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由于传统水-乙二醇抗燃液压液含有大量的水份,抗磨减摩性能较差,而超细粉体作为润滑介质添加剂能够有效提高润滑剂的抗磨减摩性,并可修复摩擦副表面的磨损,从而实现设备的节能和寿命提高。因此本文创新性的提出了制备含超细铜/蛇纹石粉体的水-乙二醇抗燃液压液。采用溶液法,通过倾点、运动粘度、泡沫特性等性能测试,在研究水-乙二醇的比例、聚醚和磷酸三丁酯的添加量对水-乙二醇抗燃液压液各性能的影响的基础上,制备出符合国家标准的绿色环保水-乙二醇抗燃液压液。通过测定蛇纹石粉体在水中的pH值-Zeta电位图,选取六偏磷酸钠、聚乙二醇600、聚乙烯吡咯烷酮作为分散剂,研究了分散剂的种类、添加量对蛇纹石粉体在水中的分散稳定性,从而选取最佳的分散剂及分散剂的添加量,采用高能球磨法湿法球磨蛇纹石粉体,研究了球磨时间以及分散剂的加入与否对蛇纹石粉体中粒径d50的影响,从而制备出分散性良好的超细蛇纹石粉体。选用原位分散、液相还原法制备纳米铜粉,系统研究了分散剂聚乙烯吡咯烷酮的添加量对水和乙二醇两种液相介质制备出纳米铜粉粒度的影响规律。最后在以上实验基础上通过四球摩擦磨损试验机系统研究了超细蛇纹石粉体和纳米铜粉添加量对水-乙二醇抗燃液压液摩擦学性能的影响,以及超细蛇纹石粉体与纳米铜粉复配比例及加入量对水-乙二醇抗燃液压液摩擦学性能的影响,成功制备出摩擦学性能优异的含超细铜/蛇纹石粉体水-乙二醇抗燃液压液。主要获得以下结论: (1)研究表明:m(水)∶m(乙二醇)=40∶60时,水-乙二醇系统的倾点最低,综合考虑成本、闪点和倾点,实验确定m(水)∶m(乙二醇)=1∶1;聚醚添加量为15wt.%时,水-乙二醇体系的运动粘度最佳;磷酸三丁酯具有良好的消泡效果,其添加量为5wt.%时,水-乙二醇体系的泡沫性能优异。 (2)成功制备出各项性能均达到国家标准的水-乙二醇抗燃液压液,其在压力294N、时间30min、转速为1200r/min的条件下的摩擦系数为0.068,磨斑直径为0.69mm,优于国外知名产品。 (3)研究表明,蛇纹石粉体在pH值为10时水溶液中,Zeta电位为负的最大值,在该pH值下,六偏磷酸钠的添加量为9wt.%时,粉体在水中的分散稳定性最优。 (4)以水为球磨介质制备超细蛇纹石粉体,调节pH值为10,未添加分散剂球磨40h后,粉体中粒径d50达到最小值为385nm。添加了9%六偏磷酸钠后,球磨48h后粉体中粒径d50达到最小值112nm。 (5)研究发现,分散剂PVP的添加量为5wt.%时,以水和乙二醇为液相介质制备得到的超细铜粉粒度均最小,并具有最佳的分散性。以水为液相介质,制备出了平均粒径为20~40nm的纳米铜粉,但存在表面氧化;以乙二醇为液相介质,制备出了的平均粒径为2~4nm纳米铜粉,分散稳定性能更好,且铜粉未被氧化。 (6)研究发现:超细蛇纹石粉体和纳米铜粉作为水-乙二醇抗燃液压液的添加剂,均能有效改善其摩擦学性能,当超细蛇纹石的添加量为2wt.%时,水-乙二醇抗燃液压液的抗磨减摩性能最佳,摩擦系数为0.0577、磨斑直径为0.55mm;纳米铜粉的含量为1.4wt.%时,摩擦学性能最好,摩擦系数为0.0081,磨斑直径为0.65 mm。 (7)超细蛇纹石粉和纳米铜粉复配后比单粉体作为添加剂能够使水-乙二醇抗燃液压液的摩擦学性能更加优异。纳米铜粉和超细蛇纹石粉复配比例为2∶1,总添加量为3wt.%时,水-乙二醇抗燃液压液的摩擦学性能最佳,其中摩擦系数为0.0006,磨斑直径为0.45mm,比未添加粉体的水-乙二醇抗燃液压液的摩擦系数和磨斑直径分别减少了99.12%和34.78%。 (8)在摩擦过程中,超细粉体首先以沉积作用填充到因摩擦产生的凹槽中,随着摩擦的进行,超细蛇纹石粉和超细铜粉铺展在摩擦表面,形成一层自修复膜,使两个摩擦面分离,从而达到减摩抗磨的作用。