一種潤滑油及金屬摩擦副表面的修復和改性方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬運動摩擦表面的潤滑技術、自修復技術和改性技術，具體是涉及一種潤滑油及利用潤滑油對金屬摩擦副表面進行自動修復和改性的方法。
【背景技術】
[0002]金屬零部件的磨損、腐蝕、老化、疲勞造成的零部件損傷，是機械運動絕對要發(fā)生的過程和必然結果，是機械金屬零部件失效的主要原因，它制約了設備機械(如發(fā)動機、變速箱、轉向機、空壓機、減速機等)的可靠性、穩(wěn)定性、精確性、經濟性和使用壽命，全世界80%的機械毀于磨損和腐蝕，40%的能源浪費于摩擦能耗。是目前設備管理和維護的最大短板。金屬摩擦副的問題的原因包括:制造缺陷:金屬摩擦副材料表面加工精度為微米級的峰谷結構，不符合承載、應力均勻、減摩、抗疲勞等要求。組裝缺陷:精度不夠，公差配合不符合機械運行要求。磨合缺陷:傳統(tǒng)磨合是金屬摩擦副“拋光性”對磨，磨損破壞嚴重，磨合后的金屬摩擦副表面仍然是微米級粗糙峰谷結構，承載面小，應力不均，留下材料疲勞和裂傷的隱患。使用缺陷:機件不斷受到磨損、腐蝕、疲勞、老化等破壞因素的影響，金屬表面磨損量不斷增加，配合間隙越來越大，并會產生不同深度的裂紋。帶來的危害有:摩擦副配合及機件運行穩(wěn)定性變差，磨損逐漸加劇，形態(tài)變異直接影響機件和設備的性能；如破壞缸筒活塞副的密封性，導致燃燒條件劣化，動力下降、能耗和排污增加，設備性能衰減。
[0003]目前對金屬潤滑和修復的技術存在的不足有:
[0004]1、金屬表面修復方法和材料:米用有機或無機物合成的材料，對金屬表面進行覆膜(I μ m左右)，不能根據金屬損傷的形態(tài)和深度進行復原性修復，無法改變機件形態(tài)變異和性能衰減，因此不能滿足金屬機件運動中連續(xù)磨損要求的原位、動態(tài)、復原性的修復和保健要求。
[0005]2、金屬表面納米薄膜潤滑技術和材料:通過硬質納米材料(如金剛石、氮化硼等)附著于金屬表面形成抗磨保護層，但由于實際金屬表面的峰谷結構，納米材料的小尺寸，在峰結構上形成點附著，由于附著面小，金屬表面依然是點承載狀態(tài)，沒有改變應力集中的問題，雖然增加了抗磨性，但達不到設想的保護效果，更多的納米材料落入谷結構，不能發(fā)揮抗磨減摩的作用，浪費了材料。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術問題是克服以上不足，提出一種新型多功能潤滑油及金屬摩擦副表面的修復和改性的方法，可以對金屬摩擦副表面動態(tài)、原位、持續(xù)的修復，提高抗磨性、減摩性，降低摩擦能耗，阻止干摩擦造成的破壞性磨損，從而提供一種能夠適合金屬摩擦副運動的改性金屬表面。
[0007]本發(fā)明的技術問題是通過以下技術方案解決的。
[0008]一種潤滑油，添加有合金微粒材料和納米金剛石微粒。
[0009]所述合金微粒材料的容量份為5-8份，所述納米金剛石微粒的容量份為0.01-0.02份，所述潤滑油中的其他成分的容量份為92-95份。
[0010]所述納米金剛石微粒的粒度尺寸為10_20nm。
[0011]所述合金微粒材料的微粒尺寸為4-16 μ m。
[0012]所述合金微粒材料包含金屬銅、鉛、銀。
[0013]一種金屬摩擦副表面的修復和改性方法，在潤滑油內添加合金微粒材料和納米金剛石微粒，潤滑油在金屬摩擦副表面流動時，合金微粒材料填補金屬表面的微觀凹槽，利用金屬摩擦時產生的高溫、高壓、強摩擦力，進行擴散焊接，從而在金屬摩擦副表面形成動態(tài)再制造結構層；之后，納米金剛石微粒吸附在動態(tài)再制造結構層表面形成膜狀的納米滾珠軸承結構層。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術對比所具有的有益效果是:本發(fā)明依據生命科學和仿生科學的“新陳代謝”、損傷與再生平衡、摩擦潤滑保護、形態(tài)與功能統(tǒng)一等原理，模擬血液的功能，運用潤滑油作為載體，將自動修復金屬損傷的合金材料和能夠形成納米滾珠軸承結構層，并優(yōu)化潤滑油原有功能的納米材料，輸送到金屬摩擦副表面，實施連續(xù)、自動、原位的“動態(tài)精密再制造”建立了 “損傷與再制造”的動態(tài)平衡和金屬摩擦副表面的改性與強化機制，始終保持金屬機件和設備的形態(tài)與性能，大幅度延長設備的健康使用壽命。
[0015]本發(fā)明在傳統(tǒng)潤滑油功能的基礎上增加了三個新的功能。一是金屬自修復與改性功能:使金屬機件獲得了 “損傷自愈”的康復能力，能夠對金屬機件摩擦副表面的各類損傷通過“動態(tài)精密再制造”的工藝過程，實現(xiàn)“動態(tài)原位自修復”，并建立了納米軸承抗磨結構層，實現(xiàn)了金屬摩擦副表面形貌和性能的優(yōu)化和強化，再造的新金屬表面比原有金屬材料更耐磨、更耐腐蝕、強度更高、摩擦系數更低，由此建立的“損傷與再制造的動態(tài)平衡”，能始終保持機件設計結構和性能，大幅度延長健康使用壽命。二是減摩節(jié)能功能:潤滑油中的金屬修復材料形成的金屬潤滑的滑動摩擦和納米材料在金屬摩擦副表面構建了 “滾珠軸承結構層”形成的滾動摩擦相結合，改變了機械摩擦運動形式，大幅度降低了摩擦功耗。同時，再造的新金屬表面改變了原有金屬粗糙表面的“峰谷結構”，建立了納米級的平滑平整表面，使減摩節(jié)能效果更加顯著。三是潤滑油品質的強化功能，新型多功能潤滑油中的納米成份使普通潤滑油具有了 “納米效應”，大大加強和優(yōu)化了潤滑、清潔、散熱、密封、減震的性質和作用，消除了導致潤滑油變質的多種因素，數倍延長潤滑油的使用壽命和更換周期。
【附圖說明】
[0016]圖1為金屬摩擦副表面修復前的構造示意圖；
[0017]圖2為【具體實施方式】金屬摩擦副表面修復后的構造示意圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1、2所示，金屬摩擦接觸表面I在微觀上是凹凸參差不平的峰谷結構，本發(fā)明在潤滑油內添加合金微粒材料和納米金剛石材料，潤滑油在金屬副表面強制流動時，合金微粒材料填充在金屬表面的微觀凹槽，利用金屬摩擦時產生的高溫、高壓、強摩擦力，進行擴散焊接，從而在金屬摩擦副表面形成動態(tài)的再制造結構層2，形成平整光滑的，具有金屬潤滑性的新金屬表面。之后，納米金剛石微粒吸附在動態(tài)再制造結構層表面形成膜狀的納米滾珠軸承結構層3，