（机械设计及理论专业论文）磨损自补偿修复添加剂edt和etdm的研制及其摩擦学效应研究.pdf

机械科学研究院硕士学位论文 摘要 摘要 摩擦导致的磨损是机械设备失效的主要原因，摩擦过程造成功率损失、浪费大量的能 源，润滑及润滑剂是减小磨损、降低摩擦的主要措施。传统的润滑添加剂只有减缓磨损的 作用，它们对摩擦副只有耐磨功能，而不能产生负磨损，没有磨损自补偿修复功能，而且 减小摩擦的作用也有限。 论文基于磨损自补偿修复的设想，成功地研制出了具有优异的磨损自补偿摩擦学效应 的添加剂，并对其磨损自补偿修复效应、承载效应、减摩效应和降温效应以及对四种类型 的成品润滑油的适应性作了深入系统地试验研究，同时，还以常用的四球法，对其承载特 性( p b ) 、耐磨特性和减摩特性作了系统深入的试验研究。 本文主要的研究成果体现在几个方面： 1 、所研制的添加剂e d t 具有优异的磨损自补偿摩擦学效应。 ( 1 ) 添加剂e d t 有优异的磨损自补偿修复效应。在整个4 5 0 r n i n 的试验内，动、静 件的磨损始终为负磨损，磨损自补偿修复膜始终存在，磨损始终局限于磨损自修复膜内： 而且成膜迅速，试验3 0 r a i n 时，动、静件的磨损皆为负磨损。 ( 2 ) 添加剂e d t 有优异的磨损自补偿承载效应。其承载能力最小为1 3 7 2 n ，比基础 油的至少提高了3 6 6 7 ，比t 2 0 2 的提高了1 3 3 3 之多。 ( 3 ) 添加剂e d t 有优异的磨损自补偿减摩效应。摩擦系数为0 0 0 9 2 0 0 1 2 1 ：比t 2 0 2 的摩擦系数减d , t6 4 5 8 7 9 。而且载荷越大、时间越长，减摩优异性越显著。 ( 4 ) 添加剂e d t 有优异的磨损自补偿降温效应。4 9 0 n 时其温升为2 0 。c ，比1 2 0 2 的 低8 7 ( 2 ，载荷越高，其降低油温的作用越明显。 ( 5 ) 添加剂e d t 的磨损自补偿摩擦学效应有较宽的载荷适应范围。在2 9 4 8 8 2 n 的 载荷范围内，都有优异的磨损自补偿修复效应、减摩效应和降温效应。摩擦副在摩擦过程 中均形成负磨损，摩擦系数不超过0 0 1 2 1 ，油温温升不超过3 5 c ；而传统的极压抗磨添加 剂t 2 0 2 的情况是，当载荷增加到4 9 0 n 时，磨损及摩擦系数急剧增大，油温急剧上升，油 温达1 3 0 ，已失工作的能力。 2 、e d t 和e d t m 润滑添加剂对试验的四种成品油具有优异的磨损自补偿修复效应和 减摩效应。以n 4 6 透平油和n 2 2 0 工业齿轮油润滑时，磨损均为正磨损，摩擦系数分别为 0 0 1 6 和0 0 1 7 2 ；添加e d t 或e d t m 后，摩擦副的磨损均为负磨损，摩擦系数为0 0 0 7 2 矍垄皇! ! 些查垫型! 呈三堡! 呈：竺竺至型垒茎譬堡兰鍪堡竺塞 0 0 1 0 ，较添加前的减小了4 1 9 5 9 ，1 。以n 4 6 液压油和n 6 8 机械油润滑时，摩擦副都 发生严重的粘着擦伤，摩擦系数大于o 1 0 ；添加e d t 或e d t m 后，磨损均为负磨损，摩 擦系数为0 0 0 7 0 0 0 0 8 0 ，较添加前的减小了9 2 以上。 3 、使用常规的点接触四球法试验法，在四种载荷( 1 9 6 n 、2 9 4 n 、3 9 2 n 和4 9 0 1 , 1 ) 、三 种试验时间1 0 m i n 、3 0 m i n 和6 0 m i n ) 共十二种试验条件下对e d t 和e d t m 的摩擦学性能 进行了系统的研究，研究表明，载荷越高、时间越长，e d t 和e d t m 的耐磨减摩效应越 显著。e d t 使基础油的磨斑直径从0 3 2 8 m m 1 2 2 m m 减小至0 2 8 9 m m 0 4 4 5 m m ，减小 了1 1 9 6 3 5 ：摩擦系数从0 0 9 6 2 0 1 0 2 6 减小至0 0 6 4 6 0 0 7 4 8 ，减小了2 0 o 3 7 1 。e d t m 使基础油的磨斑直径减小至o 2 8 7 m m 0 3 9 3 m m ，减小了1 2 5 6 7 8 ： 摩擦系数减小至0 0 1 7 9 0 0 3 6 9 ，减小了6 2 9 8 0 o 。四种成品油中添加了e d t 和 e d t m 后，p b 值从4 7 0 4 n 5 4 8 ，8 n 提高到6 4 6 8 n 1 4 5 0 4 n ，摩擦系数减d , t1 5 0 5 9 1 ( n 2 2 0 e d t 除外) ，相对耐磨性提高了3 2 1 0 6 。 4 、系统研究了e d t 与六种常用添加剂的协同性，具有以下规律： ( 1 ) e d t 与t 3 0 4 、t 3 0 6 、t 3 2 1 、助剂m 、t 1 0 6 和t 1 5 2 在减摩性方面有优异的协同 效应；与t 3 0 4 、助剂m 和t 1 5 2 在硎磨性方面有协同效应；与t 3 0 4 在承载特性方面有极 为优异的协同效应。 ( 2 ) e d t 与六种常用添加剂的协同性既与添加剂的类型有关，同时也与复配时的比 例和复配后的用量有关。