论文部分内容阅读
传统的油润滑存在冷却效果差,易燃、易污染等缺点,随着节能和环保要求的提高,开发新型绿色环保润滑剂势在必行。水基润滑是指通过分子的水合作用,利用水合层间的斥力实现减小界面摩擦的一种润滑方式,具有重要的研究意义和应用价值。本文采用天然植物多糖魔芋葡甘聚糖(konjac glucomannan,简称KGM)为水基润滑添加剂,以石英玻璃和钛合金(Ti6A14V)为摩擦副,研究面接触和点接触状态下KGM溶液的水基润滑特性。主要研究内容包括:1.以石英玻璃为摩擦副,研究面接触条件下KGM溶液的水基润滑特性,着重分析了不同浓度溶液在不同转速下的润滑特性。结果表明:浓度为0.3%的溶液具有最佳的润滑性能,石英玻璃间的摩擦系数为0.002,且几乎不随转速发生变化。低浓度溶液的摩擦系数随转速增大而增大,高浓度溶液的摩擦系数随转速增大而减小。硼酸的加入增强了 KGM水合分子层的稳定性。面接触下水基润滑界面主要包含水合分子层和自由水分子层,两者共同作用实现有效润滑。2.以石英玻璃和Si3N4球为摩擦副,研究点接触条件下KGM溶液的水基润滑特性,重点分析了转速和浓度对润滑特性的影响。结果表明:点接触下只有当转速达到一定范围时才能实现超低摩擦,且低浓度范围和高浓度范围内实现超低摩擦的原理有所不同。润滑液浓度较低时,实现超低摩擦需要一段跑合过程。浓度较高时,不需要跑合过程即可实现超低摩擦。3.以Ti6A14V和Si3N4球为摩擦副,研究跑合过程对KGM溶液水基润滑特性的影响。对比分析了干摩擦跑合和硼酸跑合后KGM溶液水基润滑特性的差异。结果表明:跑合过程中Si3N4球上形成的磨损区域是实现超低摩擦的关键。干摩擦跑合后,在润滑液浓度较大且试验转速较高时,可实现超低摩擦,但浓度较低时无法实现超低摩擦。硼酸跑合后,即使在润滑液浓度较低时也能实现超低摩擦。