專(zhuān)利名稱(chēng)：一種減振降噪自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械工程和新型納米材料的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及利用自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料減小油(脂)潤(rùn)滑條件下機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲以及有關(guān)零部件的壽命提高。
背景技術(shù)：
振動(dòng)和噪聲是伴隨現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展而產(chǎn)生的重要公害之一。它不僅惡化人機(jī)工作環(huán)境，而且寬頻帶隨機(jī)激振引起的多共振峰響應(yīng)，還可使電子器件失效，儀器、儀表失靈和機(jī)械部件的結(jié)構(gòu)疲勞，嚴(yán)重時(shí)可引發(fā)災(zāi)難性后果。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，機(jī)器制造行業(yè)中80％的事故和設(shè)備損壞由共振所引起，振動(dòng)和噪聲水平已成為決定產(chǎn)品價(jià)值和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力的重要因素之一。減振降噪，改善人機(jī)工作環(huán)境已成為目前亟待解決的問(wèn)題之一。
在解決工程振動(dòng)和噪聲方面，阻尼技術(shù)是應(yīng)用最為普遍的技術(shù)之一。長(zhǎng)期以來(lái)，阻尼減振多通過(guò)附加減振器或隔音器而實(shí)現(xiàn)，如專(zhuān)利CN1064329A和CN2040151U是通過(guò)設(shè)置消音氣門(mén)和消音凈化器降低內(nèi)燃機(jī)噪聲，各種車(chē)輛則廣泛使用減振器和吸音、隔音材料降低振動(dòng)和噪聲。盡管附加阻尼結(jié)構(gòu)的方法已在現(xiàn)代機(jī)器裝備中獲得廣泛的使用，并取得了較好的減震降噪效果，但這種方法對(duì)現(xiàn)代機(jī)械而言與構(gòu)造簡(jiǎn)便、體積小、輕量化的要求相矛盾，并且是一種當(dāng)振動(dòng)和噪聲已產(chǎn)生時(shí)被動(dòng)減震降噪的措施，因此，近年來(lái)采用阻尼材料(專(zhuān)利CN1077306A)減震降噪的措施日益受到世界各國(guó)的廣泛重視。該技術(shù)中，國(guó)內(nèi)外廣泛使用的阻尼減振材料是高分子粘彈性材料(專(zhuān)利CN1245178A，)，這種材料雖有很高的阻尼能力，但因其彈性模量低，不能作為結(jié)構(gòu)材料使用，難以滿(mǎn)足高力學(xué)性能要求的阻尼場(chǎng)合使用，另一突出問(wèn)題是高分子粘彈材料容易老化失效，從而使減振部件的服役壽命及設(shè)備的大修期限大大縮短(艦載武器，1996，(2)41)。為解決該問(wèn)題采用阻尼合金制造機(jī)械設(shè)備或儀器構(gòu)件減震降噪技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并成為目前國(guó)內(nèi)外材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一，這種減振降噪方法從產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲的構(gòu)件本身著手，因而具有工藝簡(jiǎn)便、成本低、適用范圍廣及技術(shù)先進(jìn)、效果明顯等優(yōu)點(diǎn)，是一種積極有效的減震降噪新技術(shù)。雖然阻尼材料技術(shù)已在一些領(lǐng)域得到了應(yīng)用，并取得了一定效果，但這種技術(shù)仍不能解決機(jī)械部件中由于運(yùn)動(dòng)部件不平衡、摩擦、損傷所造成的振動(dòng)和噪聲。
