專(zhuān)利名稱(chēng)：電主軸使用的納米潤(rùn)滑油制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于潤(rùn)滑油技術(shù)領(lǐng)域，尤其是適合于高速運(yùn)轉(zhuǎn)條件下、延長(zhǎng)電主軸使用壽命、降低軸承噪音與溫升的一種電主軸使用的納米潤(rùn)滑油制備方法。
背景技術(shù)：
目前機(jī)床電主軸使用的潤(rùn)滑油主要由汽輪機(jī)油構(gòu)成，最常見(jiàn)的為N32基礎(chǔ)油，其運(yùn)動(dòng)粘度范圍在28. 8 35. 2mm2/So隨著機(jī)床電主軸轉(zhuǎn)速的不斷提高，當(dāng)其轉(zhuǎn)速超過(guò)50000r/min時(shí)，所使用N32基礎(chǔ)油潤(rùn)滑，電主軸的噪音、振動(dòng)和溫升達(dá)不到理想效果。90年代國(guó)際上興起的納米科學(xué)技術(shù)被認(rèn)為是面向21世紀(jì)的新科技，納米材料潤(rùn)滑就是一種可以經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行軸承滾動(dòng)表面改性的新技術(shù)。目前納米潤(rùn)滑油主要用于高檔汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)，針對(duì)高速機(jī)床電主軸使用的潤(rùn)滑油較少，市面上針對(duì)高檔汽車(chē)使用的納米潤(rùn)滑油不適合用于高速電主軸，存在以下幾個(gè)原因
第一、電主軸使用的軸承主要為滾動(dòng)摩擦，低負(fù)荷，而發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸和凸輪軸主要是滑動(dòng)摩擦，高負(fù)荷。第二、電主軸使用的軸承其轉(zhuǎn)速較高，而發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸和凸輪軸的運(yùn)動(dòng)速度較低。軸承在高轉(zhuǎn)速下，容易形成高溫高壓，這與汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑環(huán)境不同。第三、電主軸使用的軸承主要采用油霧潤(rùn)滑，它以壓縮空氣為動(dòng)力，通過(guò)油霧器將油液霧化并混入空氣流中，油耗比較高，而納米潤(rùn)滑油價(jià)格較為昂貴，不適于用在電主軸中。納米潤(rùn)滑油中使用的添加劑主要有以下兩類(lèi)
一類(lèi)是納米軟金屬類(lèi)如銅、錫、鎳、鋅、鉛、秘、鋁、銀等，如已公開(kāi)的專(zhuān)利200810200258、 03109198、200610002893、02128866。另一類(lèi)是納米氧化物類(lèi)如氧化鋁、氧化錫，氧化欽、氧化硅、氧化鋅等，如已公開(kāi)的專(zhuān)利 101126047,101148628 ο納米軟金屬類(lèi)添加劑的優(yōu)點(diǎn)是莫氏硬度小，摩擦系數(shù)小，能夠較好的自修復(fù)、填充摩擦副表面的微坑和損傷部位，起修復(fù)作用，形成一層具有抗磨作用的保護(hù)膜。其缺點(diǎn)是高溫情況下納米銅易氧化及團(tuán)聚，氧化、團(tuán)聚后會(huì)在表面形成微型小丘。納米氧化物類(lèi)添加劑的優(yōu)點(diǎn)是莫氏硬度較大，粒徑較小，可以認(rèn)為近似球形，在摩擦副間可像滾珠一樣自由滾動(dòng)，起到微軸承作用，對(duì)摩擦表面進(jìn)行拋光和強(qiáng)化作用，并支撐負(fù)荷，使承載能力提高，減小摩擦阻力，降低摩擦因數(shù)，從而提高了摩擦表面的潤(rùn)滑性能。 其缺點(diǎn)是自修復(fù)能力差，添加量太多會(huì)增大摩擦系數(shù)，影響潤(rùn)滑效果。將納米軟金屬類(lèi)和納米氧化物類(lèi)共同應(yīng)用在納米潤(rùn)滑油中至今未見(jiàn)報(bào)道，尤其是用于高速電主軸的納米潤(rùn)滑油也未見(jiàn)報(bào)道