复配时在戤摩特性、刑磨特性和承载特性三个方面的协同性无同 步性。 e d t 和e d t m 在无油楔效应平面接触的边界润滑状态下具有优异的磨损自补偿修复 效应、减摩效应、降温效应和宽范围的承载效应，并且在四种成品润滑油中有很好的适应 性，同时，在有油楔效应的边界润滑状态下亦有优异的摩擦学效应，因此，可直接将其添 加到上述四种成品润滑油中试用，以开拓具有磨损自补偿修复功能的新型润滑剂。 关键词： 润滑添加剂磨损自补偿修复效应摩擦学效应 2 a b s t r a c t o nt h eo n eh a n d ，w e a rc a u s e db yf i i c t i o ni so n eo ft h em a i nr e f l $ o n so ff a i l u r eo fm a c h i n e s a n de q u i p m e n t s o nt h eo t h e rh a n d p r o c e s s e so f 箭c t i o nr e s u l t i nl o s so fp o w e ra n dw a s t eo f e n e r g y l u b r i e a n t 9p l a yas i g m f i c a n tr o l et or e d u c e 衄c t i o na n d 、n e 岔h o w e v e r t r a d i t i o n a l l u b r i c a n t sa c to n l yo nt h er e t a r d a t i o no fw e a l a n dt e a l - l i m i t e d l yb u th a v en ow e a r - s e l f - r e p a i r i n g f u n c t i o n ，t h a ti st os a y , c a l ln o tp r o d u c en e g a t i v ew e a r , a c c o r d i n gt oat e n t a t i v ei d e ao fz e r o ，w e a l , t w ok i n d so fl u b r i c a t i n ga d d i t i v e se d ta n d e d t mw i t ha ne x c e l l e n tf u n c t i o no fw e a r s e l f - r e p a i r i n gd u r i n gf r i c t i o n p r o c e s s e sw e r e d e v e l o p e di nt h i sd i s s e r t a t i o n p r o p e r t i e so ft h et w ok i n d so fn e w a d d i t i v e sd e v e l o p e d s u c h 私 e f f e c to fw e a r - s e l f - r e p a i r i n g ，i o a dc a n y i n ge f f e c t ，a n t i f r i c t i o ne f f e c t , i n h i b i t i o no fe l e v a t e d t e m p e r a t u r eo fl u b r i c a t i n go i la n dc o o p e r a t i v 耐而_ 1 1c o m m e r c i a lo i l s ，w e r ei n v e s t i g a t e di nt h i s d i s s e r t a t i o n f u r t h e r m o r e t h e i re x t r e m el o a d i n gc a p a c i t y ( p bv a l u e ) a n da n t i - w e a re f f e c t r e r e a l s oi n v e s t i g a t e ds y s t e m a t i c a l l yb yf o u r - b a l it e s t n l ea c h i e v e m e n t so f t h i sd i s s e r t a t i o nw e r em a n i f e s t e di ns e v e r a la s p e c t sa sf o l l o w s ： i t h ea d d i t i v ee d th a de x c e l l e n tw e a r - s e l f - r e p a i r i n gp r o p e r t i e s 1 1t h ee d th a de x c e l l e n tw e a r - s e l f - r e p a i r i n gp r o p e r t i e s i nt h ew h o l et e s tp e r