由于摩擦產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)是機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件中普遍發(fā)生的一種自然現(xiàn)象，長(zhǎng)期以來(lái)人們主要通過(guò)采用油(脂)潤(rùn)滑減小摩擦部件的摩擦系數(shù)和磨損量來(lái)降低摩擦噪聲(摩擦學(xué)學(xué)報(bào)，2000，20(6)478；中國(guó)機(jī)械工程，2003，14(9)766)，常規(guī)油(脂)潤(rùn)滑方法雖能在一定程度上降低摩擦振動(dòng)和噪聲，但由于常規(guī)潤(rùn)滑油(脂)不具有自修復(fù)作用仍然不能從根本上消除由于機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)部件加工、安裝誤差以及加工精度等造成的運(yùn)動(dòng)部件不平衡、溝槽、部件撞擊等噪聲?；诩{米潤(rùn)滑材料具有沉積膜作用機(jī)制、潤(rùn)滑膜增強(qiáng)機(jī)制、填充條件修復(fù)作用機(jī)制、表面拋光機(jī)制、光滑表面滾動(dòng)摩擦作用機(jī)制和納米微粒具有更好的懸浮特性以及可中和潤(rùn)滑油(脂)氧化燃燒后產(chǎn)生酸性物質(zhì)的分析和研究發(fā)現(xiàn)(徐濱士等，納米表面工程，國(guó)防工業(yè)出版社，2004)，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)出了多種納米潤(rùn)滑添加劑，部分已投入市場(chǎng)。如美國(guó)JB公司在市場(chǎng)上推出的“摩圣”系列純烴類(lèi)納米單分子汽油發(fā)動(dòng)機(jī)護(hù)理劑產(chǎn)品。俄羅斯推出了N-50A型的含納米金剛石內(nèi)燃機(jī)磨合潤(rùn)滑劑和含納米銅粉末與納米銅合金粉末的高級(jí)潤(rùn)滑油。我國(guó)的褚炎明發(fā)明了一種納米金屬微粉潤(rùn)滑修補(bǔ)劑(專(zhuān)利號(hào)CN1190668A)和抗磨潤(rùn)滑劑(專(zhuān)利號(hào)CN1206737A)。王鶴壽利用機(jī)械粉碎和膠體化學(xué)相結(jié)合的方法制備了納米PTFE、MoS2、滑石粉并研究了它們的摩擦學(xué)性能(納米科技產(chǎn)業(yè)，2003，(7)67)。最近，徐濱士院士還研制了納米銅和納米稀土化合物復(fù)合自修復(fù)添加劑(中國(guó)表面工程，2004，(2)37)等。研究結(jié)果表明，由于大多納米潤(rùn)滑材料均具有一定自修復(fù)功能，用于發(fā)動(dòng)機(jī)(專(zhuān)利號(hào)CN1190668A，CN1206737A等)和滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑(軸承，2004，(9)37)后均可明顯降低機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的磨損、振動(dòng)和噪聲。此外，哈爾濱圣龍集團(tuán)(國(guó)家經(jīng)貿(mào)委金屬磨損自修復(fù)材料產(chǎn)品鑒定會(huì)文件，2002年9月)和俄羅斯尼基丁.伊戈?duì)?符拉基米洛維奇推出的含有超細(xì)羥基硅酸鎂的礦石粉自修復(fù)劑(專(zhuān)利號(hào)分別為02101022.6，CN98121144)也具有降低金屬摩擦副摩擦噪聲和振動(dòng)的功效。盡管，以上所述納米潤(rùn)滑材料具有較好的減震降噪效果，但存在難以適用多種摩擦副、所產(chǎn)生的自修復(fù)層硬度不高易在隨后的摩擦磨損中被劃傷以及使用成本高等問(wèn)題。超細(xì)礦石粉自修復(fù)劑雖能生成高硬度的自修復(fù)保護(hù)層，但存在只適用于鋼-鋼摩擦副、修復(fù)時(shí)間長(zhǎng)(1～100小時(shí))、油潤(rùn)滑條件下摩擦系數(shù)恢復(fù)性增高(0.03～0.06)以及對(duì)潤(rùn)滑介質(zhì)摩擦學(xué)性能提高不多等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述技術(shù)存在的一些問(wèn)題而提供有效降低機(jī)械振動(dòng)、噪聲的自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料；本發(fā)明的另一目的是提供該材料的制備方法。
