納米潤滑油添加劑在農(nóng)業(yè)機械上的應(yīng)用研究*

劉繼威 ， 李慶達 ， 周桂霞 ， 隋 新 ， 趙勝雪

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)工程學(xué)院，黑龍江 大慶 163319；2.黑龍江三維潤滑油科技有限公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

改革開放以來，我國機械行業(yè)得到迅猛發(fā)展，解決機械摩擦磨損迫在眉睫[1-5]。 解決摩擦磨損主要方法之一就是添加潤滑油，潤滑油由基礎(chǔ)油和潤滑油添加劑組成[6-9]。根據(jù)國家統(tǒng)計局顯示，2019 年基礎(chǔ)油總產(chǎn)能達到1 995萬噸，新增總產(chǎn)能478 萬噸[10-14]。 新型潤滑油添加劑發(fā)展迅猛， 針對于新型潤滑油中的納米潤滑油添加劑的特殊減磨抗磨作用機理，在農(nóng)業(yè)機械上的應(yīng)用意義深遠[15]。

1 農(nóng)業(yè)機械潤滑油的作用

在農(nóng)業(yè)機械工作過程中潤滑油有著不可或缺的作用，主要體現(xiàn)在：1）潤滑作用。 農(nóng)業(yè)機械在工作過程中摩擦磨損嚴(yán)重，潤滑油的黏度特性可以有效減小摩擦磨損，提高工作效率。2）防銹密封。機械運轉(zhuǎn)加入潤滑油可以避免金屬表面與空氣接觸，起到潤滑密封的作用。 3）冷卻清潔。 潤滑油具有一定的流動性，可以帶走機械表面的灰塵雜質(zhì)，并且可以吸收摩擦生成的熱量起到冷卻清潔作用。4）緩和沖擊。 潤滑油油膜的存在可以避免摩擦副表面金屬直接接觸，起到緩和沖擊作用，延長機械使用壽命[16-18]。通過潤滑油實際應(yīng)用可以看出， 品質(zhì)優(yōu)異的潤滑油可以有效減小摩擦磨損，延長機械使用壽命，對于提高農(nóng)業(yè)機械工作效率起重要作用。

2 納米添加劑與農(nóng)業(yè)機械

2.1 納米潤滑油添加劑的作用機理

納米材料作為潤滑油添加劑其作用機理主要體現(xiàn)在三個方面：1）大多數(shù)納米微粒表面形態(tài)為球形態(tài)，相比于機械運轉(zhuǎn)時摩擦副表面的滑動摩擦，球型的納米材料產(chǎn)生的滾動摩擦摩擦系數(shù)小，產(chǎn)生的磨痕直徑小，能夠有效提高潤滑性能；2）在機械運轉(zhuǎn)過程中，金屬接觸面局部溫度升高，具有低熔點特性的納米材料會處于熔化或者半熔化狀態(tài)， 從而在金屬表面形成一層具有納米效應(yīng)的納米薄膜，相比于其他表面膜，納米薄膜韌性強，抗彎曲性能優(yōu)異；3）納米粒子具有特殊的納米效應(yīng)，納米粒子性質(zhì)的變化可以使納米粒子在機械運作過程中填補金屬表面的磨痕，修復(fù)金屬表面損傷部分[19-21]。

2.2 納米潤滑油添加劑在農(nóng)業(yè)機械上的應(yīng)用

相比于工業(yè)機械、汽車等其他機械，農(nóng)業(yè)機械在生產(chǎn)實踐中處于兩大極端工作環(huán)境，在春種秋收中處于超負荷工作，在超負荷工作條件下，會導(dǎo)致潤滑油黏度潤滑失效，這時納米潤滑油添加劑相比于其他添加劑的優(yōu)勢明顯[22-25]。超負荷工作時摩擦副表面局部溫度升高，熔化、半熔化或燒結(jié)狀態(tài)的納米微粒會在摩擦副表面形成納米薄膜，防止摩擦副直接接觸。 并且形成的納米薄膜具有熔點低、剪切性能好的特點，在熔化或半熔化狀態(tài)會修復(fù)機械工作時產(chǎn)生的損傷，減小摩擦系數(shù)，增加潤滑性能[26-28]。

農(nóng)業(yè)機械在生產(chǎn)實踐中的另一大極端是除春種秋收外處于長期停放狀態(tài)。 在長期停放過程中普通潤滑油由于長期機械運作會導(dǎo)致失效，而添加納米添加劑的潤滑油可避免長期停放后再啟動的機械干摩擦狀態(tài)。 經(jīng)過表面修飾的納米粒子加入到基礎(chǔ)油后有良好的穩(wěn)定性和分散性，并且表面性能優(yōu)異化學(xué)活性高，能夠在接觸面發(fā)生沉降[29-30]。 在無潤滑油潤滑時，納米薄膜仍然可以附著在金屬表面，可以使?jié)L動摩擦代替滑動摩擦，因此在這種情況下納米添加劑仍然可以有效地降低摩擦系數(shù)，增大無卡咬負荷（PB），減小磨斑直徑。 所以在農(nóng)業(yè)機械長期停放后首次冷啟動，可以有效避免金屬表面干摩擦，有一定潤滑效果，從而保證農(nóng)業(yè)機械可以正常運轉(zhuǎn)[31-32]。

3 總結(jié)

1) 農(nóng)業(yè)機械在工作過程中， 農(nóng)業(yè)機械潤滑油有著不可取代的作用。 尤其對于農(nóng)業(yè)機械特殊的工作環(huán)境，高品質(zhì)適用的潤滑油對提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率有著重要作用。

2) 納米潤滑油添加劑的特殊納米效應(yīng)表面膜可以有效解決農(nóng)業(yè)機械超負荷工作條件下的潤滑問題。

3) 納米潤滑油添加劑的優(yōu)異表面性能和高化學(xué)活性可以有效解決農(nóng)業(yè)機械長期停放后冷啟動對于機械造成損傷的問題。