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硼酸酯的合成及摩擦化学特性研究(6)

时间:2017-01-16 10:02来源:毕业论文
四球试验用钢球的材料为GCrl5轴承钢,硬度为60-63HRC,钢球直径为12.7mm,符合国家标准GB/T12583的试验用球标准。试验前,所用钢球、油杯及夹头均用石油醚


四球试验用钢球的材料为GCrl5轴承钢,硬度为60-63HRC,钢球直径为12.7mm,符合国家标准GB/T12583的试验用球标准。试验前,所用钢球、油杯及夹头均用石油醚超声波清洗两次并用吹风机吹干待用。试验所用的添加剂为减二线油(基础油)。四球极压试验是在济南试验机厂制造的MQ-800四球机上进行的,最大负荷为800千克力。实验条件为:在室温条件下,转速为1450r/min,每次试验时间105min。试验后用装有测微计的读数显微镜测量油盒内钢球的磨痕直径,按照国家标准GB3142-82的实验标准测定润滑油的最大无卡咬负荷P0值,一般一个油品需要经过几次重复测试才能测出它的P0值。
4.1.2 四球摩擦磨损试验机的工作原理
四球机使用最广,主要用于评价润滑材料及其添加剂性能:具有用油量少,费用节省等优点。它采用四个直径为12.7mm的二级精度钢球,其中下面三个钢球浸没在试油中,并卡紧在油杯中保持不动,上面一个钢球夹紧在轴上,由电动机驱动旋转。通过液压加载使上球和下球相互扣紧,并做相对滑动,试验方法参见国标GB/T12583-1998。通过四球机试验可以测定润滑油的摩擦系数、承载能力以及钢球的磨损量。在四球机试验中,球的磨损和载荷的关系大致如图所示。轻载时,磨损随着载荷的增大而缓慢的加大,在这一阶段中,摩擦副表面保持着较完整的油膜;当载荷增大到P0时,磨损量急剧上升,称为最大无卡咬负荷。润滑油的P0值愈大,其油膜强度愈高;继续增大载荷达到P0时,由于摩擦热和新生表面的活性,激发油中的EP剂与金属发生化学反应,生成反应膜,磨损又趋缓和载荷加大到P0时,温度骤然上升,使球的接触表面发生焊接咬死,故P0称为烧结负荷,P0值愈大,则油的极压性愈好。
4.2 硼酸酯BN4的摩擦特性
取一定量的硼酸酯BN4加入到32号基础油中,在四球试验机上测试其磨斑直径(WSD),测试结果如表4.1所示。再更具根据表4.1中数据作图4.1。
表4.1 硼酸酯的磨斑直径测试结果
添加剂(wt%)    磨斑直径D196N 30min(mm)
无添加剂    0.52
1.0%    0.44
1.5%    0.41
2.0%    0.37
2.5%    0.33
3.5%    0.28
图4.1 磨斑直径与基础油中硼酸酯的质量百分含量的关系图
由添加剂含量与磨斑直径关系图可以看出,随着添加剂含量的增加,磨斑直径减小,且趋势较大,减磨效果突出。当添加剂含量增加到1.5%之后,磨斑直径的减小趋势减缓。推测其原因,可能是因为过量的添加剂在摩擦运动中团聚成交大颗粒,颗粒大于表面凹陷。因此,从性能及经济两方面出权衡,当硼酸酯的质量百分含量为1.5%时,磨斑直径D196N 30min为0.41,润滑油的减磨效率最高。
4.3 各种基础油加入添加剂后PB(N)值
各种基础油加入添加剂之后,用四球机测定其摩擦后的PB(N)值。测定结果如下:

表4.2 各种基础油以及加入1.5%硼酸酯添加剂后的PB(N)值
    基础油    1.5%硼酸酯    T202
32#基础油    765    866    898
 
图4.2 PB(N)值与所用基础油的关系图
由图4.2可以看出,在32号基础油中加入T202后,PB值最大。加入基础油的32号基础油PB值是三者当中最小的。当加入1.5%硼酸酯后,PB值稍有增大,但没有T202的增幅大。原因是在摩擦面的高温部分,添加剂与金属反应生成融点低的金属化合物,并且在金属表面形成牢固的吸附膜,防止了摩擦表面的直接接触。而T202与金属表面形成的油膜强度更大。 硼酸酯的合成及摩擦化学特性研究(6):http://www.751com.cn/huaxue/lunwen_2282.html
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