i o d , i e i n4 5 0 n q i n u t e s ，t h ew e a ro fb o t hm o v i n ga n ds t a t i cp i e c e so ft h er u b b i n gp a i rl u b r i c a t e db yt h eo i lw i t h t h ea d d i t i o no ft h ee d tk e p tn e g a t i v ev a l u e s t h es 疵a c e so ft h er u b b i n gp a i rw e r ea l w a y s c o v e r e dw e a r - s e l f - r e p a i r i n gf i l m s t h ef i l m sy i e l d e dr a p i d l y s ot h ew e a rw a sa l w a y sl i m i t e di n t h ef i l m s 。 2 1t h eo nw i t ht h ea d d i t i o no ft h ee d th a de x c e l l e n tb e a r i n gc a p a c i t y i t sm j n 皿u n lp b v a l u ew a s13 7 z n ，w h i c hw a s4 6 6 7t i m e sa si l i g ha st h a to ft h eb a s eo i la n d2 3 3 3t i r 1 1 e so f t h eo i l i nw h i c ht h ea d d i t i v et 2 0 2w a sa d d e d 3 、n l ee d th a de x c e l l e n ta n t i - f r i c t i o ne f f e c t t h ef r i c t i o nt o e m c i e n to fs t e e l s t e e lr o b b i n g p a i r s1 u b r i c a t e db yt h eo i lw i t ht h ea d d i t i o no ft h ee d te q u a l e d0 0 0 9 2 0 0 1 2 1 w h i e hr e d u c e d b y6 4 5 一8 7 9 a sc o m p a r e dw i 也t h a to ft h et 2 0 2 ，t h eh i g h e rt h e1 0 a dw a s ，t h em o r ee v i d e n t i t se f f e c to f a n t i f r i c t i o nw a s s i m i l a r l y , i t se f f e c to f a n t i f r i c t i o nh a dap o s i t i v er e l a t i o n s h i pt ot h e t e s t i n gd u r a t i o n 4 1t h ee d th a de x c e l l e n ti n h i b i t i o no fe l e v a t e dt e m p e r a t u r eo fl u b r i c a t i n go i l w h e l lo i l s t e s t e dw e r el u b r i c a t i n gs t e e l s t e e lr u b b i n gp a l r su n d e rt h el o a do f4 9 0 n t h ee l e v a t e dt e m p e r a t u r e o f o i lw i t ht h ea d d i t i o no f t h ee d tw a s2 0 ，w h i c hw a s8 7 l o w e rt h a nt h a to f t h et 2 0 2 b i n h i b i t i o no fe l e v a t e dt e m p e r a t u r eo fl u b r i c a t i n go i li n c r e a s e do b v i o u s l yw i 1c l i m b i n go ft h e l o a d 5 ) me x c e l l e n tw e a l - s e l f - r e p a i r i n gp r o p e r t yo f t h ee d ta p p e a r e dg o o ds u i t a b i l i t yf o rl o a d i naw i d el o a d i n gr a n g eo f2 9 4 nt o8 8 2 nd u r i n gf f i c t i o na n dw e a rt e s t st h eo i lw i t ht h ea