本發(fā)明的構(gòu)思為1、通過(guò)納米潤(rùn)滑材料在摩擦力化學(xué)反應(yīng)條件下形成自修復(fù)膜，并自動(dòng)調(diào)整其厚度，填補(bǔ)修復(fù)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的表面溝槽和損傷、改善運(yùn)動(dòng)部件的平衡性、減小摩擦系數(shù)等，大幅度減小機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲；2、利用納米潤(rùn)滑材料中有關(guān)添加劑的高清凈分散作用、高活性、高催化效應(yīng)和材料配方的最佳組合實(shí)現(xiàn)自修復(fù)層的快速形成，同時(shí)提高修復(fù)層與摩擦副基體的結(jié)合力、降低自修復(fù)層所需要的機(jī)械摩擦力大小；3、利用天然礦石粉和納米催化劑在摩擦力化學(xué)反應(yīng)下形成的硅酸鐵鎂化合物修復(fù)層所具有的高硬度、超低干摩擦系數(shù)和與鋼摩擦副線(xiàn)脹系數(shù)相近的特點(diǎn)，在鋼-鋼摩擦副表面獲得高硬度冶金結(jié)合自修復(fù)硅酸鐵鎂或金屬/硅酸鐵鎂梯度保護(hù)層；4、利用納米金屬銅與銅、鋁材料線(xiàn)脹系數(shù)相近和與銅、鋁摩擦副易潤(rùn)濕結(jié)合的特點(diǎn)，通過(guò)自修復(fù)納米銅、納米銅鎳合金層或銅/陶瓷梯度保護(hù)層，使本發(fā)明適用于鋼-銅、銅-銅、銅-鋁摩擦副。
本發(fā)明的技術(shù)方案為一種減振降噪自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料，其特征在于由占自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料總重量10～90％納米天然礦石微粉自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料A和由占自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料總重量10～90％復(fù)合金屬粉體自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料B復(fù)配而成；其中納米天然礦石微粉自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料的組分及各組分所占材料A總重量百分含量如下天然礦石納米微粉 10～25％，分散劑0.5～5％，其它輔助添加劑3.5～16％，
分散介質(zhì) 54～86％；其中納米復(fù)合金屬粉體自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料B的組分及各組分所占材料總重量百分含量如下金屬納米復(fù)合粉8～20％，分散劑0.3～10％，穩(wěn)定劑0.3～6％，抗氧腐蝕劑0.5～1％，納米稀土化合物0.02～1％，性能調(diào)節(jié)添加劑0.1～5％，分散介質(zhì) 57～88％。
上述天然礦石納米微粉為天然蛇紋石或者是天然蛇紋石和占蛇紋石重量百分比5～30％的氧化鎂經(jīng)加工后獲得的納米微粉混合物，粉體平均粒度為30～100nm；優(yōu)選含蛇紋石、綠泥石、滑石的江蘇東海天然蛇紋石。分散劑至少是六偏磷酸鈉、硅烷偶聯(lián)劑、油酸、硬脂酸或德國(guó)Disperbyk系列分散劑中的一種。其它輔助添加劑為減磨劑、催化劑、摩擦副清凈分散劑和抗氧腐蝕劑；各組分占納米天然礦石微粉金屬磨損自修復(fù)添加劑A重量百分比為減磨劑0.5～5％；催化劑0.5～5％，摩擦副清凈分散劑2～5％，抗氧腐蝕劑0.5～1％。減磨劑是納米Fe3O4或納米石墨粉，其平均粒度為30～60納米；催化劑至少是納米Fe2O3、納米Ni粉或納米La2O3中的一種，其平均粒度為30～60納米。摩擦副清凈分散劑是納米CaCO3或納米Ca(OH)2，其平均粒度為30～100納米?？寡醺g劑是T501，T504或T202。
其中金屬納米復(fù)合粉組分及各組分占金屬納米復(fù)合粉總量的重量百分含量分別為銅粉≤100nm 40～90％、鎳粉≤60nm 10～60％和鉬粉≤60nm 0～30％。性能調(diào)節(jié)添加劑至少是含鉬極壓抗磨劑MoDDP、T106清凈劑、T154分散劑、T406油性劑、T603粘度指數(shù)調(diào)節(jié)劑或T803A降凝劑中的一種。納米稀土化合物為Ce2O3或La2O3，其平均粒度為30～60納米。分散介質(zhì)為基礎(chǔ)潤(rùn)滑油或基礎(chǔ)潤(rùn)滑脂；其中基礎(chǔ)潤(rùn)滑油為500SN、15W或20W，基礎(chǔ)潤(rùn)滑脂為鋰基減磨潤(rùn)滑脂。穩(wěn)定劑為蓖麻油的衍生物和/或聚乙烯臘。
