一种固液相复合型车辆齿轮油添加剂制造技术

本发明专利技术属润滑剂领域，具体地说涉及一种固液相复合型车辆齿轮油添加剂。依据固液相复合润滑技术理论，针对车辆齿轮的结构、工况、特点等，本发明专利技术提供了一种固液相复合型车辆齿轮油添加剂组合物及制备方法的技术方案，其组分包括固体润滑材料与液体介质以及其他辅料－分散剂、抗氧抗腐剂、极压抗磨剂、稳定分散剂等，经高速剪切乳化、超声波振荡及砂磨研磨分散加工，制成具有稳定分散体系的固液相复合型车辆齿轮油添加剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属润滑剂领域，具体地说涉及一种固液相复合型车辆齿轮油添加剂。
技术介绍
润滑就是在相对运动的摩擦接触面之间加入润滑剂，使两接触表面之间形成润滑 膜，变干摩擦为润滑剂内部分子间的内摩擦，以达到减少摩擦，降低磨损，延长机械设备使 用寿命的目的。现代润滑剂大致可分为以下几大类1液体润滑剂包括动植物油、矿物油、合成油、水基液体等。2半固体润滑剂就是在常温、常压下呈半流体状态，并且有胶体结构的润滑材 料_润滑脂。3固体润滑剂它包括金属化合物，如Pb0、CaF2、MoS2等；非金属无机物，如石墨、氮化硼等；4气体润滑剂包括空气、氦、氮、氢等。从润滑的作用和效果来分析上述诸类润滑剂(润滑方式)，每种润滑剂既有它的 润滑优势，也有它的不足。液体润滑的优势是润滑的流动性好，完全液体润滑的摩擦系数小，是应用比较广 泛的一种润滑方式。其不足是液体润滑剂的油膜强度不够高，在边界润滑或设备停止运转 时，液体润滑剂回流到油底壳(或油箱)，此时在摩擦副上的润滑膜厚度不足Ium(完全液体 润滑时油膜厚度应在2 IOum范围内，且要连续不断)，此厚度不能满足设备运转的要求。 特别是冷启动设备时，必然导致摩擦系数急剧升高，随之带来的结果就是产生大量的磨损。固体润滑剂(润滑方式)的优点是使用温度范围宽，承载能力强，粘附性好等。但 固体润滑剂单独使用时摩擦系数较大，没有冷却作用等。这就是说单一液体润滑剂或单一固体润滑剂在一定的应用场合和范围都存在润 滑局限性问题，它主要反映在两个方面，首先是不能更好的满足设备的正常运转要求，其次 是不可避免的会造成摩擦磨损的加剧，造成能源消耗与资源的浪费。近年来，有人试图将部分固体润滑剂添加入液体润滑剂中，组合成一种混合添加 剂，以改善单一液体润滑剂或单一固体润滑剂的不足，如将单一的固体润滑材料石墨加入 到成品内燃机油中，生产出一种用于内燃机油中的浓缩液一节能减摩添加剂。本专利技术人 也申请生产过一种复合内燃机油添加剂等，它们只是将单一的固体润滑材料石墨或石墨与 二硫化钼复配生产的一种内燃机油添加剂。也有在市场上应用的一种含有石墨的润滑油，包括内燃机油和车用齿轮油。以上这些专利技术和产品虽然也是将固体与液体混合在一起，但只是简单的生产工 艺，通过物理混合，生产出含有单一或两种固体润滑材料混合的添加剂或润滑油。但它们均 不能达到均一稳定的固液相胶体体系。稳定性极差，在存放过程中固液相体系最长也只能 稳定在三个月左右，就会发生固液分离，严重的固体发生沉淀，板结在容器的低部；使用中不能很好的达到稳定的润滑效果，甚至会在金属表面生成沉淀，堵塞油路造成设备损坏。另外，由于没有针对不同应用场合合理的选择固体润滑材料的最佳粒度分布带以 及与其相适应的配套助剂配方，(依据各种摩擦副表面粗糙度的不同，)，致使在使用过程 中，润滑膜达不到相适应的最佳润滑效果，油膜强度达不到理想状态。车辆齿轮主要类型有直齿、斜齿、圆柱齿轮、人字圆柱齿轮、直轮、斜轮、弧齿、圆锥 齿轮及准双曲面齿轮等。准双曲面齿轮的齿轮弯曲强度和接触强度较高，传动功率大，传动 平稳，齿面间啮合平顺性好，减速比大，适于高速。但是，这种齿轮齿面间滑移速度大，且接 触应力大，润滑条件苛刻，对润滑剂有较高要求，特别是车辆后桥齿轮油，要求更为苛刻。车辆齿轮工作条件相当复杂汽车双曲线齿轮的齿面载荷可高达1. 7GPa，冲击载荷可高达2. SGPa0车辆齿轮特 别是准双曲面齿轮，齿面所承受的负荷极高，可达2. 5 4GPa，圆周速度快(5 10m/S)，齿 轮箱中油温可高达120 130°C，故对齿轮油的要求较高。双曲线齿轮传动的工作条件更苛刻，对汽车齿轮油使用性能要求更高，使用中如 果不能正确选用合适的齿轮油，就不能保证齿轮的正常润滑，容易导致齿轮的早期磨损和 擦伤，甚至会造成大的车辆和人身事故。