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高速铁路轴箱轴承采用脂润滑方式润滑，润滑脂性能直接影响轴箱轴承的可靠性和寿命。纳米颗粒具有优异的物理化学特性，将其作为润滑脂添加剂能够提高润滑脂的极压、抗磨性能。以纳米润滑脂作为高速铁路轴箱轴承润滑剂，可显著改善高速铁路轴箱轴承的润滑状态。本文以国产高速铁路轴箱轴承润滑脂作为基础脂，以二硫化钨和氮化硅纳米颗粒作为基础润滑脂添加剂，合成了纳米润滑脂，研究了纳米润滑脂的摩擦学性能和纳米颗粒的润滑机理。采用析因试验方案探究了超声波功率、超声波频率和水浴温度对纳米颗粒在基础润滑脂中分散均匀程度影响，确定了纳米润滑脂制备最优工艺方案。研究了二硫化钨和氮化硅纳米颗粒对纳米润滑脂极压性能和抗磨减摩性能影响。结果表明，纳米润滑脂PB值随着纳米颗粒添加量的增加先增大后降低，纳米润滑脂摩擦系数和钢球磨斑直径随着纳米颗粒添加量的增加先减小后增大。采用双因素方差分析法，研究了二硫化钨和氮化硅复合纳米颗粒对纳米润滑脂润滑性能影响。结果表明，两种纳米颗粒对纳米润滑脂润滑性能均有显著影响，且交互作用高度显著。获得了润滑性能最优纳米润滑脂，其PB值达到128kg，相对于基础润滑脂PB值提高了36.2%；摩擦系数降低到0.06512，相对于基础润滑脂降低了21.2%；钢球磨斑直径减小到0.441mm，相对于基础润滑脂降低了20.5%。使用扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）分析了钢球磨斑形貌和表面元素及其含量，研究表明，二硫化钨纳米颗粒的润滑机理为自修复作用和薄膜润滑作用；氮化硅纳米颗粒的润滑机理为自修复作用和类球轴承作用机理；复合纳米颗粒润滑机理是三者协同作用结果。本论文获得了润滑性能优异纳米润滑脂，其润滑性能指标满足EN12081标准要求，适用于高速铁路轴箱轴承使用，对开发润滑性能优异的润滑脂具有一定的参考价值。