d d i t i o n o ft h ee d ts h o w e di t sg o o de f f e c to fw e a r - s e l f - r e p a i r i n g ，g o o da n t i - f r i c t i o ne f f e c ta n dg o o d i n h i b i t i o no fe l e v a t e dt e m p e r a t u r eo fl u b r i c a t i n go i l t h ee d tl e a d e ds t e e l - s t e e lr u b b i n gp a i r st o n e g a t i v ew e a r 1 0 wf r i c t i o ne o e f f i c i e n tk c ：p tu n d e r0 0 1 2 la n ds i l l a l le l e v a t e dt e m p e r a t u r eo f l u b r i c a t i n go i l 研也i n3 5 b yc o n t r a s t 、t h ew e a ra n df r i c t i o no fs t e e l s t e e lr u b b i n gp a i r s l u b f i c a t e db yt h eo i lw i t ht h ea d d i t i o no ft h et r a d i t i o n a le x t r e m ep r e s sa d d i t i v et 2 0 2a sw e l la s t h et e m p e r a t u r eo ft h eo i ls t e e pr o s eu n d e rt h el o a dr e a c h i n g4 9 0 n a tt h a tt l r a e , t h et e m p e r a t u r e o f t h eo i tr e a c h e d1 3 0 。ca n dt h er u b b i n gp a i r sl o s tn o r m a lw o r k i n gc a p a c i t yy e t 璧堡! ! ! 些竺茎鋈塑型! 呈! 塑! 呈! 些竺! ! ! ! 垒苎璧堡兰鍪壁塑窒； 2 1 1 1 ea d d i t i v e se d ta n de d t mc o u l dm a k ef o u rk i n d so fc o m i n e r e i a ll u b r i c 撕n 2o i l s t e s t e dt oh a v ee x c e l l e n tw e a r s e l f - r e p a i r i n ga n d a n t i f r i c t i o ne f f e c t s ，ap o s i t i v ew e a ro fs t e e l s t e e l r u b b i n gp a i r sa n dr e l a t i v eh i g hf r i c t i o nc o e f f i c i e n te q u a l i n go 0 1 6a n do 0 1 7 2r c s p e c t i v e l v a p p e a r e dw h e nt h er u b b i n gp m r sw e r el u b r i e a t e db yt h et u r b i n eo i ln 4 6a n dt h eg e a ro i ln 2 2 0 r e s p e c t i v e l y , w h i l eap o s i t i v ew e a ra n dr e l a t i v el o wf r i c t i o nc o e m c i e n te q u a l i n g0 0 0 7 2 0 0 t 0 w h i c h 烈l b y 4 1 ，9 5 9 1 a sc o m p a r e d w i t h t h e t w o f o r m e r s 。w h e n b y n 4 6a n d n 2 2 0 i n w h i c h m ee d ta n de d t mw e r ea d d e dr e s p e c t i v e l y f u r t h e r m o r e ，as e r i o u ss c u f f i n ga n dr e l a t i v eh i 吐 f r i c t i o nc o e m c i e n to v e ro 1 a p p e a r e dw h e nt h er o b b i n gp a i r sw e r el u b r i c a t e db yt h eh y d r a u l i co i l n 4 6a n dm e c h a n i c a lo