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種機(jī)床高速電主軸專(zhuān)用復(fù)合納米潤(rùn)滑油，以解決目前使用的N32基礎(chǔ)油在高速下減摩抗磨性能達(dá)不到理想使用效果的問(wèn)題，降低高速軸承的磨損， 提高軸承的使用壽命，降低軸承溫升與噪音。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種電主軸使用的納米潤(rùn)滑油制備方法，該制備方法中的納米潤(rùn)滑油包括納米銅、納米氧化鋁、分散劑、抗氧劑和N32基礎(chǔ)油，其中納米銅的平均粒徑要求是20nm左右，納米氧化鋁的平均粒徑要求是30nm左右，納米潤(rùn)滑油按重量份配比如下
N32基礎(chǔ)油9900 9940克，納米銅30 70克，納米氧化鋁20 30克，分散劑5 20克，抗氧劑5 20克；
上述分散劑是T161高分子量聚異丁烯丁二酰亞胺； 上述抗氧劑是T502A ；
先將N32基礎(chǔ)油加熱到40 50°C范圍，然后在加熱的N32基礎(chǔ)油中加入分散劑和抗氧劑并用玻璃棒進(jìn)行攪拌，攪拌均勻后倒入磁力攪拌機(jī)中再加入納米銅和納米氧化鋁，當(dāng)磁力攪拌機(jī)攪拌30min后進(jìn)行超聲波分散60min，超聲分散冷卻后形成電主軸使用的納米潤(rùn)滑油。由于采用如上所述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、本發(fā)明的納米潤(rùn)滑油制備方法簡(jiǎn)單實(shí)用，制備成本低。2、該納米潤(rùn)滑油與N32基礎(chǔ)油相比，經(jīng)四球摩擦實(shí)驗(yàn)證明摩擦系數(shù)降低60-80%， 磨斑直徑明顯變小。3、磨斑表面存有一層潤(rùn)滑膜并具有良好的自修復(fù)功能與清凈功效，可提升高速電主軸的減摩、抗磨效果。4、該納米潤(rùn)滑油與N32基礎(chǔ)油相比，經(jīng)高速電主軸實(shí)際運(yùn)行檢測(cè)證明，噪音值、振動(dòng)值與溫升值明顯降低。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明是一種電主軸使用的納米潤(rùn)滑油制備方法。本發(fā)明制備方法中的納米潤(rùn)滑油包括納米銅、納米氧化鋁、分散劑、抗氧劑和N32 基礎(chǔ)油。上述納米銅是一種紫褐色粉末，該粉末呈球形，比表面積經(jīng)檢測(cè)要求達(dá)到25m2/ g，納米銅的平均粒徑要求是20nm左右。上述納米氧化鋁是一種白色粉末，該白色粉末屬Y相，比表面積經(jīng)檢測(cè)要求達(dá)到 180m2/g,納米氧化鋁的平均粒徑要求是30nm。本發(fā)明納米潤(rùn)滑油按重量份配比如下
N32基礎(chǔ)油9900 9940克，納米銅30 70克，納米氧化鋁20 30克，分散劑5 20克，抗氧劑5 20克。上述配比是萬(wàn)份重量配比，上述配比可以整倍數(shù)擴(kuò)大或縮小，其中的納米銅、納米氧化鋁、分散劑和抗氧劑可以合稱(chēng)為復(fù)合納米添加劑。上述分散劑是T161高分子量聚異丁烯丁二酰亞胺，其密度在20°C時(shí)為920kg/m3、 閃點(diǎn)為180°C，運(yùn)動(dòng)粘度在100°C時(shí)要求達(dá)到350mm2/s。