本發(fā)明還提供了一種上述自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料的生產(chǎn)方法，其步驟為A.將占納米天然礦石微粉自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料A總重量10～25％天然礦石納米微粉與占潤(rùn)滑材料A總重量0.5～5％分散劑和占潤(rùn)滑材料A總重量54～86％分散介質(zhì)配制后，通過(guò)球磨機(jī)將礦石粉球磨至30～100納米后，然后加入占潤(rùn)滑材料A總重量3.5～16％的輔助添加劑進(jìn)一步球磨、分散、混合60～180min后獲得納米天然礦石微粉自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料A；B.將占納米復(fù)合金屬粉體自修復(fù)潤(rùn)滑材料B總重量0.3～10wt.％分散劑加入占潤(rùn)滑材料B總重量57～88％的分散介質(zhì)中，再加入占潤(rùn)滑材料B總重量8～20％納米金屬?gòu)?fù)合粉和占潤(rùn)滑材料B總重量0.3～6％穩(wěn)定劑，用高速分散機(jī)分散后，所得的金屬納米復(fù)合粉體分散液加入占潤(rùn)滑材料B總重量0.5～1％抗氧腐蝕劑、占潤(rùn)滑材料B總重量0.02～1％的納米稀土化合物和占潤(rùn)滑材料B總重量0.1～5％的性能調(diào)節(jié)添加劑，在球磨機(jī)中研磨，制得納米復(fù)合金屬粉體自修復(fù)潤(rùn)滑材料B；C.將上述制備好的占復(fù)合自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料總量10～90％潤(rùn)滑材料A和占自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料總量10～90％潤(rùn)滑材料B復(fù)配，在球磨機(jī)或高速混合機(jī)中研磨或攪拌60～120分鐘，制得減振降噪的金屬/陶瓷復(fù)合自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料。
其中，其中步驟B中采用多槍直流電弧等離子體蒸發(fā)法制備滿(mǎn)足要求的高均勻混合單質(zhì)金屬納米復(fù)合粉。各種金屬納米粉或金屬納米復(fù)合粉應(yīng)在真空條件下保存，稱(chēng)量時(shí)應(yīng)在真空手套箱內(nèi)進(jìn)行，稱(chēng)量后的微粉應(yīng)立刻浸入溶劑中保存。
步驟B中高速分散機(jī)的轉(zhuǎn)速為600～3000轉(zhuǎn)/分鐘，分散時(shí)間為15～60分鐘，在球磨機(jī)中研磨時(shí)間為20分鐘～2小時(shí)。
上述天然礦石納米微粉為天然蛇紋石或者是天然蛇紋石和占蛇紋石重量百分比5～30％的氧化鎂經(jīng)加工后獲得的納米微粉混合物，粉體平均粒度為30～100nm；優(yōu)選含蛇紋石、綠泥石、滑石的江蘇東海天然蛇紋石。分散劑至少是六偏磷酸鈉、硅烷偶聯(lián)劑、油酸、硬脂酸或德國(guó)Disperbyk系列分散劑中的一種。其它輔助添加劑為減磨劑、催化劑、摩擦副清凈分散劑和抗氧腐蝕劑；各組分占納米天然礦石微粉金屬磨損自修復(fù)添加劑A重量百分比為減磨劑0.5～5％；催化劑0.5～5％，摩擦副清凈分散劑2～5％，抗氧腐蝕劑0.5～1％。減磨劑是納米Fe3O4或納米石墨粉，其平均粒度為30～60納米；催化劑至少是納米Fe2O3、納米Ni粉或納米La2O3中的一種，其平均粒度為30～60納米。摩擦副清凈分散劑是納米CaCO3或納米Ca(OH)2，其平均粒度為30～100納米?？寡醺g劑是T501，T504或T202。
其中金屬納米復(fù)合粉組分及各組分占金屬納米復(fù)合粉總量的重量百分含量分別為銅粉≤100nm 40～90％、鎳粉≤60nm 10～60％和鉬粉≤60nm 0～30％。性能調(diào)節(jié)添加劑至少是含鉬極壓抗磨劑MoDDP、T106清凈劑、T154分散劑、T406油性劑、T603粘度指數(shù)調(diào)節(jié)劑或T803A降凝劑中的一種。納米稀土化合物為Ce2O3或La2O3，其平均粒度為30～60納米。分散介質(zhì)為基礎(chǔ)潤(rùn)滑油或基礎(chǔ)潤(rùn)滑脂；其中基礎(chǔ)潤(rùn)滑油為500SN、15W或20W，基礎(chǔ)潤(rùn)滑脂為鋰基減磨潤(rùn)滑脂。穩(wěn)定劑為蓖麻油的衍生物和/或聚乙烯臘。
本發(fā)明在不同摩擦環(huán)境下減震降噪用納米潤(rùn)滑材料的使用方法也不同，可以將金屬/陶瓷納米復(fù)合自修復(fù)潤(rùn)滑材料直接加入，也可以將步驟A和B制得的納米天然礦石微粉金屬磨損自修復(fù)潤(rùn)滑材料A和納米復(fù)合金屬粉體自修復(fù)潤(rùn)滑材料B分別加，通過(guò)調(diào)整不同原料的加入量、用量和使用方法，可達(dá)到本發(fā)明所需的目的天然礦石微粉自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料用量根據(jù)不同場(chǎng)合按每升潤(rùn)滑油(脂)含納米礦石微粉0.02～0.2克計(jì)量加入適量添加劑。
