納米潤滑油添加劑在農業機械上的應用研究*

劉繼威 ， 李慶達 ， 周桂霞 ， 隋 新 ， 趙勝雪

（1.黑龍江八一農墾大學工程學院，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，我國機械行業得到迅猛發展，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，潤滑油由基礎油和潤滑油添加劑組成[6-9]。根據國家統計局顯示，2019 年基礎油總產能達到1 995萬噸，新增總產能478 萬噸[10-14]。 新型潤滑油添加劑發展迅猛， 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，在農業機械上的應用意義深遠[15]。

1 農業機械潤滑油的作用

在農業機械工作過程中潤滑油有著不可或缺的作用，主要體現在：1）潤滑作用。 農業機械在工作過程中摩擦磨損嚴重，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，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]。通過潤滑油實際應用可以看出， 品質優異的潤滑油可以有效減小摩擦磨損，延長機械使用壽命，對于提高農業機械工作效率起重要作用。

2 納米添加劑與農業機械

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在三個方面：1）大多數納米微粒表面形態為球形態，相比于機械運轉時摩擦副表面的滑動摩擦，球型的納米材料產生的滾動摩擦摩擦系數小，產生的磨痕直徑小，能夠有效提高潤滑性能；2）在機械運轉過程中，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， 從而在金屬表面形成一層具有納米效應的納米薄膜，相比于其他表面膜，納米薄膜韌性強，抗彎曲性能優異；3）納米粒子具有特殊的納米效應，納米粒子性質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，修復金屬表面損傷部分[19-21]。

2.2 納米潤滑油添加劑在農業機械上的應用

相比于工業機械、汽車等其他機械，農業機械在生產實踐中處于兩大極端工作環境，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、半熔化或燒結狀態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會修復機械工作時產生的損傷，減小摩擦系數，增加潤滑性能[26-28]。

農業機械在生產實踐中的另一大極端是除春種秋收外處于長期停放狀態。 在長期停放過程中普通潤滑油由于長期機械運作會導致失效，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。 經過表面修飾的納米粒子加入到基礎油后有良好的穩定性和分散性，并且表面性能優異化學活性高，能夠在接觸面發生沉降[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，可以使滾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，增大無卡咬負荷（PB），減小磨斑直徑。 所以在農業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，從而保證農業機械可以正常運轉[31-32]。

3 總結

1) 農業機械在工作過程中， 農業機械潤滑油有著不可取代的作用。 尤其對于農業機械特殊的工作環境，高品質適用的潤滑油對提高農業生產效率有著重要作用。

2) 納米潤滑油添加劑的特殊納米效應表面膜可以有效解決農業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異表面性能和高化學活性可以有效解決農業機械長期停放后冷啟動對于機械造成損傷的問題。