[发明专利]电主轴使用的纳米润滑油制备方法

说明书

技术领域

本发明属于润滑油技术领域，尤其是适合于高速运转条件下、延长电主轴使用寿命、降低轴承噪音与温升的一种电主轴使用的纳米润滑油制备方法。

背景技术

目前机床电主轴使用的润滑油主要由汽轮机油构成，最常见的为N32基础油，其运动粘度范围在28.8～35.2mm2/s。

随着机床电主轴转速的不断提高，当其转速超过50000r/min时，所使用N32基础油润滑，电主轴的噪音、振动和温升达不到理想效果。90年代国际上兴起的纳米科学技术被认为是面向21世纪的新科技，纳米材料润滑就是一种可以经济地进行轴承滚动表面改性的新技术。

目前纳米润滑油主要用于高档汽车发动机，针对高速机床电主轴使用的润滑油较少，市面上针对高档汽车使用的纳米润滑油不适合用于高速电主轴，存在以下几个原因：

第一、电主轴使用的轴承主要为滚动摩擦，低负荷，而发动机的曲轴和凸轮轴主要是滑动摩擦，高负荷。 

第二、电主轴使用的轴承其转速较高，而发动机曲轴和凸轮轴的运动速度较低。轴承在高转速下，容易形成高温高压，这与汽车发动机的润滑环境不同。

第三、电主轴使用的轴承主要采用油雾润滑，它以压缩空气为动力，通过油雾器将油液雾化并混入空气流中，油耗比较高，而纳米润滑油价格较为昂贵，不适于用在电主轴中。

纳米润滑油中使用的添加剂主要有以下两类：

一类是纳米软金属类如铜、锡、镍、锌、铅、秘、铝、银等，如已公开的专利200810200258、03109198、200610002893、02128866。

另一类是纳米氧化物类如氧化铝、氧化锡，氧化钦、氧化硅、氧化锌等，如已公开的专利101126047，101148628。

纳米软金属类添加剂的优点是：莫氏硬度小，摩擦系数小，能够较好的自修复、填充摩擦副表面的微坑和损伤部位，起修复作用，形成一层具有抗磨作用的保护膜。其缺点是：高温情况下纳米铜易氧化及团聚，氧化、团聚后会在表面形成微型小丘。

纳米氧化物类添加剂的优点是：莫氏硬度较大，粒径较小，可以认为近似球形，在摩擦副间可像滚珠一样自由滚动，起到微轴承作用，对摩擦表面进行抛光和强化作用，并支撑负荷，使承载能力提高，减小摩擦阻力，降低摩擦因数，从而提高了摩擦表面的润滑性能。其缺点是：自修复能力差，添加量太多会增大摩擦系数，影响润滑效果。

将纳米软金属类和纳米氧化物类共同应用在纳米润滑油中至今未见报道，尤其是用于高速电主轴的纳米润滑油也未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种机床高速电主轴专用复合纳米润滑油，以解决目前使用的N32基础油在高速下减摩抗磨性能达不到理想使用效果的问题，降低高速轴承的磨损，提高轴承的使用寿命，降低轴承温升与噪音。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种电主轴使用的纳米润滑油制备方法，该制备方法中的纳米润滑油包括纳米铜、纳米氧化铝、分散剂、抗氧剂和N32基础油，其中纳米铜的平均粒径要求是20nm左右，纳米氧化铝的平均粒径要求是30nm左右，纳米润滑油按重量份配比如下：

N32基础油9900～9940克，纳米铜30～70克，纳米氧化铝20～30克，分散剂5～20克，抗氧剂5～20克；

上述分散剂是T161高分子量聚异丁烯丁二酰亚胺；

上述抗氧剂是T502A ；

先将N32基础油加热到40～50℃范围，然后在加热的N32基础油中加入分散剂和抗氧剂并用玻璃棒进行搅拌，搅拌均匀后倒入磁力搅拌机中再加入纳米铜和纳米氧化铝，当磁力搅拌机搅拌30min后进行超声波分散60min，超声分散冷却后形成电主轴使用的纳米润滑油。 

由于采用如上所述技术方案，本发明具有如下优点：

1、本发明的纳米润滑油制备方法简单实用，制备成本低。

2、该纳米润滑油与N32基础油相比，经四球摩擦实验证明：摩擦系数降低60-80%，磨斑直径明显变小。

3、磨斑表面存有一层润滑膜并具有良好的自修复功能与清净功效，可提升高速电主轴的减摩、抗磨效果。

    4、该纳米润滑油与N32基础油相比，经高速电主轴实际运行检测证明，噪音值、振动值与温升值明显降低。

具体实施方式

本发明是一种电主轴使用的纳米润滑油制备方法。

本发明制备方法中的纳米润滑油包括纳米铜、纳米氧化铝、分散剂、抗氧剂和N32基础油。