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1、东方瓷润（北京）技术有限公司1液体陶瓷润滑技术简介液体陶瓷润滑技术是利用化学方法将生成功能性陶瓷材料的物质溶入到润滑油中，以润滑油为载体，利用机械运动产生的摩擦压力和摩擦热替代金属渗陶烧结工艺过程，在金属摩擦副表面实现渗陶、形成金属陶瓷间隙固溶体，使普通金属具有陶瓷材料耐高温、耐腐蚀、硬度高的特性。利用机械必不可少的润滑过程实现金属摩擦副表面改性的技术，具有不改变摩擦副几何尺寸，渗陶成本低的特点。液体陶瓷节能养护剂是一种新材料，同时也是一种环保型润滑油减摩抗磨添加剂。它可以替代目前润滑油产品中使用的对环境有较大污染、减摩抗磨性能一般、以硫、磷、氯元素复合为主的，有机物润滑油减摩抗磨添加剂。是传
2、统润滑油产品跨世纪升级换代的核心技术产品。该产品通过机械润滑系统来实现节省能源、降低污染、延长机械使用寿命的一种技术和产品.在机动车上使用可以节约汽油大于 10%，节省柴油大于 5%。延长润滑油使用寿命一倍以上。机械设备的性能与构成设备组件的精度密切相关。以汽车为例，汽车的性能与发动机、变速箱、差速器、传动机构、液压系统及行驶机构等组件的精度密切相关。由于机械运动部件均存在金属间的摩擦和磨损，导致燃烧不完全、耗油量增大、振动和噪音加大、汽车动力不足，尾气排放超标、安全系数下降。机械的摩擦和磨损是造成所有运转机械能耗过高和损坏的主要原因。据有关资料统计：现代工业因摩擦、磨损产生的保养、维修、停工
3、停产等费用损失约占 GDP 的 15%-30%。由于传统润滑理论和润滑产品是在上世纪 40 年代建立和逐步完善起来的，东方瓷润（北京）技术有限公司2时至今日，其极压抗磨剂依然采用硫、磷、氯化合物为主的化学成膜机理润滑产品。在摩擦副油膜温度超过 130、机械冷启动、交变负荷和超负荷条件下，传统润滑产品不能为摩擦副提供保护。据有关权威机构测算：世界一次性能源的 30%-50%消耗在摩擦损失上，机械设备损坏和失效约 80%是由摩擦摩损造成的，并且 50%以上机械设备的恶性事故都是起因于润滑失效造成的过度磨损。针对上述问题，我们运用陶瓷润滑技术、生产出液体陶瓷节能养护剂产品。用于润滑油中，利用摩擦压力
4、和摩擦热替代工业渗陶工艺的烧结过程，在金属摩擦副表面生成陶瓷金属的间隙固溶体。陶瓷粒子的渗入使普通金属具有陶瓷材料耐高温、耐腐蚀、硬度高的特性。陶瓷粒子的渗入使金属摩擦副表面扩大接触面积、增加支撑能力，提高摩擦副表面的光洁度、降低摩擦系数。液体陶瓷润滑技术和产品可以应用于所有金属润滑领域,如各种车辆，工程机械，火车轮船，工业设备等都可以实现节省能源，延长设备使用寿命。是二十一世纪最有发展前途的、最经济的润滑材料和技术。液体陶瓷润滑技术及产品目前国内尚属空白。除美国宇能科技集团在美国生产以氯化石蜡为主要成分的陶瓷金属耦合剂外其他国家没有该类技术和产品。一、机械润滑系统陶瓷化实现的功能1、节省能源
5、 以汽车为例，发动机、变速箱、齿轮箱均使用瓷润液体陶瓷节能养护剂，即使全车陶瓷化后，可以实现汽油车东方瓷润（北京）技术有限公司3节油率大于 10%，柴油车节油率大于 5%。2、延长润滑油使用寿命一倍以上，可节省润滑油 50%。3、降低发动机温度，有效解决柴油机、燃气机运行温度偏高等问题。4、增加有效功率，摩擦副表面的光洁度大为提高、摩擦系数大为降低，车辆有效功率显著增加。5、延长车辆使用寿命，摩擦副可以实现自润滑，自强化，自修复，延长整车使用寿命，节省维修费用。6、保护环境，全车润滑系陶瓷化增加了密封性能，减少污染物排放，保护环境。二、液体陶瓷节能养护剂机理1、弹性油膜形成由化学方法调制的液体