復(fù)合金屬粉體自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料用量根據(jù)不同場(chǎng)合按每升潤(rùn)滑油(脂)含納米金屬微粉0.5～4克計(jì)量加入適量添加劑。
可直接加入金屬/天然礦石微粉自修復(fù)納米復(fù)合潤(rùn)滑材料。
不同摩擦環(huán)境下納米潤(rùn)滑材料的使用方法鋼-鋼摩擦副可按照本發(fā)明的推薦用量先加入潤(rùn)滑材料A，待高硬度陶瓷修復(fù)層形成后再加入潤(rùn)滑材料B，可達(dá)到先形成高硬度冶金結(jié)合硅酸鐵鎂陶瓷保護(hù)層，然后進(jìn)一步降低潤(rùn)滑介質(zhì)摩擦系數(shù)的效果。也可直接按推薦用量范圍加入潤(rùn)滑材料C，但應(yīng)根據(jù)摩擦副機(jī)械力大小適當(dāng)調(diào)節(jié)加入量。
鋼-銅摩擦副可按照本發(fā)明的推薦用量范圍直接加入潤(rùn)滑材料C，酌情根據(jù)摩擦副機(jī)械力大小調(diào)節(jié)加入量大小。
銅-銅、銅-鋁摩擦副可按照本發(fā)明的推薦用量范圍先加入潤(rùn)滑材料B，待金屬納米修復(fù)層形成后再加入一定含量材料A。在摩擦副機(jī)械力大小適中的情況下，通過(guò)調(diào)整材料C的配比，也可直接按推薦用量加入材料C。
有益效果1、可在多種金屬摩擦副表面快速修復(fù)高硬度冶金結(jié)合自修復(fù)陶瓷或金屬/陶瓷梯度保護(hù)層，使之在使用過(guò)程中自動(dòng)調(diào)整修復(fù)層厚度，使摩擦副間隙最佳化；2、通過(guò)自修復(fù)層的形成和調(diào)整以及大幅度減小潤(rùn)滑介質(zhì)的摩擦系數(shù)和承載能力，顯著降低機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲。
3、可減小車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)床、滾動(dòng)軸承、齒輪等機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的摩擦噪聲3～6dB，有效防止因機(jī)器設(shè)備、車(chē)輛陳舊或超載引起的顫抖現(xiàn)象，提高有關(guān)機(jī)械零件的使用壽命1～20倍，延長(zhǎng)大修期限2～3倍，并延長(zhǎng)油封、橡膠、塑料墊變形、老化、發(fā)脆時(shí)間；4、可在多種機(jī)械零件摩擦副磨損表面上快速生成高硬度冶金結(jié)合自修復(fù)性保護(hù)層(保護(hù)層顯微硬度可達(dá)HV650～1100)，自修復(fù)時(shí)間比同類(lèi)材料縮短3～5倍，定期使用修復(fù)材料處理摩擦副可以補(bǔ)償零件磨損并使摩擦副間隙最佳化；5、顯著改善潤(rùn)滑介質(zhì)的摩擦學(xué)性能，在一定載荷及潤(rùn)滑添加劑加入量情況下，PB值最高可達(dá)1080N，WSB可比500SN基礎(chǔ)油降低45.6％，短時(shí)間(20～60min)油潤(rùn)滑條件下摩擦系數(shù)可穩(wěn)定至0.015～0.0175；6、節(jié)能、環(huán)保效果顯著，可增加燃油利用率10～32％，提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力20％左右，減少車(chē)輛的廢氣排放30～50％。
具體實(shí)施例方式實(shí)例1首先，將蛇紋石10g破碎并球磨至30微米左右后，加入六偏磷酸納0.5g、15W基礎(chǔ)油78.9g稱(chēng)量配制后，通過(guò)行星球磨機(jī)將礦石粉球磨至80納米后，加入納米Ca(OH)23g，納米Fe3O45g，納米Fe2O32g，，T504 0.6g進(jìn)一步球磨120min后獲得該潤(rùn)滑劑A。稱(chēng)取金屬納米銅粉8.1g，鎳粉0.9g，采用多槍直流電弧等離子體蒸發(fā)法制備平均粒度為54nm的金屬納米銅鎳復(fù)合粉，稱(chēng)取油酸2.5g加入15W基礎(chǔ)油83.9g中，再加入金屬納米銅鎳復(fù)合粉，用轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分鐘高速分散機(jī)分散30分鐘，在所得的金屬納米分散液中加入蓖麻油3g，MoDDP 0.5g，納米Ce2O30.1g、T154 0.5g，T202 0.5g，在球磨機(jī)中研磨50分鐘，得潤(rùn)滑劑B；將制得的納米潤(rùn)滑材料A按每升潤(rùn)滑油含納米礦石微粉0.086克計(jì)量分別加入磨床磨頭潤(rùn)滑油箱和變速箱潤(rùn)滑油中用于試驗(yàn)，該床試驗(yàn)前已使用近20年，兩摩擦副間隙已達(dá)到20微米左右，加工過(guò)程中噪聲達(dá)75dB、由于加工時(shí)振動(dòng)大零件加工精度低、注入該材料17小時(shí)后，兩處摩擦副均修復(fù)上高硬度陶瓷保護(hù)層，且摩擦副間隙均恢復(fù)至8微米左右，噪聲降低至71dB、振動(dòng)明顯減小，零件加工精度提高。再次將制得的潤(rùn)滑劑B按每升潤(rùn)滑油含金屬納米微粉2克計(jì)量注入2小時(shí)后，噪聲降低至70dB，振動(dòng)進(jìn)一步減小。
