專利名稱：一種納米金屬微粉的抗磨潤滑劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及材料應用類，特別涉及一種納米金屬微粉的抗磨潤滑劑。
眾所周知，潤滑材料最重要的任務，就是防止滑動零件相互運動時發生粗糙微凸體的接觸，在較高的滑動速度下，是通過把潤滑液分子吸附在金屬表面上，形成一層液體膜，以此來隔阻摩擦表面粗糙微凸體的接觸，由于液體的理化性質，受摩擦面運動時或環境變化時產生的溫度、壓力等因素變化影響較大，難以在運動零件表面長久維持液膜的承壓能力，隔阻粗糙微凸體的接觸，使摩擦面的摩擦系數增大，金屬表面產生裂紋，金屬發生磨損，從而可知，潤滑材料是非常重要的，在現有潤滑技術中，為了彌補純液體潤滑的缺欠，主要解決辦法是向潤滑液中加入各種有機、無機化合物，以改善潤滑液的理化性能，提高液膜的承壓能力，降低摩擦面的摩擦系數，這些化合物加入到潤滑液中，雖然可以起到一定的改善摩擦作用，但是，也帶來一定的副作用，如一些化合物、化學性質不穩定，遇水會生成酸，在摩擦面產生腐蝕，使其應用范圍受到局限，另外一旦摩擦的環境和條件超出特定的允許范圍，這些有機、無機物的添加劑就無能為力了，并可能產生化學變化，生成不利于潤滑的物質，使潤滑被破壞。
本發明的目的就是針對上述潤滑液存在的種種缺欠，提供一種納米金屬微粉的抗磨潤滑劑，該抗磨潤滑劑是一種含有納米金屬微粉的固、液混合物，將其3-5％的納米金屬微粉的固、液混合物加入到潤滑液中，可明顯改善潤滑液的潤滑性能，其關鍵在于固態的納米金屬微粉，它在潤滑液中以其特有的理化性質，使潤滑液在摩擦面以多種形式降低摩擦系數，增加液膜承壓能力。
本發明的技術構思液體潤滑是目前應用最為廣泛的一種潤滑方式，它的優點很多，因此潤滑技術日益完善，但是其固有的缺欠并未徹底解決，這就是液體的理化性質受到溫度、壓力變化影響很大，雖然向液體中加入各種有機、無機添加劑，可在特定允許溫底、壓力條件下，改善液體潤滑的缺欠，但當摩擦的環境和條件超出特定的允許范圍時，這些添加劑在液體中就無能為力了，并有可能產生化學變化，生成不利于潤滑的物質，使潤滑被破壞，針對這一缺欠，我們了解固體材料在相同的溫度、壓力變化條件下，其理化性能比液體材料要穩定的多，本發明的原理就是將直徑為40納米的固體金屬微粒均勻加入到潤滑液體中，使其在潤滑液中以本身所特有的理化性能，充分發揮其獨特的作用，使潤滑液體即使是在比較高的溫度及壓力變化的條件下，也能降低摩擦系數，增加承壓能力，使摩擦面受到保護，直徑為40納米的金屬粒子材料，就是目前比較熱門的金屬納米材料，納米材料是納米科學技術與材料科學相結合的產物，納米又稱毫微米，是一種長度單位，一納米等于10-9米，納米科技是一門在0．1-100納米范圍內對物質和生命進行研究和應用的科學技術，目前納米科技已使人類直接利用原子和分子進行生產，能制造出僅含有幾十到幾萬個原子的超細胞粒--納米微粒，并將其作為基本構成單元，排列成納米固體材料，納米材料目前主要包括有金屬、金屬化合物、無機物、聚合物的納米微粒，經混合壓制，澆結或濺射而形成具有特殊性能的非常規的固體材料。