上述抗氧劑是T502A，T502A的化學(xué)名為2，6_ 二叔丁基苯酚，其含量彡75%，其它組分為同類(lèi)屏蔽酚抗氧劑。T502A是一種淺黃色液體，油溶性良好，閃點(diǎn)不低于96°C。本發(fā)明納米潤(rùn)滑油在上述配比下的制備方法如下
先將N32基礎(chǔ)油加熱到40 50°C范圍，然后在加熱的N32基礎(chǔ)油中加入分散劑和抗氧劑并用玻璃棒進(jìn)行攪拌，攪拌均勻后倒入磁力攪拌機(jī)中再加入納米銅和納米氧化鋁，當(dāng)磁力攪拌機(jī)攪拌30min后進(jìn)行超聲波分散60min，超聲分散冷卻后形成電主軸使用的納米潤(rùn)滑油。在40 50°C范圍內(nèi)，超聲波分散可以達(dá)到超聲空化效果，超聲空化時(shí)產(chǎn)生的局部高溫、高壓或強(qiáng)沖擊波，能夠大幅弱化納米粒子間的納米作用能，有效地防止納米粒子團(tuán)聚而使之充分分散在N32基礎(chǔ)油中。將納米銅和納米氧化鋁分別添加到本發(fā)明的納米潤(rùn)滑油中，既保持了背景技術(shù)中納米軟金屬類(lèi)和納米氧化物類(lèi)的優(yōu)點(diǎn)，也徹底避免了納米軟金屬類(lèi)和納米氧化物類(lèi)的缺點(diǎn)，經(jīng)四球摩擦實(shí)驗(yàn)證明
摩擦系數(shù)降低60-80% ；
磨斑直徑明顯變小；
摩擦表面形成了一層復(fù)合潤(rùn)滑膜。經(jīng)表面元素分析表明摩擦表面含有一定量的Cu元素，Al元素，這對(duì)降低電主軸在高速狀態(tài)下的磨損是非常有利的。試驗(yàn)結(jié)果證明在相同條件下，對(duì)比該納米潤(rùn)滑油與N32潤(rùn)滑油對(duì)高速電主軸性能的影響，其轉(zhuǎn)速越高，含有復(fù)合納米添加劑的N32基礎(chǔ)油潤(rùn)滑效果越好，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為 60000rpm時(shí)，含有復(fù)合納米添加劑的N32基礎(chǔ)油比純N32基礎(chǔ)油噪音降低3. 1DB，溫升降低 2. 8°C，振動(dòng)速度有效值降低0. 12mm/s。實(shí)施例1
取納米銅30g，納米氧化鋁30克，T502A或金屬減活劑20克，T161高分子量聚異丁烯丁二酰亞胺無(wú)灰分散劑20g，N32基礎(chǔ)油9900g。先將N32基礎(chǔ)油加熱到50°C，然后在加熱的N32基礎(chǔ)油中加入分散劑和抗氧劑并用玻璃棒進(jìn)行攪拌，攪拌均勻后倒入磁力攪拌機(jī)中再加入納米銅和納米氧化鋁，當(dāng)磁力攪拌機(jī)攪拌30min后進(jìn)行超聲波分散60min，超聲分散冷卻后形成電主軸使用的納米潤(rùn)滑油。實(shí)施例2
取納米銅30g，納米氧化鋁20克，T502A 5克，T161高分子量聚異丁烯丁二酰亞胺無(wú)灰分散劑5g，N32基礎(chǔ)油9940g。先將N32基礎(chǔ)油加熱到45°C，然后在加熱的N32基礎(chǔ)油中加入分散劑和抗氧劑并用玻璃棒進(jìn)行攪拌，攪拌均勻后倒入磁力攪拌機(jī)中再加入納米銅和納米氧化鋁，當(dāng)磁力攪拌機(jī)攪拌30min后進(jìn)行超聲波分散60min，超聲分散冷卻后形成電主軸使用的納米潤(rùn)滑油。實(shí)施例3