實(shí)例2預(yù)先在滾動(dòng)軸承滾道涂覆少量納米潤(rùn)滑材料A，然后在軸承潤(rùn)滑脂(天津潤(rùn)滑油脂有限公司生產(chǎn)的低噪音潤(rùn)滑脂)中添加重量百分比為0.08～0.2％的納米潤(rùn)滑材料A干粉，試驗(yàn)軸承型號(hào)為6203-2RZ，試驗(yàn)前該軸承鋼球與溝道表面均有人為的明顯的創(chuàng)傷與劃痕，原運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)軸承振動(dòng)加速度測(cè)量值為40dB，當(dāng)混入納米材料為0.15％時(shí)，軸承振動(dòng)加速度測(cè)量值為34.5dB，混入納米材料含量為低限和高限時(shí)，軸承振動(dòng)加速度降低為36和37dB。
實(shí)例3首先，將蛇紋石16g破碎并球磨至30微米左右后，將蛇紋石粉與氧化鎂4g加入六偏磷酸納3g、硅烷1g、15W基礎(chǔ)油62g稱(chēng)量配制后，通過(guò)行星球磨機(jī)將礦石粉球磨至80納米后，加入納米CaCO35g，納米石墨粉4g，納米Fe2O33g，納米Ni粉1g，T202 1g進(jìn)一步球磨120min后獲得該潤(rùn)滑劑A。
按每升潤(rùn)滑油含納米礦石微粉0.086克計(jì)量加入帕莎特小轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油中用于試驗(yàn)，該車(chē)試驗(yàn)前已行駛5000公里，距發(fā)動(dòng)機(jī)30公分距離測(cè)量原始噪聲為82dB，注入該材料后20分鐘左右重新測(cè)量噪聲為81dB、振動(dòng)有減小。行駛800公里后，繼續(xù)在相同條件下測(cè)量噪聲為79dB，節(jié)油約12％。然后按每升潤(rùn)滑油含納米金屬粉1.5克再次注入實(shí)施例1中納米潤(rùn)滑材料B，1小時(shí)后發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲降低至78dB、振動(dòng)進(jìn)一步減小。
實(shí)例4由實(shí)例1的材料A10g和材料B取90g復(fù)配，加入面包車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油中用于試驗(yàn)，該車(chē)試驗(yàn)前已行駛80000公里，原長(zhǎng)期添加常規(guī)潤(rùn)滑添加劑，距發(fā)動(dòng)機(jī)30公分距離測(cè)量原始噪聲為78dB。注入納米潤(rùn)滑材料30分鐘左右測(cè)量噪聲為76dB、振動(dòng)也明顯減小。行駛1500公里后，測(cè)量噪聲74dB，振動(dòng)減小，發(fā)動(dòng)機(jī)活塞、缸體已修復(fù)有8微米左右黑色發(fā)亮保護(hù)層。節(jié)油效果平均達(dá)14.6％。
實(shí)例5由實(shí)例1的材料A90g和材料B取10g復(fù)配，加入8噸貨車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油中用于試驗(yàn)，該車(chē)試驗(yàn)前已行駛180000公里，原長(zhǎng)期不添加潤(rùn)滑添加劑，距發(fā)動(dòng)機(jī)30公分距離測(cè)量原始噪聲為84dB。注入納米潤(rùn)滑材料30分鐘左右測(cè)量噪聲為82dB、振動(dòng)也明顯減小。行駛1500公里后，測(cè)量噪聲80dB，振動(dòng)減小，所排放尾氣黑煙也明顯減少。節(jié)油效果平均達(dá)12.3％。
