復(fù)合液壓油及其制備方法和用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液壓系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及復(fù)合液壓油及其制備方法和用途。
【背景技術(shù)】
[0002]摩擦副是液壓泵等工業(yè)儀器設(shè)備中關(guān)鍵組件，當(dāng)前的液壓泵正向著高速化、高壓化和長壽命方向發(fā)展。然而，高壓高速化勢必帶來交變載荷，高頻沖擊以及系統(tǒng)溫升等問題的加劇使摩擦副界面潤滑摩擦行為更為復(fù)雜，導(dǎo)致液壓泵在使用中常發(fā)生過早磨損破壞。所以長期以來摩擦副的過早磨損問題一直是液壓泵等工業(yè)儀器設(shè)備生產(chǎn)行業(yè)扼要解決的冋題。
[0003]目前，液壓泵摩擦副主要由軸承鋼與銅合金面面配合，因高壓高速工況下易發(fā)生油膜破裂，使得金屬直接接觸并產(chǎn)生大量的熱，進(jìn)而產(chǎn)生金屬咬合形成粘著磨損。到目前為止，科技人員主要圍繞摩擦副的表面處理技術(shù)，特別是表面鍍銀和滲氮處理來降低磨損。雖然涂層自潤滑銀膜能夠促進(jìn)潤滑降低粘著磨損，但是其服役壽命有限返修率高。同時(shí)，硬質(zhì)磨肩顆粒一方面惡化摩擦副表面另一方面嚴(yán)重影響著液壓油管路流通和密封系統(tǒng)。
[0004]因此，迫切需要提出一種能夠使摩擦副在高壓高速及高溫復(fù)雜工況下減少磨損提高壽命的產(chǎn)品和方法

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種可以有效地降低摩擦副磨損，尤其是在高溫和不同載荷工況下可以保持優(yōu)良的減磨效果和耐磨穩(wěn)定性的復(fù)合液壓油。
[0006]需要說明的是，本發(fā)明是基于發(fā)明人的下列工作而完成的:
[0007]發(fā)明人未采用目前常規(guī)的通過改善摩擦副的表面處理技術(shù)降低磨損，而是通過結(jié)合液壓泵中摩擦副材料使用的特點(diǎn)，對現(xiàn)有的市售的基礎(chǔ)液壓油進(jìn)行改良。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，層狀結(jié)構(gòu)的二硫化鉬外側(cè)由硫原子均勻排布，在摩擦過程中一方面納米顆粒通過范德華作用與摩擦副界面形成物理吸附；另一方面由于摩擦副屬鐵基和銅鋅基材料，硫原子能夠與摩擦副的界面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成Fe-S、Zn-S和Cu-S等化學(xué)鍵以促進(jìn)界面化學(xué)吸附并抑制摩擦副的氧化，從而使得自潤滑顆粒成膜更加穩(wěn)定均勻，達(dá)到降低摩擦副的燒結(jié)磨損作用。從而，發(fā)明人將二硫化鉬納米顆粒加入市售的基礎(chǔ)液壓油獲得復(fù)合液壓油，該復(fù)合液壓油能夠起到良好的抗磨作用。此外，摩擦升溫是液壓油工作時(shí)不可避免的不利因素，因?yàn)橛驼扯入S油溫升高急劇下降阻礙其成膜承壓作用并導(dǎo)致摩擦磨損進(jìn)一步惡化，然而，發(fā)明人進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，在一定溫度范圍內(nèi)(150°C以下)，二硫化鉬納米顆粒促進(jìn)潤滑作用隨溫升而提高:油溫升高可提高二硫化鉬納米顆粒化學(xué)活性并利于在摩擦表面形成轉(zhuǎn)移膜進(jìn)而促進(jìn)潤滑降低摩擦溫升，即達(dá)到二硫化鉬納米顆粒促進(jìn)潤滑的負(fù)反饋?zhàn)饔?。因此，采用本發(fā)明的復(fù)合液壓油可以從物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)兩方面促進(jìn)摩擦副的潤滑減磨，而且將摩擦件工作狀態(tài)下溫度升高加速磨損的不良影響轉(zhuǎn)化為對摩擦件潤滑減磨的促進(jìn)作用，從而，本發(fā)明的復(fù)合液壓油在高溫和不同載荷工況下的減磨效果和耐磨穩(wěn)定性更佳。
[0008]因而，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種復(fù)合液壓油。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該復(fù)合液壓油包括:二硫化鉬納米顆粒和基礎(chǔ)液壓油。其中，所述基礎(chǔ)液壓油為目前市售的常用無特殊添加物的普通液壓油。
[0009]發(fā)明人驚奇的發(fā)現(xiàn)，該復(fù)合液壓油可以有效地降低摩擦副的磨損，尤其適合在高溫和不同載荷工況下使用，其減磨效果和耐磨穩(wěn)定性更佳。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，應(yīng)用本發(fā)明的復(fù)合液壓油，摩擦副的摩擦系數(shù)低于普通基礎(chǔ)液壓油的1/6，磨損性能較普通基礎(chǔ)液壓油提高了 7倍。
