[发明专利]一种水悬浮防锈润滑添加剂及其应用

说明书

技术领域

本发明属于水悬浮技术所用添加剂及轴承润滑技术领域，具体地说，是指一种新型水悬浮防锈润滑添加剂及其在机械润滑中的应用。

背景技术

矿物油基润滑系统被广泛地应用于现代机械传动中，解决了摩擦与润滑问题。但是在人类日益追求生存环境无害化和可持续发展的今天，用其它环境友好型和可降解材料替代环境污染及对人类身体健康有损害材料是一个必然发展方向。

众所周知，水具有安全无污染，价廉易得，优异的冷却性能，易于排放等优点，是一种拥有广阔发展前景的润滑介质。但是水作为润滑介质需要解决的问题诸如防腐、防锈等，一直没有见诸报道。

世界各国对水润滑防锈润滑添加剂的研究在2008年石油价格高涨后得到重视，添加剂的专利注册速度空前提高。但是研究其机理的文章迄今为止还较少，抗磨损机理的研究在几个大学已经开展，取得一定进展，但工程性研究还不完善，很少有成熟的应用案例。由于涉及机械设计、摩擦学、表面工程、材料学、润滑力学等多学科交叉综合研究内容，导致此类研究得难度和费用均较高。因此我们对制造高速、重载、减振、降噪、高可靠、长寿命和大尺寸的高性能水润滑技术的研制仍然是国内外迄今为止正在攻克的难题之一。

除此之外，在水润滑条件下的新材料的研究也应运纷纷起步。不锈钢、金属陶瓷、类金刚石(DLC)、非晶氮化碳等等新材料的开发应用也会推动水润滑介质替代油润滑介质的步伐。纯水液压国家在“十一五”规划中给以立项资助，浙大与重大在此方面也都作了很多工作，根据最近美国和日本的对纯水应用的预测研究中指出，由于受材料技术与昂贵的生产费用制约，纯水技术应用还要有十年的时间才能解决。而添加剂成膜润滑技术能够填补这一空白，形成很有力的竞争态势。

机械润滑领域的研究中，薄膜润滑理论是重要研究方向之一。在许多低速、重载、高温和低粘度润滑介质的机械设备以及超精密机械的摩擦副常常处于纳米量级(几个-几十纳米)的润滑状态下工作，该状态被称为薄膜润滑。从润滑理论发展来看，自Reynolds提出流体动力润滑理论(1886年)后，相继出现了边界润滑(1921年)和弹性流体动力润滑(1949年)理论。但是，在弹流润滑和边界润滑之间存在一空白带，即随着润滑膜厚度的减薄，润滑状态可以经历以下过程：流体动力润滑→弹流润滑→空白带→边界润滑→干摩擦。

发明内容

本发明为了解决现有轴承润滑过程存在的技术问题，提供了一种水润滑剂，应用本发明提供的水润滑剂可以提高主轴转速，降低润滑成本。

本发明提供的水悬浮防锈润滑添加剂利用水做载体介质，加入添加剂后在材料摩擦副表面形成润滑薄膜界面条件，使摩擦副表面的摩擦减少到最低的程度。水润滑介质应用于主轴时在液体的动压和静压效应作用下使主轴处于无磨损运转状态，由于水的导热性和黏度较低的特性，比油介质更快的导出内部产生的热量，使得主轴转速与用油介质对比提高达到2-5倍，还可以利用原有的油箱、泵、阀供液系统，减少额外的制冷功耗，使得原有机床使用范围更加宽泛和精准。

本发明提供的水悬浮防锈润滑添加剂以纯水作为溶剂，向其中添加了添加剂，所述的添加剂有二硫化钼酚、铅酸酚、溶水硅油、三元乙炳、硼酸盐、异辛醇、苯酚、浓缩抗氧防锈酚和异辛醇，其中纯净水的PH值为6～8，取纯水为100份，则其他各添加剂的重量份分别为：二硫化钼酚0.1～2份，铅酸酚0.1～3份、溶水硅油0.1～3份、三元乙炳50为0.2～5份、硼酸盐0.1～3份、异辛醇0.2～5份、苯酚0.3～5份、浓缩抗氧防锈酚0.3～7份，异辛醇0.1～3份。

将上述各添加剂顺序加入再混合均匀，即得到所需要的水悬浮防锈润滑添加剂。

本发明的优点在于：

(1)水悬浮在液体悬浮主轴上应用是一个最新发展的典型范例，为悬浮润滑领域开辟了一个新的思路。

(2)所述的水悬浮防锈润滑添加剂加入到纯水后形成水悬浮液使主轴达到无磨损运转状态，提高主轴转速达2～5倍。

附图说明

图1是加入不同黏度比份与膜厚关系；

图2是水悬浮轴承工作原理图；

图3a是水悬浮径向轴承结构图；

图3b是图3a的侧视图；

图4是径向轴承径向展开图；

图5是水悬浮轴向轴承结构图；

图6是轴向轴承平面图。

图中：