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随着机械设备系统的复杂化与功能多元化的发展,越来越多的设备需要在重载、高速、高温等苛刻条件下运行,因此保持工件持久有效的使用备受关注。在润滑脂中添加固体润滑剂,是有效地减少能量损耗和延长机械部件寿命的重要手段。前期四球摩擦磨损试验机研究发现,α-ZrP和Cu-α-ZrP作为固体润滑添加剂的承载力和抗磨性能优于经典固体润滑剂MoS2。因此本文用高频线性往复摩擦磨损试验机评价了α-ZrP和Cu-α-ZrP作为锂基脂固体润滑添加剂的摩擦学性能,并分别用四球和往复摩擦磨损试验机重点对α-ZrP复配抗氧剂2,6-二叔丁基-4-甲基酚(BHT)和二苯胺(DPA)后的润滑性能进行了评价。主要研究内容及结论如下:1.在点接触线性往复运动模式下,通过改变载荷、频率、温度、时间系统地考察了α-ZrP、Cu-α-ZrP作为锂基脂固体润滑添加剂的摩擦磨损性能。在最优添加量5 wt.%下,α-ZrP脂的最高运行载荷为600 N,频率达到60 Hz;Cu-α-ZrP脂的最高运行载荷是500 N,频率为50 Hz;相同实验条件下的MoS2脂的运行载荷为300 N,频率上限是50 Hz。α-ZrP在60-100?C宽温范围内表现出优良且稳定的减摩、抗磨性能;Cu-α-ZrP则表现出低温下的减摩和抗磨性能优于高温。在载荷300 N,频率50 Hz,长时间往复运动120 min的条件下,α-ZrP脂仍表现出稳定的摩擦学性能。SEM、3D白光干涉仪和EDS对摩擦副表面的分析表明:α-ZrP脂和Cu-α-ZrP脂的摩擦副表面均有固体膜形成,但α-ZrP脂的磨损表面犁沟更浅更平整。在点接触线性往复运动模式下,作为固体润滑添加剂,α-ZrP的润滑性能的稳定性好于Cu-α-ZrP。2.在钢-钢点接触模式下,分别用四球和往复摩擦磨损试验机系统地研究了抗氧剂BHT和DPA与α-ZrP复配后的润滑性能。往复摩擦磨损试验机的结果表明:1.0 wt.%BHT+5.0 wt.%α-ZrP脂和1.0 wt.%DPA+5.0 wt.%α-ZrP脂的承载力分别达到600 N、500 N;体积磨损量比5.0 wt.%α-ZrP脂分别下降了29%和30%,复配后的抗磨性能有明显的提升。在运行载荷500N,线性往复运动5 h的条件下,1.0 wt.%BHT+5.0 wt.%α-ZrP脂和1.0 wt.%DPA+5.0 wt.%α-ZrP脂的的摩擦系数均保持在0.085,小于α-ZrP脂的0.100,下试件体积磨损量(10-4 mm3)依次为4.74、4.83,低于α-ZrP脂的101.02。抗氧剂的加入减少了磨损,延长了α-ZrP脂的寿命。3.四球摩擦磨损试验机的结果表明:1.0 wt.%BHT+5.0 wt.%α-ZrP脂和1.0 wt.%DPA+5.0 wt.%α-ZrP脂的抗烧结负荷均保持在1960 N,而承载负荷由1235 N分别下降至784 N和696 N。长磨失效负荷由α-ZrP脂的1078 N下降至980 N和882 N。抗氧剂的加入使α-ZrP脂承载力有所下降,但仍保持了其良好的减摩和抗磨能力。SEM、3D白光干涉仪和EDS对摩擦副表面的分析表明:α-ZrP及α-ZrP与抗氧剂复配后,在摩擦副表面都有固体膜覆盖。