由于铁路运输载重量和速度的不断增加,铁路弯道处轨道侧面的磨损也逐渐加剧。目前的轨侧润滑剂也存在效果有限、使用繁琐等缺点。本文针对道旁式轨侧润滑对润滑剂在高温性能、流变性能、润滑性能、耐老化性能等要求,研制出一种膨润土-复合铝基轨侧润滑脂。本研究确定了复合铝基润滑脂最佳的基础油、稠化剂及其配比;确定了最佳的膨润土润滑脂的添加量;通过均匀设计试验方法研究了添加剂对润滑脂的影响,建立数学模型优化添加剂配方,并进行了实验验证;利用正交设计探讨了抗紫外老化剂的种类、添加量和添加温度对润滑脂的抗老化性能的影响,得到了最佳的添加方案,增强了轨侧润滑脂的抗老化能力。1.以三种基础油、两种稠化剂为基础,在基础油含量分别为80%、83%、86%、89%时制备复合铝基润滑脂,分析了基础油种类、稠化剂种类、基础油含量对复合铝基脂基本性能和流变性能的影响;利用红外光谱、热性能分析和扫描电镜对不同基础油、稠化剂制备的润滑脂进行了分析。结果表明,以89%环烷油、硬脂酸-苯甲酸制备润滑脂较好:滴点为270℃,锥入度为268.6/0.1mm,钢网分油率为2.01%,蒸发度为3.18%,氧化安定性为0.0500MPa,输送性能挤出时间(t_a)为131.3s,钢球磨损直径为89.61μm,降噪性能较好,且制备反应转化率高,热稳定性较强,纤维结构良好。2.探讨了膨润土润滑脂的添加量对膨润土-复合铝基脂性能的影响,按照各种性能对添加量进行研究。发现添加10%、膨润土含量为15%的膨润土润滑脂综合性能最佳:滴点277℃,锥入度283.0/0.1mm,钢网分油率3.3%,蒸发度2.01%,t_a为165.4s。膨润土改进了复合铝基润滑脂的流变性能,改变了复合铝基润滑脂的稠化剂结构,增强润滑脂的稳定性。3.以四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)、二烷基二硫代氨基甲酸硫化氧钼(极压抗磨剂T351)、石油磺酸钡的添加量为因素,以滴点、锥入度、氧化安定性、钢球磨损直径、t_a为指标,利用均匀设计试验方法对添加剂配方进行设计。通过逐步回归方法拟合出以上五种指标与添加剂配方的关系,并以此绘制出各个指标随添加剂配方变化的变化图像。利用MATLAB软件对五项指标进行综合优化,并进行了验证:滴点为273℃,锥入度为260.1/0.1mm,钢网分油率为1.48%,蒸发度为1.04%,氧化安定性为0.0394MPa,钢球磨损直径为88.7μm,t_a为189.6s,综合性能得到提高。4.本文对润滑脂的老化行为进行了研究,以抗紫外老化剂的种类、添加量、添加温度为因素,以老化前后的滴点、锥入度、钢网分油率、蒸发度、t_a的变化值为指标,进行正交试验设计,得到的润滑脂老化前后性质变化最小的方案为:在150℃下添加1.5%抗紫外老化剂UV531。红外图谱分析表明,老化后润滑脂主要生成了含羟基、羰基等的含氧衍生物,流变性能测试和DSC测试表明老化破坏稠化剂的结构,降低了润滑脂的稳定性,抗紫外老化剂可减缓老化对润滑脂稳定性的影响。