實(shí)例6稱(chēng)取金屬納米銅粉10.8g，鎳粉6.3g，鉬粉0.9g，采用多槍直流電弧等離子體蒸發(fā)法制備平均粒度60nm的金屬納米銅鎳鉬復(fù)合粉；稱(chēng)取硬脂酸5g加入基礎(chǔ)潤(rùn)滑油67.7g中，再加入金屬納米銅鎳鉬復(fù)合粉，用轉(zhuǎn)速為2500轉(zhuǎn)/分鐘高速分散機(jī)分散50分鐘，在所得的金屬納米分散液中加入納米La2O30.8g聚乙烯臘3g，MoDDP 0.5g，T106 2g、T154 2g，T504 1g，在球磨機(jī)中研磨2小時(shí)，得添加劑B。按0.12wt％均勻混合入廚房排煙劑軸承潤(rùn)滑脂(天津潤(rùn)滑油脂有限公司生產(chǎn)的低噪音潤(rùn)滑脂)中試驗(yàn)，試驗(yàn)軸承型號(hào)仍為6203-2RZ，試驗(yàn)前該排煙劑噪聲為76dB，曾通過(guò)隔振消音處理達(dá)到72dB，注入納米材料后總噪聲為69dB，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后拆除隔振消音，噪聲測(cè)量為71dB，基本達(dá)到環(huán)保要求。
本發(fā)明具體實(shí)施效果還有很多，在此不再一一贅述。
權(quán)利要求
1.一種減振降噪自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料，其特征在于由占自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料總重量10～90％納米天然礦石微粉自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料A和由占自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料總重量10～90％復(fù)合金屬粉體自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料B復(fù)配而成；其中納米天然礦石微粉自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料A的組分及各組分所占材料A總重量百分含量如下天然礦石納米微粉 10～25％，分散劑 0.5～5％，其它輔助添加劑 3.5～16％分散介質(zhì) 54～86％；其中納米復(fù)合金屬粉體自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料B的組分及各組分所占材料B總重量百分含量如下金屬納米復(fù)合粉 8～20％，分散劑 0.3～10％，穩(wěn)定劑 0.3～6％，抗氧腐蝕劑 0.5～1％，納米稀土化合物 0.02～1％性能調(diào)節(jié)添加劑 0.1～5％，分散介質(zhì) 57～88％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料，其特征在于天然礦石納米微粉為天然蛇紋石或者是天然蛇紋石和占蛇紋石重量百分比5～30％的氧化鎂經(jīng)加工后獲得的納米微粉混合物，粉體平均粒度為30～100nm，優(yōu)選含蛇紋石、綠泥石、滑石的江蘇東海天然蛇紋石。
3.根權(quán)利要求1所述的自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料，其特征在于分散劑至少是六偏磷酸鈉、硅烷偶聯(lián)劑、油酸、硬脂酸或德國(guó)Disperbyk系列分散劑中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料，其特征在于其它輔助添加劑為減磨劑、催化劑、摩擦副清凈分散劑和抗氧腐蝕劑；各組分占納米天然礦石微粉金屬磨損自修復(fù)添加劑A重量百分比為減磨劑0.5～5％；催化劑0.5～5％，摩擦副清凈分散劑2～5％，抗氧腐蝕劑0.5～1wt.％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料，其特征在于減磨劑是納米Fe3O4或納米石墨粉，其平均粒度為30～60納米；催化劑至少是納米Fe2O3、納米Ni粉或納米La2O3中的一種，其平均粒度為30～60納米；摩擦副清凈分散劑是納米CaCO3或納米Ca(OH)2，其平均粒度為30～100納米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料，其特征在于抗氧腐蝕劑是T501，T504或T202。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料，其特征在于金屬納米復(fù)合粉組分及各組分占金屬納米復(fù)合粉總量的重量百分含量分別為銅粉≤100nm 40～90％、鎳粉≤60nm 10～60％和鉬粉≤60nm 0～30％。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料，其特征在于性能調(diào)節(jié)添加劑至少是含鉬極壓抗磨劑MoDDP、T106清凈劑、T154分散劑、T406油性劑、T603粘度指數(shù)調(diào)節(jié)劑或T803A降凝劑中的一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料，其特征在于納米稀土化合物為Ce2O3或La2O3，其平均粒度為30～60納米。