(qū)的潤滑冷卻場合，具有減少摩擦和磨損的特點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及切削、磨削等加工中工件與刀具的摩擦接觸面以及齒輪、軸 承等零件中的摩擦界面的潤滑領(lǐng)域，特別涉及一種調(diào)控摩擦界面潤滑液滲透 性的方法。

背景技術(shù)

對于切削、磨削等具有摩擦接觸區(qū)的潤滑冷卻場合來說潤滑液的滲透性 對摩擦界面的摩擦磨損有著較大的影響，提高潤滑液滲透性可有效改善摩擦 界面的摩擦磨損。目前主要通過添加納米粒子或使?jié)櫥簬щ姷确椒p小潤 滑液在摩擦界面的潤濕角來提高摩擦界面潤滑液滲透性，而本發(fā)明提供了一 種在基礎(chǔ)潤滑液中添加適量電滲調(diào)控劑，利用摩擦界面自激發(fā)電場對潤滑液 產(chǎn)生的毛細(xì)管電滲效應(yīng)調(diào)控潤滑液滲透性的方法，并且目前還未有這方面類 似的發(fā)明。

摩擦過程中，機(jī)械滑動面之間的相互劃擦與耕犁導(dǎo)致摩擦界面形成大量 毛細(xì)管通道，潤滑液通過這些毛細(xì)管滲透進(jìn)入摩擦接觸區(qū)，起到潤滑冷卻作 用。摩擦接觸面在劃擦、磨損、斷裂變形等機(jī)械作用下，摩擦副的表面缺陷 增多，剝離出具有活性的新鮮金屬表面，產(chǎn)生外逸電子發(fā)射現(xiàn)象。同時，電 荷在摩擦副材料間的轉(zhuǎn)移導(dǎo)致滑動表面帶上異種電荷，從而在摩擦接觸區(qū)地 窄縫中形成一個沿滑動面法向分布的強(qiáng)電場。這些外逸的電子在該強(qiáng)電場的 作用下高速運(yùn)動，并與窄縫中的氣體分子發(fā)生碰撞，導(dǎo)致氣體電離并產(chǎn)生摩擦等離子體現(xiàn)象。上述這些摩擦接觸區(qū)的摩擦電現(xiàn)象使得摩擦界面的毛細(xì)管 中形成一個軸向分布的自激發(fā)電場。由于摩擦副材料與潤滑液的固/液兩相界 面上各種界面作用(電荷轉(zhuǎn)移，帶電粒子吸附等)，界面兩側(cè)分布大量異號 電荷，形成所謂雙電層。雙電層中的自由電荷在軸向自激發(fā)電場作用下帶動 潤滑液定向移動，形成潤滑液的毛細(xì)電滲流。電滲調(diào)控劑可通過改變固/液界 面雙電層的特性影響毛細(xì)電滲的大小或方向。電滲調(diào)控劑的種類包括：兩性 離子添加劑、陽離子添加劑、陰離子添加劑等。兩性離子添加劑僅影響電滲 的大小，陰、陽離子添加劑則均可改變電滲的大小與方向。因此，根據(jù)材料 界面摩擦?xí)r產(chǎn)生的自激發(fā)電場和毛細(xì)通道壁面定域電荷的性質(zhì)，選擇合適的 電滲調(diào)控劑添加至基礎(chǔ)潤滑液，利用自激發(fā)電場對潤滑液產(chǎn)生的毛細(xì)電滲效 應(yīng)，可以改善潤滑液在切削、磨削等加工以及齒輪、軸承等零件中的摩擦界 面的滲透性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種調(diào)控摩擦界面潤滑液滲透性的 方法，從而有效改善潤滑液的潤滑冷卻性能。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題可以通過以下技術(shù)方案來實施。

1、利用固體表面zeta電位測試儀或電化學(xué)工作站等方法測得刀具/工件、 工件/砂輪以及工件/模具等摩擦副材料表面在基礎(chǔ)潤滑液(油性潤滑液、水 性潤滑液等)中的zeta電位，確定材料表面定域電荷及雙電層中自由電荷極 性。

2、根據(jù)刀具/工件、工件/砂輪以及工件/模具等摩擦副材料表面在基礎(chǔ) 潤滑液(油性潤滑液、水性潤滑液等)中的定域電荷及雙電層中自由電荷極 性，選擇適合的電滲調(diào)控劑適量加入至基礎(chǔ)潤滑液中。

3、若在基礎(chǔ)潤滑液中摩擦副材料表面均帶負(fù)電(即雙電層中自由電荷極 性為正)，則選擇兩性離子添加劑可提高潤滑液的電滲性能，從而提高潤滑 液在摩擦界面的滲透能力，選擇陽離子添加劑可改變潤滑液的電滲方向，從 而抑制潤滑液的摩擦界面的滲透能力。兩性離子添加劑包括：3-[3-(膽酰胺 丙基)二甲基氨基]-丙磺酸(CHAPS)、3-[3-(膽酰胺丙基)二甲基氨基]-2-羥 基-1-丙磺酸(CHAPSO)等常用的兩性離子表面活性劑，添加的劑量范圍為0.01 –1mmol/L；陽離子添加劑包括：十四烷基三甲基溴化銨(TTAB)、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)等常用的陽離子表面活性劑，添加的劑量范圍為0.01 –2mmol/L。