[0010]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的復(fù)合液壓油，還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0011]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述復(fù)合液壓油進(jìn)一步包括:司盤-80。由此，二硫化鉬納米顆粒在摩擦接觸區(qū)能更均勻地分散。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述二硫化鉬納米顆粒的質(zhì)量濃度為0.5?1%。由此，復(fù)合液壓油的潤滑減磨效果好，如果二硫化鉬納米顆粒濃度低于0.5%，則二硫化鉬納米顆粒的濃度過低，無法有效地與摩擦副界面作用和在表面形成穩(wěn)定轉(zhuǎn)移膜，降低摩擦系數(shù)，而二硫化鉬納米顆粒濃度高于I %，則二硫化鉬納米顆粒的濃度過高，在摩擦副界面容易發(fā)生團(tuán)聚以致不易進(jìn)入摩擦接觸區(qū)，復(fù)合液壓油的潤滑減磨效果下降。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述司盤-80與所述二硫化鉬納米顆粒的質(zhì)量濃度比為1:1o由此，二硫化鉬納米顆粒在摩擦接觸區(qū)的分散效果更佳。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述二硫化鉬納米顆粒的粒徑不大于lOOnm，優(yōu)選地，所述二硫化鉬納米顆粒的粒徑不大于50nm。由此，復(fù)合液壓油的潤滑減磨效果更佳。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，本發(fā)明提供了一種制備前述的復(fù)合液壓油的方法。該方法包括:向基礎(chǔ)液壓油中加入二硫化鉬納米顆粒，以便得到第一混合物；和將所述第一混合物進(jìn)行磁力攪拌和超聲處理，以便獲得所述復(fù)合液壓油。
[0015]發(fā)明人驚奇的發(fā)現(xiàn)，采用本發(fā)明的方法制備的復(fù)合液壓油，可以有效地降低摩擦副的磨損，尤其適合在高溫和不同載荷工況下使用，其減磨效果和耐磨穩(wěn)定性更佳。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，應(yīng)用本發(fā)明的復(fù)合液壓油，摩擦副的摩擦系數(shù)低于普通基礎(chǔ)液壓油的1/6，耐磨損性能較普通基礎(chǔ)液壓油提高了 7倍。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法進(jìn)一步包括:向所述第一混合物中加入司盤-80。由此，二硫化鉬納米顆粒在摩擦接觸區(qū)能更均勻地分散。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述二硫化鉬納米顆粒的質(zhì)量濃度在0.5?I %。由此，復(fù)合液壓油的潤滑減磨效果好，如果二硫化鉬納米顆粒濃度低于0.5%，則二硫化鉬納米顆粒的濃度過低，無法有效地與摩擦副界面作用和在表面形成穩(wěn)定轉(zhuǎn)移膜，降低摩擦系數(shù)，而二硫化鉬納米顆粒濃度高于I %，則二硫化鉬納米顆粒的濃度過高，在摩擦副界面容易發(fā)生團(tuán)聚以致不易進(jìn)入摩擦接觸區(qū)，復(fù)合液壓油的潤滑減磨效果下降。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述司盤-80與所述二硫化鉬納米顆粒的質(zhì)量濃度比為1:1o由此，二硫化鉬納米顆粒在摩擦接觸區(qū)的分散效果更佳。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述二硫化鉬納米顆粒的粒徑小于lOOnm，優(yōu)選地，所述二硫化鉬納米顆粒的粒徑小于50nm。由此，復(fù)合液壓油的潤滑減磨效果更佳。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將所述第一混合物磁力攪拌0.5-2小時(shí)后，在水浴中超聲處理0.25-1小時(shí)，以便獲得所述復(fù)合液壓油。由此，二硫化鉬納米顆粒在復(fù)合液壓油中的分散效果好，從而促進(jìn)復(fù)合液壓油的潤滑效果。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種促進(jìn)摩擦副潤滑減磨的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述摩擦副包括:上摩擦件和下摩擦件，在所述上摩擦件和所述下摩擦件之間施加前述的復(fù)合液壓油。
[0021]發(fā)明人驚奇的發(fā)現(xiàn)，采用本發(fā)明的復(fù)合液壓油進(jìn)行摩擦副的潤滑減磨，可以有效地降低摩擦副的磨損，尤其適合在高溫和不同載荷工況下使用，其減磨效果和耐磨穩(wěn)定性更佳。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，應(yīng)用本發(fā)明的復(fù)合液壓油，摩擦副的摩擦系數(shù)低于普通基礎(chǔ)液壓油的1/6，耐磨損性能較普通基礎(chǔ)液壓油提高了 7倍。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述摩擦副來源于液壓泵。由此，液壓泵在工作狀態(tài)下其出口和入口液壓油的溫度(通常70-100攝氏度)，與本發(fā)明的復(fù)合液壓油在高溫條件(75-125攝氏度)條件下，摩擦系數(shù)顯著下降的性質(zhì)相結(jié)合，促進(jìn)將摩擦副溫度升高加速磨損的不良影響轉(zhuǎn)化為增強(qiáng)對摩擦件潤滑減磨的作用，從而，復(fù)合液壓油的減磨效果和耐磨穩(wěn)定性更佳。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述摩擦副的材料選自軸承鋼、滲氮鋼、銅鋅合金、黃銅合金和錫青銅合金的至少之一。由此，本發(fā)明的復(fù)合液壓油中的硫原子更易于與摩擦副的界面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成Fe-S、Zn-S和Cu-S等化學(xué)鍵，以促進(jìn)界面化學(xué)吸附并抑制摩擦副的氧化，從而使得自潤滑顆粒成膜更加穩(wěn)定均勻，達(dá)到降低摩擦副的燒結(jié)磨損作用。
[0024]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的