本發明利用納米金屬微粉所具有的特性，一是納米金屬微粉的幾何尺寸微小，實際上是幾十至幾萬個原子的團簇，二是納米金屬微粉物理性與原來金屬的物理性相比差別特大，如40納米左右的純鎳金屬微粉，其熔融溫度僅能80℃，而純鎳金屬的熔點卻為1450℃，幾何尺寸小到納米級的金屬粒子，實際上就是幾百到幾千個該金屬分子的集團，它與原純金屬的晶格結構有很大不同，相對于非金屬納米材料講，金屬納米材料可以很容易的受環境、溫度、壓力、剪切等條件的變化，其幾何尺寸、粒子抗壓強度、外型、熔點、化學反應活性等理化性能也隨之改變，向潤滑液體中加入金屬納米材料的目的，就是要利用納米金屬材料的特性，改善潤滑液體的潤滑性能，納米金屬微粉粒子比較小的幾何尺寸，可以在潤滑液中起到承壓骨架作用，在摩擦進行時，納米金屬微粉粒子可以部分地滲入金屬表面，直接改變摩擦表面上的金屬結構，使其硬度發生變化，抗氧化、抗腐蝕、抗耐磨性能得到改善，未滲入金屬表面的納米金屬微粉粒子可以填充在摩擦表面的凹陷中，以提高摩擦面上的承載面積，也可以在粗糙微凸體的剪切下或溫度壓力變化下與環境中的其他物質化合成具有層狀晶格結構的優良固體潤滑材料，部分納米金屬微粉粒子可以在摩擦面以其團塊形狀，夾雜在層狀結構的材料中，使滑動摩擦中具有部分滾動摩擦，在納米金屬微粉粒子的上述綜合使用下，使液體潤滑的摩擦系數降低，承壓能力提高，納米金屬微粉材料品種很多，但經過多次試驗，目前具有較佳效果的選擇四種納米金屬微粉即鉬、鉭、鎳、銅，通過多次試驗，這四種納米金屬微粉可以被擴散到摩擦面的金屬表層內，使鋼的表面硬度、晶格發生顯著變化，鉬、鉭納米金屬微粉粒子會分別與環境中的氧、硫結合成具有層狀晶格結構的固體潤滑材料，使之具有優良的氧化穩定性，鎳、銅則可以增加摩擦面的承載面積，并以其細微的團塊外形存在摩擦面上，使滑動摩擦中具有部分滾動摩擦，這四種納米金屬微粉制成的抗磨潤滑劑，大大的改善液體潤滑的效果。
本發明的具體內容本發明采用納米金屬微粉及溶劑經過一定工藝條件和步驟，制成一種納米金屬微粉的抗磨潤滑劑。
1、本發明的配方原料名稱規格 重量百分比％納米金屬微粉 20-100nm30-25溶劑
70-75
2、本發明的最佳配方原料名稱規格 重量百分比％鉬粉≯40nm 7鉭粉≯40nm 3鎳粉≯40nm 7銅粉≯100nm 3溶劑
80本發明的生產工藝條件下1、所有制做過程應在室內進行，室內粉塵應控制≯5mg／m3。
2、制做的溫度，相對溫度≯65℃，溶劑溫度≯50℃。
3、制做時的壓力為常壓。
4、各種納米金屬微粉應在真空條件下保存，稱量時應在真空柜內進行，稱量完的微粉應馬上浸入溶劑中保存。
本發明的制做方法1、主要的制做設備以每班制做500升計算，需要1000升搪瓷夾套攪拌釜二臺、膠體磨一臺、天平一臺(稱量精度0．1g、量程500g)、電子臺稱一臺、真空柜1個、真空泵一臺、油泵2臺、溶劑貯存缸一個(帶計量)、小溶量灌裝機一臺。
2、制做步驟(1)根據配方在真空柜內稱量完各種納米微粉的重量待備用。
(2)開動真空泵，抽空1釜內空氣，然后充入氮氣。
(3)按配方要求向1釜內泵入一定量的溶劑，開動攪拌。
(4)按配方把已在真空柜內稱量完的備用的納米金屬微粉依次投入1釜中進行攪拌。
(5)待攪拌1小時后，用泵將1釜中的混合物送入膠體磨研磨，研磨后的物料進入2釜中。