取納米銅50g，納米氧化鋁25克，T502A 5克，T161高分子量聚異丁烯丁二酰亞胺無(wú)灰分散劑5g，N32基礎(chǔ)油9915g。先將N32基礎(chǔ)油加熱到50°C，然后在加熱的N32基礎(chǔ)油中加入分散劑和抗氧劑并用玻璃棒進(jìn)行攪拌，攪拌均勻后倒入磁力攪拌機(jī)中再加入納米銅和納米氧化鋁，當(dāng)磁力攪拌機(jī)攪拌30min后進(jìn)行超聲波分散60min，超聲分散冷卻后形成電主軸使用的納米潤(rùn)滑油。
實(shí)施例4
取納米銅70g，納米氧化鋁20克，T502A 5克，T161高分子量聚異丁烯丁二酰亞胺無(wú)灰分散劑5g，N32基礎(chǔ)油9000g。先將N32基礎(chǔ)油加熱到45°C，然后在加熱的N32基礎(chǔ)油中加入分散劑和抗氧劑并用玻璃棒進(jìn)行攪拌，攪拌均勻后倒入磁力攪拌機(jī)中再加入納米銅和納米氧化鋁，當(dāng)磁力攪拌機(jī)攪拌30min后進(jìn)行超聲波分散60min，超聲分散冷卻后形成電主軸使用的納米潤(rùn)滑油。為了公開(kāi)本發(fā)明的目的而在本文中選用的實(shí)施例，當(dāng)前認(rèn)為是適宜的，但是應(yīng)了解的是，本發(fā)明旨在包括一切屬于本構(gòu)思和本發(fā)明范圍內(nèi)的實(shí)施例的所有變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1. 一種電主軸使用的納米潤(rùn)滑油制備方法，該制備方法中的納米潤(rùn)滑油包括納米銅、 納米氧化鋁、分散劑、抗氧劑和N32基礎(chǔ)油，其中納米銅的平均粒徑要求是20nm左右，納米氧化鋁的平均粒徑要求是30nm左右，其特征是納米潤(rùn)滑油按重量份配比如下N32基礎(chǔ)油9900 9940克，納米銅30 70克，納米氧化鋁20 30克，分散劑5 20克，抗氧劑5 20克；上述分散劑是T161高分子量聚異丁烯丁二酰亞胺； 上述抗氧劑是T502A ；先將N32基礎(chǔ)油加熱到40 50°C范圍，然后在加熱的N32基礎(chǔ)油中加入分散劑和抗氧劑并用玻璃棒進(jìn)行攪拌，攪拌均勻后倒入磁力攪拌機(jī)中再加入納米銅和納米氧化鋁，當(dāng)磁力攪拌機(jī)攪拌30min后進(jìn)行超聲波分散60min，超聲分散冷卻后形成電主軸使用的納米潤(rùn)滑油。
全文摘要
一種電主軸使用的納米潤(rùn)滑油制備方法，納米潤(rùn)滑油包括納米銅、納米氧化鋁、分散劑、抗氧劑和N32基礎(chǔ)油，將N32基礎(chǔ)油加熱到40～50℃范圍，然后在加熱的N32基礎(chǔ)油中加入分散劑和抗氧劑并用玻璃棒進(jìn)行攪拌，攪拌均勻后倒入磁力攪拌機(jī)中再加入納米銅和納米氧化鋁，當(dāng)磁力攪拌機(jī)攪拌30min后進(jìn)行超聲波分散60min，超聲分散冷卻后形成電主軸使用的納米潤(rùn)滑油。超聲波分散能達(dá)到超聲空化效果，超聲空化產(chǎn)生局部高溫、高壓或強(qiáng)沖擊波，可大幅弱化納米粒子間的納米作用能，有效地防止納米粒子團(tuán)聚而使之充分分散在N32基礎(chǔ)油中。經(jīng)四球摩擦實(shí)驗(yàn)證明摩擦系數(shù)降低60-80%，磨斑直徑明顯變小，提升電主軸的減摩、抗磨效果。
文檔編號(hào)C10N40/02GK102517130SQ201110432810
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者何強(qiáng), 葉軍, 張海鵬, 李澤強(qiáng), 牛青波, 王瓊, 王艷 申請(qǐng)人:洛陽(yáng)軸研科技股份有限公司