i ln 6 8 ，w h i l ea p o s i t i v ew e a ra n dr e l a t i v el o w 缸c t i o ne o e m c i e n te q u a l i n g 0 0 0 7 0 - - 0 0 0 8 0 ，w h i c hf e l lb ym o r et h a n9 2 a sc o m p a r e dw i 血t h et w of o r m e r s w h e nb yn 4 6 a n dn 6 8i nw h i c ht h ee d ta n de d t mw e r ea d d e d r e s p e c t i v e l y 3 ，t r i b o l o g i c a lp e r f o r m a n c e so fa d d i t i v e se d ta n de d t mw e r ei n v e s t i g a t e dw i t ha f o u r - b a l lt e s t e ru n d e rt w e l v et e s t i n gc o n d i t i o n sc o m b i n e dw i t h4i e v e l so fl o a d i n g ( 1 9 6 ，2 9 4 ，3 9 2 a n d4 9 0 n ) a n d3t e s t i n gp e r i o d s ( 1o ，3 0a n d6 0 m i n ) r e s p e c t i v e l y t e s tr e s u l t sd e m o n s t r a t e dt h a t t h eh i g h e rt h el o a dw a sa n dt h el o n g e rt h et e s tc o n t i n u e d ，t h em o r eo b v i o u st h ee f f e c to f t h ee d t a n de d t mu r l o na n t i w e a ra n da n t i f r i c t i o nw a s t h ea d d i t i o no fe d ti n t ob a s eo i lc o u l dm a k e b o t hw e a ra n df r i c t i o no f f o u r - b a l ir u b b i n gp a i r sd e c r e a s e do b v i o u s l y ：t h ed i a m e t e ro f w o r n $ c a x s o nt h eb a l l sd e c r e a s e df r o m0 3 2 8 m m - 1 2 2 m mt o0 2 8 9 r r u n - - - 0 、4 4 5 m m 也a ti st os a y , t h ew e a l o f f o u r - b a l lr u b b i n gp a i r sl u b r i c a t e db yt h eo i lw i t ht h ea d d i t i o no ft h ee d tr e d u c e db v 11 9 6 3 5 a sc o m p a r e dw i t ht h a tb yt h eb a s eo i l ；a n dt h ef r i c t i o nt o e f f i c i e n tf e i lf r o m 0 0 9 6 2 - - 4 ) 10 2 6t o0 0 6 4 6 0 0 7 4 8 t h a ti st os a y , t h ef r i c t i o nu n d e rt h ec o n d i f i o no fl u b r i c a t i o no f t h eo i 2w t ht h ea d d i t i o no ft h ee d td e c r e a s e db y2 0 0 0 7 1 a sc o m p a r e dw i t h 廿l a to ft h e b a s eo i l s i m i l a r l v t h ea d d i t i o no f e d t mi n t ob a s eo i lc o u l da l s om a k eb o t hw e a ra n df r i c t i o no f f o u r - b a l lm b b i n gp a i r sd e c r e a s e do b v i o u s l y ：t h ed i a m e t e ro fw o r ns c a r so nt h eb a l l sd e c r e a s e dt o 0 2 8 7 m m 0 3 9 3 m m t h a ti st os a y , t h ew e a ro ff o u r - b a l lr u b b