随着现代化工业的不断发展,能源需求日益增加,摩擦会带来大量的能源消耗和机械损坏,润滑是减少摩擦磨损的有效手段。润滑脂是一种润滑剂产品,其中钙基润滑脂因其廉价实用的特点,一直受到广泛应用;具有优异性能的锂基脂是当前润滑脂市场的主流产品。润滑脂通常需要加入多种添加剂以满足不同工况的使用要求,有机极压抗磨剂和固体润滑剂复配,可以有效地弥补苛刻条件下有机添加剂的不足,保证设备的正常运行。5主要结论如下:1、以α-ZrP为前驱体,Na₂HPO₄为钠源,在室温下合成了形貌为六边形片状的Na-α-ZrP,与传统的离子交换方法相比,该合成方法具有合成工艺简便、反应条件温和、Na离子交换效率高的特点。2、利用四球摩擦磨损试验机,研究了Na-α-ZrP在钙基脂中的摩擦学性能,并与传统固体润滑剂石墨进行了对照研究。结果表明,5.0 wt.%Na-α-ZrP脂最高运行载荷为686 N,在相同载荷490 N下,Na-α-ZrP脂的磨斑直径分别比石墨脂和基础脂减小了42.65%和30.36%;在高转速1800 rpm、长时间360 min苛刻运行过程中,Na-α-ZrP脂运行稳定,减摩抗磨性能均优于石墨脂;在极压性能方面,Na-α-ZrP脂的P_B、P_D值分别980 N、2450 N,石墨脂的P_B、P_D值为882 N、1568 N,Na-α-ZrP的极压性能优于石墨;磨损表面分析表明,相比于石墨脂,Na-α-ZrP脂的磨损表面犁沟少且浅,这是由于Na-α-ZrP可以粘附在钢球表面,形成了物理保护膜。3、利用四球摩擦磨损试验机,研究了Na-α-ZrP和Mo DDP的复配性能。结果表明,Na-α-ZrP与Mo DDP复配的适宜质量比为3.0:2.0;Na-α-ZrP/Mo DDP脂的最高运行载荷达到1078 N,分别是Na-α-ZrP脂和Mo DDP脂的2.20倍和1.57倍;经过10 h长时间摩擦试验,Na-α-ZrP/Mo DDP脂磨斑直径为0.56 mm,比Na-α-ZrP脂和Mo DDP脂分别减小了31.71%和51.30%;Na-α-ZrP/Mo DDP脂的摩擦系数为0.041,比Na-α-ZrP脂和Mo DDP脂分别减小了43.84%和40.58%;在极压性能方面,Na-α-ZrP/Mo DDP脂的P_B、P_D值分别为1372 N和2450 N,均高于单独Na-α-ZrP和Mo DDP脂的极压值,Na-α-ZrP/Mo DDP脂在极压性能、减摩和抗磨性能上得到明显提升;磨损表面分析表明,Na-α-ZrP的物理膜与Mo DDP的化学反应膜在钢球磨损表面都有赋存,共同发挥了协同作用。4、利用SRV摩擦磨损试验机,研究了Na-α-ZrP与极压剂SIB的复配性能。结果表明,Na-α-ZrP与SIB复配的适宜质量比为3.0:2.0;基础脂、SIB脂和Na-α-ZrP/SIB脂最高运行载荷分别为300 N,300 N和500 N;在载荷300 N下,Na-α-ZrP/SIB脂的体积磨损量相比基础脂和SIB脂分别减少了70.28%和84.40%,与Na-α-ZrP脂的体积磨损量和摩擦系数数值相近;在极压性能方面,Na-α-ZrP/SIB脂的P_B、P_D达到931 N和3087 N,P_D值为Na-α-ZrP脂的1.58倍、SIB脂的1.26倍,在极压性能方面有明显复合增效性;磨损表面分析表明,Na-α-ZrP脂的摩擦副表面只有轻微磨损,Na-α-ZrP与SIB复配后,Na-α-ZrP的物理吸附膜与SIB的化学反应膜同时存在摩擦副表面,发挥了协同作用。5、利用SRV摩擦磨损试验机,研究了Na-α-ZrP和ZDDP的复配性能。结果表明,Na-α-ZrP与ZDDP复配的适宜质量比为3.0:2.0;基础脂、ZDDP脂、Na-α-ZrP脂和Na-α-ZrP/ZDDP脂的最高运行载荷分别为300 N、300 N、500 N和900 N;在载荷300 N下,Na-α-ZrP/ZDDP脂的磨损体积较基础脂、ZDDP脂和Na-α-ZrP脂分别减少了84.46%、84.41%和46.00%;从摩擦系数上看,Na-α-ZrP脂和Na-α-ZrP/ZDDP脂较基础脂有较大改善;在极压性能方面,Na-α-ZrP/ZDDP脂的P_B、P_D达到1117 N和1960 N,P_B值为Na-α-ZrP脂的1.14倍、ZDDP脂的1.42倍;磨损表面分析表明,在摩擦副钢球表面同时存在Na-α-ZrP的物理吸附膜与ZDDP的化学反应膜,协同作用的发挥进一步提高了润滑性能。6、Na-α-ZrP与三种有机极压剂Mo DDP、SIB、ZDDP复配后,润滑性能均得到一定提升,表现出明显复合增效性。三种极压剂体现出了各自的特点,其中Na-α-ZrP与Mo DDP复配,承载力提升显著,与SIB复配,P_D值提升显著,与ZDDP复配,抗磨性能提升显著。