(6)物料全部轉入2釜后，再攪拌1小時。
(7)攪拌1小時后，開始用灌裝機灌裝，灌裝時攪拌不停止。
(8)制做時應注意的事項。
納米金屬微粉不能與空氣接觸，否則會變質，重者會發生自燃，溶劑在保管使用中也應遠離火源。
結合生產工藝條件及制做步驟說明
具體實施例方式按著生產工藝條件和制做步驟及下列配方制做納米金屬微粉的抗磨潤滑劑實施例1原料名稱規格 重量百分比％鉬粉≯20nm 5鉭粉≯40nm 5鎳粉≯20nm 7銅粉≯100nm3溶劑
80實施例2原料名稱規格重量百分比％鉬粉≯40nm 7鉭粉≯40nm 3鎳粉≯40nm 7銅粉≯100nm3溶劑
80實施例3原料名稱規格重量百分比％鉬粉≯40nm 7鉭粉≯40nm 7鎳粉≯20nm 6銅粉≯100nm5溶劑
75
按實施例1、2、3三種配方制造成的一種納米金屬微粉的抗磨潤滑劑，分別在夏利、捷達、CA141車上進行實際使用試驗，其效果如下按實施例1的配方制造的抗磨潤滑劑，試用在夏利牌轎車上，該車行駛里程已15萬公里，未經大修，使用潤滑油均按隨車說明書選用，各部件均有磨損，發動機燥音、振動較大，并有燒機油現象，在這種狀況下，不改變原車用潤滑油級別及牌號，每行駛5000公里或加機油時，向發動機內注入抗磨潤滑劑(占機油量的4％)，經實際試驗里程一萬七千公里后，發動機燥音降低，振動減輕，燒機油現象好轉。
用實施例2的配方制造成的抗磨潤滑劑，用在捷達車上，該車行駛7萬公里，整車各部件沒有明顯問題，只是發動機有輕微燥音，在加機油時，取占機油量的3％的抗磨潤滑劑加入機油內，行駛約5000公里，發現燥音已無，效果非常明顯。
用實施例3的配方制造成的抗磨潤滑劑用在CA141車上，該車行駛已18萬公里，發動機燥音大，燒機油，在該車加入機油時，取占機油量的5％的抗磨潤滑劑加入到機油內，經過5000公里的行駛試驗，明顯發現發動機的燥音減小，燒機油現象得到改善，證明這種抗磨潤滑劑效果顯著。
本發明工藝簡單、制做簡便、效果明顯，它不但起到潤滑作用，而且也起到修補作用。
權利要求
1.一種納米金屬微粉的抗磨潤滑劑，它是由納米金屬微粉及溶劑所組成，其特征在于配方如下原料名稱規格 重量百分比％納米金屬微粉20-100nm 30-25溶劑
70-75
2.按照權利要求1所述的一種納米金屬微粉的抗磨潤滑劑，其特征在于它的最佳配方為原料名稱規格重量百分比％鉬粉≯40nm 7鉭粉≯40nm 3鎳粉≯40nm 7銅粉≯100nm 3溶劑
80
全文摘要
本發明是一種納米金屬微粉的抗磨潤滑劑,它是由納米金屬微粉與溶劑經過一定的工藝條件和生產步驟制成的,由于納米金屬微粉具有僅含幾十至幾萬個原子的納米微粒,在此狀態下的納米微粒有熔點低、燒結性強的特性,可在潤滑油中起到承壓骨架作用,在摩擦進行時,納米金屬微粉粒子可部分滲入金屬表面,直接改善摩擦表面上的金屬結構,它不僅起到改善潤滑性能,還可以降低摩擦系數,增加液膜承壓能力,也是一次納米金屬材料應用的先例。
文檔編號C10M103/00GK1206737SQ9810279
公開日1999年2月3日 申請日期1998年7月13日 優先權日1998年7月13日
發明者于志民 申請人:褚炎明