i n gp a i r s1 u b f i c a t e db yt h eo i lw i t h t h ea d d i t i o no f t h ee d t mr e d u c e db y1 2 5 - 6 7 8 a sc o m p a r e dw i t l lt h a tb yt h eb a s eo i l ；a n d t h ef r i c t i o nc o e 丘i c i e n tf e l lt o0 0 1 7 9 0 0 3 6 9 ，t h a ti st os a y ，t h e 衔e t i o nu n d e rt h ec o n d i t i o no f l u b r i c a t i o no ft h eo i lw i t ht h ea d d i t i o no ft h ee d r r md e c r e a s e db y6 2 9 瑚0 0 a sc o m p a r e d w i t ht h a to ft h eb a s eo i l a f t e rt h ea d d i t i v e se d ta n de d t mw e r ea d d e di n t of o u rk i n d so f c o m m e r c i a ll u b r i c a m l go i l s ，t h e i re x t r e l n el o a d i n gc a p a c i t y , i e p bv a l u e , i n c r e a s e df r o m 4 7 0 4 n - 5 4 8 8 nt o6 4 6 8 n 1 4 5 0 4 n ，f r i c t i o nc o e f f i c i e n td e c r e a s e db y1 5 o 一5 9 1 ( e x c e p t n 2 2 0 e d na n dr e l a t i v ew e a rr e s i s t a n c ei n c r e a s e db y3 2 - 1 0 6 4 t h ec o o p e r a t i v i t yo ft h ea d d i t i v ee d tw i t h6k i n d so fe o m m e r c i a ia d d i t i v e sm o s ti nu s e w a gi n v e s t i g a t e ds y s t e m a t i c a l l y t h ef o l l o w i n gr e g u l a r i t yw a si n d i c a t e d ： n l ce d tc o u l dc o o p e r a t ew i t ha d d i t i v e st 3 0 4 ，t 3 0 6 ，t 3 2 1 ，t 1 0 6 ，t 1 5 2a n da g e n tm i n t h ef i e l do fa n t i f r i c t i o ne f f e c t i v e l y , w i t ha d d i t i v e st 3 0 4 ，t 15 2a n da g e n tmi nt h ef i e l do f a n t i w e a ra n dw i t ha d d i t i v et 3 0 4i nt h ef i e l do f i n c r e a s eo f l o a dc a r r y i n gc a p a c i t ye f f i c a c i o u s l y 2 、t h ec o o p e r a f i v i t yo ft h ea d d i t i v ee d tw i t ht h e6k i n d so fc o m m e r c i a la d d i t i v e sm o s ti n u s ew a sr e l a t e dn o to n l yt ot h es o r t so fa d d i t i v e sb u ta l s ot o 也ec o m p o u n dp r o p o r t i o na n dt h e a d d e da m o u n ti no i l s t h e r ew a sl i t t l ep r o b a b i l i t yo ft h a tt h ee f f e c t so fa n t i - f r i c t i o n ，a n t i - w e a r a n di n c r e a s eo f l o a dc a r r y i n gc a p a c i t yw e r es y n c h r o n i z e dw i t ht h ec o m p o u n d i n gp r o c e s s t h ee x c e l l e n tp r o p e r t i e s ，s