FENOM 金属表面调节剂功效的实验室研究

1、 FENOM 金屬表面調節劑功效的實驗室研究清華大學摩擦學國家重點實驗室1. 目的- 考察將Fenom添加到傳統潤滑油中的效果； 2. 試驗方法試驗機：Falex 多功能摩擦磨損試驗機潤滑油：SD/CC 級15W40 商用潤滑油和添加7% v Fenom的同牌號油試驗材料：鑄鐵Falex試驗機的工作原理 . 下試樣上試樣旋轉方向載荷圖 1: Falex 試驗機的接觸示意圖接觸面積：506 mm²試驗載荷範圍： 0.1 MPa 0.44 MPa, 平均線速度1 7 m/s.表1 試驗規範500 rpm1000 rpm1500 rpm2000 rpm2500 rpm3000 rpm第一天

2、1 LB10 min10 min10 min10 min10 min10 min2 LB10 min10 min10 min10 min10 min10 min3 LB10 min10 min10 min10 min10 min10 min4 LB10 min10 min10 min10 min10 min10 min5 LB10 min10 min10 min10 min10 min250 min第二天5 LB10 min10 min10 min10 min10 min420 min第三天5 LB10 min10 min10 min10 min10 min420 min說明：對未添加Feno

3、m 的SD/CC 級15W40 商用潤滑油試驗機的轉速在第二和第三天試驗時只能達到 2300rpm，否則溫升過高，摩擦係數加大。 試驗過程中全程記錄扭矩和溫度摩擦係數m由下式導出：m = T/ (m.R.F) 式中T= 扭矩 (Lb.Inch)m= 杠杆比 = 10R= 試樣半徑= 0,933 inchF= 載荷 (Lb)試驗結束後測量試樣磨損失重和表面的顯微硬度及表面粗糙度變化。3. 试验结果3.1 SD/CC 級15W40商用潤滑油First daySecond dayThird day® 摩擦係數隨載荷增加下降。® 第二天試驗轉速降 至2300rpm，否則溫度和 摩擦

4、係數過高。 圖2 摩擦係數隨載荷的變化Third daySecond dayFirst day® 800 分鐘試驗後摩擦係數和溫度均過高，轉速只得降低。圖3 摩擦係數隨轉速的變化® 油溫隨載荷增加升高。® 油溫也隨速度增加升高。® 油溫應限制在低於130°® 以免蒸發和變質，因此 第二天起轉速只能降低。Third daySecond dayFirst day圖4 摩擦係數與溫度的變化關係表2 磨損失重和表面硬度變化上試樣下試樣磨損失重 （克）表面顯微硬度 Hv100- 磨痕內- 磨痕外334-321-磨痕內圖5 下試樣的磨損表面形貌從

5、圖5可以看出，下試樣磨痕內的表面變得極為粗糙，劃痕嚴重，最大劃痕深度達60微米。3.2 含FENOM的SD/CC 級15W40商用潤滑油® 隨載荷增加摩擦係數顯著下降。First daySecond dayThird day圖6 摩擦係數隨載荷的變化® 在整個試驗週期內摩擦係數十分穩定，溫度一直低於 100o C。First daySecond dayThird day圖7 摩擦係數隨轉速的變化® 油溫隨載荷和速度增加 有升高，但在最高試驗 載荷和溫度下穩定保持 低於100o C。First daySecond dayThird day圖8 摩擦係數與溫度的變化關

6、係表3 磨損失重和表面硬度變化上試樣下試樣磨損失重 （克）0,00250,0065表面顯微硬度 Hv100- 磨痕內- 磨痕外318-263-磨痕內圖9 下試樣的磨損表面形貌從圖9可以看出，下試樣磨痕內的表面粗糙度不大，甚至低於劃痕外的原始表面，最大劃痕深度僅有微米，遠遠低於未添加Fenom的SD/CC 級15W40 商用潤滑油形成的劃痕。3.3 试验结果比较First daySecond dayThird day圖10 摩擦係數的比較圖11 溫升的比較® 由圖10和11可以看出，試驗開始階段（第一天）兩種油的摩擦係數基本一致，含Fenom的僅僅略低於SD/CC 級15W40 商用潤

7、滑油的摩擦係數；兩種油的溫度則在開始階段就表現出較明顯的差異。試驗進行至第二天，特別是800分鐘以後，含Fenom的摩擦係數明顯低於不含Fenom的同牌號潤滑油，同時，即使轉速降低至2300rpm，不含Fenom的潤滑油的溫升也比含Fenom的同牌號潤滑油在更高轉速下的溫升高得多。® 比較表2和表3以及圖5和圖9可知，含Fenom的潤滑油的磨損失重大大低於不含Fenom的同牌號潤滑油的磨損失重，例如，上試樣兩者的磨損失重差值達25倍之多，磨痕內的表面形貌和劃痕深度的比較也證明了兩者的磨損差異，劃痕深度差達40倍。® 從表2和表3還可看出，含Fenom的潤滑油可提高磨損表面的顯微硬度，不含Fenom的同牌號潤滑油沒有這種效應。4. 結論- Fenom 金屬表面調