6、陶瓷油膜具有一定的活性。液体陶瓷节能养护剂采用油性活化物，液体陶瓷离子表面原子数比例大，表面能高，在摩擦热电泳作用下具有优良的吸附性、粘附性和化学反应活性，能连带油中其它添加剂一起吸附到摩擦副上形成活化的弹性油膜，其油膜厚度是普通油膜厚度的 10-20 倍，增加了润滑油油膜的弹性和密封性，使各种添加剂作用得以最充分发挥。2、提高摩擦副的表面硬度以硫、磷、氯化学方法制作的传统润滑油的极压抗磨性能不能满足现代极具，特别是汽车冷启动、超负荷、高速运转等恶劣工况的需求。在摩擦温度大于 130 摄氏度以上时，传统润滑油的极压抗磨性能会迅速消失，液体陶瓷可以弥补它的不足。陶瓷化的摩擦副表面硬度的提高，使其
7、所能承受的最大无卡咬负荷(PB)和烧结负荷(PD)値大幅提高，抗磨性极为突出。经测试，陶瓷化东方瓷润（北京）技术有限公司4的摩擦面可延长发动机使用寿命两倍以上。这就像高速公路，承压能力主要取决于路面强度，钢板做路面是水泥路面使用寿命的数倍。 3、有效增加摩擦副接触面积摩擦副负载能力与摩擦副实际接触面成正比。机械零件无论精加工到何种程度，从微观看仍然山峰林立，沟壑纵横，在边界润滑条件下，摩擦副真正接触面不及整个摩擦副面积的百分之一。运动压力会引起金属凸面弹性变形。金属晶格弹性变形以摩擦热的形式释放出来，在机械高速运转，交变负荷，冲击负荷和超负荷时，金属晶格由弹性变型转变为塑性变形和磨损。液体陶瓷
8、离子在几十分钟或百公里之内可将摩擦面上的沟谷逐步填充，对摩擦面上的磨损进行原位陶瓷填补修复，使摩擦副实际接触面扩大到接触面压力等于润滑油膜抗压强度的平衡状态，使摩擦副承载能力得到提高、油膜极压性能得到提高，摩擦系数大大降低，摩擦热大为减少，油温降低，随着摩擦副真实接触面有效扩展，陶瓷化的接触面可保证发动机运行安全。 4、改变金属表面结构，使摩擦副陶瓷化19 世纪末至 20 世纪中期，以氧化铝、氮化硅、氮化硼、碳化硅等无机材料制成的结构陶瓷，在强度、断裂韧性、弹性模量、硬度等方面都有了很大的改善和提高，已完全生产出可以广泛使用的陶瓷镀层轴承、管件、机械零部件，包括柴油发动机机体，但因生产成本过高
9、而难于普及应用。工业渗陶需要在700-900内，并在氮气高压保护才能完成。液体陶瓷离子溶入润滑油中，通过润滑油的流动到达机械的东方瓷润（北京）技术有限公司5各个摩擦表面,在机械运动的不断剪切、碾压、冲击作用下液体陶瓷颗粒通过摩擦压力和摩擦热获得能量进入活化状态，分解为各种分子、离子碎片及部分渗透性较强的原子。这些非活性元素的原子虽不能直接与金属表面反应，但因其具有较小的原子半径，能迅速扩散进入摩擦表面层，以扩散渗透的方式改善表面组织.同时在边界润滑时，在摩擦压力和摩擦热的作用下发生点状熔蚀或切削产生金属空穴形成空位键，陶瓷离子以点状迅速渗入、并以间隙固溶体结构在摩擦副上生成氮化硼二氧化硅氧化铝
10、陶瓷结构，由内到外不断渗入摩擦副金属晶格，以配位键和共价键的形式与金属结合在一起，生成约1-2微米厚的陶瓷金属复合层，将普通金属表面陶瓷化。研究证明，在边界润滑条件下，有机硼酸酯分子经过吸附、裂解、聚合、缩合、沉积以及摩擦渗硼等复杂的过程，在摩擦表面产生吸附膜、摩擦聚合物膜、表面沉积膜与渗透膜，从而起到减摩抗磨作用。这些表面膜生成的摩擦条件不尽相同，因而各种表面膜有时单独存在，有时同时存在而起抗磨减摩作用。特别是含氮的硼酸酯，不但有良好的抗磨性能，还有较高的水解稳定性、防锈性、抗氧化性。陶瓷化的金属摩擦副既有陶瓷材料高硬度、高耐磨性、耐高温、耐腐蚀，抗蠕变的特点，又有金属材料高韧性、高强度的特
11、性。是具有陶瓷和金属双重特性的复合材料。东方瓷润（北京）技术有限公司65、提高摩擦副表面光洁度，降低摩擦系数，增加有效输出摩擦系数与表面光洁度密切相关。液体陶瓷离子利用摩擦压力、摩擦热获得能量，将凸起的金属软化，削峰填谷、共熔为陶瓷金属，形成陶瓷金属复合层。光洁度极高的摩擦面,其摩擦阻力趋近于零，大幅降低摩擦热量，有效增加动力输出。6、提高摩擦副的密封性、减震性、有效减少尾气污染物排放普通润滑油油膜吸附性相对较差，强韧度低，油膜薄，油膜弹性低，密封性能差。对活塞环开口等较大间隙不能起到有效密封，引起窜气、窜油、缸压不稳、油温升高、发动机温度升高、发动机输出功率降低。燃料油和燃烧废气进入润滑系统