u c ha sw e a r s e l f - r e p a i r i n ge f f e c t ，a n t i - f r i c t i o ne f f e c t ，i n h i b i t i o no f e l e v a t e dt e m p e r a t u r eo fl u b r i c a t i n go i la n ds u i t a b i l i t yf o r1 0 a c ti naw i d el o a d i n gr a n g e ，o f 2 垫堡型茎至塞璧至圭兰堡鎏兰 茎奎垫茎 1 u b f i c a n t si n c l u d i n gt h ee d to rt h ee d t mc o u l db eb r o u g h ti n t op l a yu n d e rt h ec o n d i t i o n so f b o u n d a r yl u b r i c a t i o na n df a c e - f a c er u b b i n gp a i r sw i t h o u to i l - w e d g ee f f e c t m o r e o v e r ，t h e a d d i t i v e se d ta n de d t mh a dc o o p e r a t i v i t yw i t hc o m m e r c i a lo i l s f u r t h e r m o r e ，t h ee x c e l l e n t t r i b o l o g i c a lp r o p e r t i e so f1 u b r i c m a t si n c l u d i n gt h ee d t o rt h ee d t mc o u l db eb r o u g h ti n t oe f f e c t u n d e rt h ec o n d i t i o n so fb o u n d a r yl u b r i c a t i o nw i 协o i l w e d g ee f f e c t t h e r e f o r e t h ea d d i t i v e se d t a n d e 1 ) t mn l i 吐tb ea d d e dd i r e c t l yi nt h ef o h i k i m so fc o m m e r c i a lo i l sa b o v em e n t i o n e dt og i v e at r i a li no r d e rt od e v e l o pn e wl u b r i c a n t sw i t hw e a r - s e l f - r e p a i r i n ge f f e c t k e y w o r d ：l u b r i c a n ta d d k i v ew e a r - s e l f - r e p a i r i n ge f f e c t t r i b o l o g i c a le f f e c t 3 机械科学研究院硕士学位论文 第一章绪论 第一章绪论 1 1摩擦学及润滑油添加剂研究的意义 摩擦学是研究相对运动的相互作用表面的有关理论及实践的一门科学与技术 1 ，换言 之，就是研究作相对运动表面的摩擦、磨损和润滑这三个相互关联的科学与技术的总称。 摩擦学原理及研究成果被广泛用于机械产品的研究、设计、生产和使用过程中，对于提高 机械产品的技术水平和经济效益具有非常重要的意义。 摩擦过程，其实质就是能量的消耗过程，它造成功率损失，浪费大量的能源。例如， 现代汽车的功率的2 0 是消耗于克服摩擦，纺织机械的功率约8 5 是消耗于克服摩擦， 据统计，世界能源的1 3 1 2 是消耗于克服摩擦f 2 1 。 机器磨损所造成的损失是惊人的。据统计，磨损造成的损失是摩擦造成的损失的1 2 倍。有摩擦就有磨损，而磨损则是零件报废的主要形式之一。它不仅会使零件遭受不应有 的损害，更重要的是会使零件配合间隙增大，机器精度的效率降低。产生冲击载荷后，又 往往会进一步导致磨损的速度的增大，使机器谈失工作能力或者遭到破坏。据估计，8 0 的机器失效是由于零部件的磨损引起的。1 9 7 4 年我国汽车产值为1 6 6 亿元，耗用钢材2 7 万吨；配件产量1 4 亿元，耗用钢材2 3 万吨。拖拉机产值为2 9 3 亿元，耗用钢材2 4 万吨， 而生产配件1 8 1 亿元，配件所耗钢材2 4 万吨。配件中大部分用于维修。主机和维修配件 所耗用钢材基本上为l ：l ，随着汽车、拖拉机拥有量的增大，配件所占用的钢材也将急剧 增大。我国2 0 0 3 年对5 4 家钢铁企业的的调研表明：其修理费用为1 7 4 6 3 亿元( 尚没包括 修理造成的停机损失) 【3 】。在英国，每年消耗金属切削用硬质合金刀具2 0 0 0 万件，造价 5 0 0 0 万英镑。另一方面。磨损可造成早期失效或产生突然事故，在日本，由于气轮发电机 轴承的油膜震荡，曾发生重大事故。 