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料，其特征在于分散介質(zhì)為基礎(chǔ)潤(rùn)滑油或基礎(chǔ)潤(rùn)滑脂；其中基礎(chǔ)潤(rùn)滑油為500SN、15W或20W，基礎(chǔ)潤(rùn)滑脂為鋰基減磨潤(rùn)滑脂。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料，其特征在于穩(wěn)定劑為蓖麻油的衍生物和/或聚乙烯臘。
12.一種如權(quán)利要求1所述的自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料的制備方法，其步驟為A.將占納米天然礦石微粉自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料A總重量10～25％天然礦石納米微粉與占潤(rùn)滑材料A總重量0.5～5％分散劑和占潤(rùn)滑材料A總重量54～86％分散介質(zhì)配制后，通過(guò)球磨機(jī)將礦石粉球磨至30～100納米后，然后加入占潤(rùn)滑材料A總重量3.5～16％的輔助添加劑進(jìn)一步球磨、分散、混合60～180min后獲得納米天然礦石微粉自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料A；B.將占納米復(fù)合金屬粉體自修復(fù)潤(rùn)滑材料B總重量0.3～10％分散劑加入占潤(rùn)滑材料B總重量57～88％的分散介質(zhì)中，再加入占潤(rùn)滑材料B總重量8～20％納米金屬?gòu)?fù)合粉和占潤(rùn)滑材料B總重量0.3～6％穩(wěn)定劑，用高速分散機(jī)分散后，所得的金屬納米復(fù)合粉體分散液加入占潤(rùn)滑材料B總重量0.5～1％抗氧腐蝕劑、占潤(rùn)滑材料B總重量0.02～1％的納米稀土化合物和占潤(rùn)滑材料B總重量0.1～5％的性能調(diào)節(jié)添加劑，在球磨機(jī)中研磨，制得納米復(fù)合金屬粉體自修復(fù)潤(rùn)滑材料BC.將上述制備好的占復(fù)合自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料總重量10～90％潤(rùn)滑材料A和占自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料總重量10～90％潤(rùn)滑材料B復(fù)配，在球磨機(jī)或高速混合機(jī)中研磨或攪拌60～120分鐘，制得減振降噪的金屬/陶瓷復(fù)合自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料。
13.據(jù)權(quán)利要求12所述的制備方法，其特征在于步驟B中高速分散機(jī)的轉(zhuǎn)速為600～3000轉(zhuǎn)/分鐘，分散時(shí)間為15～60分鐘，在球磨機(jī)中研磨時(shí)間為20分鐘～2小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種降振減噪自修復(fù)納米潤(rùn)滑材料及其制備方法，它是由納米級(jí)金屬粉和天然礦石粉為主要原料，輔加各種輔助原料經(jīng)過(guò)一定工藝條件和生產(chǎn)步驟制成的用于油(脂)潤(rùn)滑或超聲介質(zhì)中加入的高性能修復(fù)納米材料。其特點(diǎn)是可在多種金屬摩擦副表面快速生成高硬度自修復(fù)潤(rùn)滑膜，并自動(dòng)調(diào)整摩擦副間隙，顯著減小摩擦系數(shù)、提高承載能力，填平修補(bǔ)摩擦表面的溝槽和缺陷，有效減小機(jī)械零件運(yùn)動(dòng)部件不平衡、摩擦、損傷所造成的振動(dòng)和噪聲，大幅度延長(zhǎng)機(jī)械零件的使用壽命和機(jī)器大修期限。本發(fā)明廣泛應(yīng)用于涉及機(jī)械摩擦部件的性能改善及由此產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲降低中。
文檔編號(hào)C10M101/00GK1740290SQ20051009423
公開(kāi)日2006年3月1日 申請(qǐng)日期2005年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月6日
發(fā)明者匡庶, 張振忠, 郭航, 王宙, 吳燕 申請(qǐng)人:南京中盟科技新材料有限公司