12、污染润滑油，使润滑条件进一步恶化。液体陶瓷节能养护剂形成的弹性油膜，其强韧度和厚度是普通油膜的 10-20 倍。油膜中活化物位夺反应形成的范德华力，使摩擦阻力十分微小。强韧且较厚的油膜增加了摩擦副密封性能，减少了窜气、窜油现象的发生，有效解决了发动机缸压不稳、功率下降等不良现象。7、由单一油膜润滑保护变为油膜和陶瓷双重润滑保护陶瓷化的摩擦面具有极低的摩擦系数，表现出超滑、超耐磨，具有极高的极压抗磨值。衍生出高阻热性、高密封性、高减震性，抗腐蚀性。使润滑油由单一油膜润滑转变为油膜润滑和陶瓷润滑的双重保护。 8、使陶瓷化的机具在冷启动时具有保护作用机具停止运行 10 个小时后普通润滑油膜几乎全部脱
13、落，启动时不能起到保护作用。故 80%的磨损在冷启动时形成。液体陶瓷节能养护剂的离子活性高，吸附能力较强，机具停东方瓷润（北京）技术有限公司7止运行后 72 小时内油膜不会脱落干净，加上摩擦副的陶瓷化，实现了油膜保护和陶瓷保护的双层保护，有效解决了车辆和机械冷启动、交变负荷、超负荷、超高速运转、长期怠速运行等引起的磨损，有效延长了机具及润滑油的使用寿命。9、摩擦副陶瓷化有效缓解摩擦高温形成的高温熔焊、高温粘接的难题氮化硼二氧化硅溶点高达 2000，陶瓷化的摩擦副扩面、抛光、硬化，熔点大幅提高，具有陶瓷耐高温的特性，可以抵抗摩擦高温形成的高温熔焊和高温粘接，减少机具损伤，延长使用寿命。10、实现
14、车辆和机具的可控磨合由于机械加工难以达到摩擦副所需要的光洁度和配合精度，新车、大修后的车辆需要磨合。磨合的实质是粗糙的摩擦副表面破坏润滑保护，凸起部分在摩擦热作用下产生微量塑性变型和摩擦压力作用下产生的微量磨削整型。磨合是一个使摩擦副接触面积增大，摩擦副的几何形状达到最佳配合精度的物理变化过程。是现代所有机械使用寿命周期的第一个阶段。由于传统磨合是在润滑条件被破坏的情况下进行的，因此是一个不可控制的磨削过程。机具磨合的质量与其使用寿命和效率密切相关。由于普通润滑油的保护性能被破坏，机具磨合的最佳配合形态、尺寸和精度往往是不可控的，难以达到理想的扩面、抛光、硬化目的。加入液体陶瓷节能养护剂后，可
15、以实现磨削整形和原位粒子陶瓷化修复整形同步进行，运行几小时或数百公里就能使实际接触面扩大数十倍，表面光洁且硬度提高，摩擦阻力降低，润滑油油温降低，使发动机提前进入最佳运转期。动力性能提高，节省东方瓷润（北京）技术有限公司8燃油，延长发动机寿命。因此，液体陶瓷节能养护剂完全可以用于新车及大修车辆的可控磨合。 11、汽车和机械摩擦系陶瓷化如何省油以柴油车为例，发动机的热效率只有 40左右。而摩擦阻力消耗了大量有用功。其中：机械摩擦阻力消耗有用功的 30%，发动机为 10；变速箱为 6；齿轮箱为 7；汽车轮毂轴承由于弹性变形消耗 5。汽车陶瓷化后，各摩擦面生成陶瓷金属复合材料，将这些因摩擦阻力而减少
16、的动力释放出来，即可增加有用功 15以上。同时，汽车发动机由于摩擦副精度提高，发动机密封性增强，缸压增大，为实现燃油充分燃烧创造了条件，又增加了有用功的输出,所以柴油车可节省燃油 5-10 %以上。 12、汽车节油与齿轮养护密切相关变速箱、齿轮箱是汽车发动机以外的最大的机械摩擦副。齿轮几乎都是在边界润滑条件下以滑动摩擦、移动摩擦方式传递动力，仅依靠油膜进行冷却和保护。齿轮高低速运转变化频繁，形成交变负荷，冲击负荷和超负荷的现象经常出现。齿轮使金属晶格弹变和润滑油分子弹变消耗大量有用功（变速箱为 6；齿轮箱为 7）转变为热量释放。热量释放不畅将造成齿轮塑性变形及磨损。可见汽车节油与齿轮养护密切相关。13、摩擦系陶瓷化可以延长润滑油使用寿命润滑油失效的原因：高温氧化促使基础油失效，加大蒸发损失，变黑变稠。腐蚀物增加形成的酸性物质。杂质，主要来源于空气中的尘埃、金属磨粒、渗漏物(燃油、水)、润滑油氧化物以及燃油燃烧产生的颗粒物，形成积炭、油泥、漆膜等物质的增加。粘度指