机械设备最常见的失效大都是磨损引起的。据加拿大有关机构统计，加拿大每年由于 摩擦、磨损引起的损耗达5 0 亿加元，而通过摩擦学的研究成果的应用可挽回其中三分之 一的损失【4 】。另据美国有关机构统计【5 ，6 1 1 ，世界上3 0 的能源损耗是由于摩擦引起的。 其中的5 0 可以靠润滑剂的选用找回来。美国1 9 7 6 年花在摩擦学研究和发展方面的费用 为2 4 0 0 万美元，而总节约能源为全年能源的1 1 ，大约相当于1 6 0 0 亿美元。从1 9 9 6 年 英国的调查报告发表以来，许多国家对有效利用摩擦学知识可能带来的经济效益进行了再 调查，多数结果表明可占国民经济总产值的1 1 1 8 ，摩擦学领域的投资与可能取得的 效益之比为1 ：3 0 1 ：7 6 ，平均为l ：5 0 ，也就是说，如果一次性投入1 0 0 万元，则两年 1 磨损自补偿修复涿加剂e d t 和e d t m 的研制及冀摩擦学效应研究 之后，每年平均就可节约5 0 0 0 万元 7 ，8 。1 9 8 4 年，我国对冶金、石油、煤炭、铁道运输、 机械五大行业的调研，经初步统计和测算，应用已有摩擦学知识，每年可节约3 7 8 亿元左 右，投入产出比例：在摩擦学工业应用方面，投入3 5 3 亿元资金，可在全国工业企业获得 1 7 6 4 亿元效益。粗略比例为：大庆油田1 ：4 9 ：上海冶金系统1 ：7 6 ；煤炭系统1 ：4 0 3 。 润滑及润滑剂在减小摩擦、降低磨损方面具有十分重要的地位。而添加剂已成为提高 油品使用性能的重要手段，特别是在1 9 7 3 年世界能源危机以来，各国都对薄油膜节能剂 进行了大力开发，各国使用节能剂己占润滑剂总量的一半以上，这其中润滑油添加剂是关 键所在。武汉材料保护研究所研制的s w 4 添加剂，参兑到蜗轮蜗杆油中，使1 8 吨重的铜 丝母，在初( 粗) 轧机轧制运行中，使用周期由最短5 8 天，一般3 - 6 个月，延长至1 8 个 月多。直、间接效益可达千万元以上 3 】。 在很大程度上，现代润滑油的使用性能已不取决于原油的基本性能，而依赖于其中所 使用的添加剂的性能。高性能的添加剂的研制和开发在摩擦、磨损与润滑中占据重要地位， 对国民经济具有十分重要的意义。 从市场需求的角度来看：2 0 0 3 年中国润滑油消费量是4 0 0 万吨，销售收入超过3 0 0 亿 元人民币，首次超过俄罗斯成为仅次于美国的世界第二大润滑油消费国。预计2 0 0 5 年中 国润滑油消费量将达到5 0 0 万吨以上，销售收入将超过3 8 0 亿元人民币。1 9 9 1 年以后，中 国润滑油的需求量年增长率长期保持在3 0 的水平，而润滑油产量年增长率则仅为 5 6 9 。可以说，中国润滑油市场的机会将是广阔的。 从生产供给能力的角度来看：在2 0 世纪9 0 年代初，国际润滑油企业就已开始抢滩中 国润滑油市场。它们以长期占领市场为目标，凭借资金、技术和品牌优势，稆继在中国建 成润滑油调合厂近3 0 家，总生产能力达9 0 多万吨。据不完全统计，大大小小的调合厂有 4 0 0 0 多家，润滑油品牌6 0 0 0 有余。近年来的市场格局为：一是中国石化和中国石油润滑 油企业，以其资源、技术和品牌优势占据中国润滑油市场近6 0 的市场份额 二是以壳牌、 埃克森美孚为代表的跨国润滑油企业，以其品牌的影响力占据了高端润滑油市场的8 0 的 市场份额；三是以统一、莱克为代表的地方民营润滑油企业，以灵活的经营机制和猛醒的 品牌意识已在市场上形成了不可小视的竞争能力。2 0 0 4 年l 7 月份，我国润滑油的消费 量为3 5 2 5 2 万吨，我国的产量为2 7 1 8 7 万吨，占总消费量为7 7 1 2 ，进口润滑油占总消 费量的2 2 8 8 ，比去年同期提高了2 1 4 1 0 】。从以上数据可以看出：跨国润滑油企业构 年生产能力9 0 多万吨，占我国润滑油总消费量的2 2 左右，但占附加值高的高端润滑油 2 机械科学研究院硕士学位论文 第一章绪论 市场份额的8 0 。这说明在高端润滑油市场方面，国内润滑油企业还有巨大的上升空间。 然而润滑油的品质主要取决于其所含有的添加剂的性能，2 0 世纪9 0 年代，世界主要的润 滑油添加剂生产厂家主要有：l u b r i z o l 、p a r a m i n s ( e x x o n ) 、o r o n i t e ( c h e v r o n ) 、a m o c op e t r o l e u m a d d i t i v e s 、m o b i l 和s h e l l 等公司，这些公司在全球提供了近9 0 的产品【1 1 】。这说明我国 国内添加剂企业研制生产的添加剂产品在世界上占有很低的市场份额，- 润滑油添加剂按其分类可以分为：清静剂和分散剂，抗氧抗腐剂，极压抗磨剂，油性 剂和摩擦改进剂，抗氧剂和金属减活剂，粘度指数改进烈，防锈刹，降凝剂，抗泡沫剂。 而研究出具有低的摩擦系数、高的抗磨性的润滑油添加卉町，可以节省因摩擦力的存在 而耗散的能量，可以降低因磨损而引起的维修费用以及因停工检修所引起的损失，减少备 件的生产、贮运所耗用的资源，从而获取巨大的经济效益；另方面，可以提高