车辆齿轮润滑是一种连续的润滑过程，当齿轮啮合时，在两齿侧面间应该形成一 层新的承载油膜，以起到齿面间的润滑作用。原则上，车辆齿轮润滑中三种润滑方式均存在，即流体动力润滑、弹性动力润滑和 边界润滑。根据齿面几何形态和啮合情况，会发生滚动摩擦或滑动摩擦。齿轮所受的大部 分负荷，是通过润滑间隙中的润滑油液压而传递的，其余则是通过齿面的接触而传递，所以 润滑油的载荷能力接近于材料强度。从具体所承受的负荷来看，有一些齿轮所受的负荷是很高的。齿轮传动装置的工 作性能要受到扭矩和速度(包括震动等情况)的限制，超过一定的扭矩和速度，齿轮便会出 现各种形式的损坏磨损、擦伤、点蚀和断裂等。在正常运转条件下，齿轮处于弹性流体动力 润滑状态，当低速高扭矩时，也就是汽车在高载荷下起动、爬坡或遇到冲击载荷时，齿面接 触区中有相当部分处于边界润滑状态。为此，车辆齿轮的润滑要求能在较高的负荷下还能保持有足够厚的油膜。齿轮油 的粘度增加有利于承载能力的提高，但粘度太大会增加摩擦损失，所以车辆齿轮油中一般 都加有极压抗磨添加剂，这些极压抗磨添加剂均为油溶性的摩擦改进剂，加的太多又容易 引起化学腐蚀，缩短齿轮的使用寿命。小轿车后桥和变速箱的操作温度并不很高，但随着发动机工作条件变苛刻，齿轮 箱体积缩小，齿轮油的氧化也愈来愈严重。重型卡车的齿轮装置操作温度相当高，齿轮油的氧化是一个突出的问题。氧化使 油的粘度增加，生成油泥，影响油的流动。为此，要想得到既有一定的油膜强度，又要不发生化学腐蚀，又有较高的抗氧化能 力，达到节省能耗，延长车辆齿轮使用寿命的理想要求，单靠现有的流体润滑技术解决问题 有一定的难度，必须另辟途径来解决车辆齿轮油的内在质量问题，这就是本专利技术需要解决 的问题。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的缺点，本专利技术人查阅了大量的有关资料介绍，并经过大 量试验研究发现，将液体润滑剂与固体润滑剂有机的结合，能够在齿轮的啮合面形成既有 液体又有固体的复合润滑膜，这种固液相复合润滑膜能够起到单一液体润滑剂和单一固体 润滑剂无法企及的作用。为此专利技术人提出了“固液相复合润滑技术”理论。“固液相复合润滑技术”理论的技术原理是依据法国物理学家库仑的摩擦定律提 出的。库仑的摩擦定律认为，决定摩擦力大小的因素有两个，一个是摩擦表面的法向载荷； 另一个是摩擦系数。而摩擦系数又是摩擦面材料、表面状态(粗糙度)、工作条件的函数。 它告诉我们在摩擦表面的法向载荷、摩擦副材料性质、工作条件均不变的情况下，通过改变 摩擦副表面的状态，降低其粗糙度，是可以降低摩擦系数、减少摩擦阻力、降低动能消耗的。固液相复合润滑技术产品，就是在充分研究了固体润滑材料(石墨、二硫化钼、氮 化硼等)的特性和润滑优势；摩擦副(钢表面)在不同加工手段的不同粗糙度；液体润滑材 料(润滑油)的优势和不足及相互关系的基础上，充分利用固体润滑材料良好的润滑性、导 热性、高温安定性和化学稳定性等特点，利用高科技手段将其加工成微米、亚微米级的微粒 子(每个微粒都有几千层可滑动的原子层)，通过科学的配比和分散与悬浮的制备工艺，加 工成既有固体润滑材料，又有液体润滑材料的固液相复合型润滑剂(润滑油)。在润滑的过 程中，固体润滑粒子伴随液体润滑油一起填充修复附着成膜于摩擦副表面，使摩擦副表面 形成既有固体又有液体的稳定的固液复合润滑膜。这种复合润滑膜改变了摩擦副表面的表 面状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固液相复合型车辆齿轮油添加剂，其特征在于其组分包括固体润滑材料与液体介质以及其他辅料－分散剂、抗氧抗腐剂、极压抗磨剂、稳定分散剂，经高速剪切乳化、超声波振荡及球磨分散加工，制成具有稳定的分散体系的固液相复合型车辆齿轮油添加剂；该添加剂按一定的比例添加到成品车辆齿轮油后，在使用过程中，能填充修复、附着成膜于车辆齿轮摩擦副表面，形成稳定的固液相复合润滑膜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邹鸣，公丕桐，
申请(专利权)人：公丕桐，邹鸣，张桂芹，
类型：发明
国别省市：88[中国|济南]