一种适用于发动机的ALSUBC/SUBPDSUBA/SUBXSUBB/SUB合金粉机油添加剂及其制备方法.pdf

本发明公开了一种适用于发动机的AlcPdaXb合金粉机油添加剂及其制备方法，该机油添加剂的成分按照原子百分比计为AlcPdaXb，其中X表示Li、Fe、Co、Cr、V、Mn、Ru、Re或Os元素之一；a的原子百分比用量为10～35，b的原子百分比用量为5～20，c的原子百分比用量为100-(a+b)；所述机油添加剂的用量为100g的机油中加入0.1g～0.5g；所述机油添加剂的维氏硬度大于等于7GPa，且维氏硬度与杨氏模量之比为0.03～0.12。含有本发明AlcPdaXb合金粉机油添加剂的机油能够节省2.5～4.0％的发动机燃油。

1、  一种适用于发动机的Al_cPd_aX_b合金粉机油添加剂，其特征在于：该机油添加剂的成分按照原子百分比计为Al_cPd_aX_b，其中X表示Li、Fe、Co、Cr、V、Mn、Ru、Re或Os元素之一；a的原子百分比用量为10～35，b的原子百分比用量为5～20，c的原子百分比用量为100-(a+b)；
所述机油添加剂的用量为100g的机油中加入0.1g～0.5g；
所述机油添加剂的维氏硬度大于等于7GPa，且维氏硬度与杨氏模量之比为0.03～0.12。

2、  根据权利要求1所述的适用于发动机的Al_cPd_aX_b合金粉机油添加剂，其特征在于：所述机油添加剂的粒度为5nm～10μm。

3、  根据权利要求1所述的适用于发动机的Al_cPd_aX_b合金粉机油添加剂，其特征在于：所述机油添加剂是Al₈₀Pd₁₀Os₁₀或者Al₇₀Pd₁₃Mn₁₇。

4、  根据权利要求1所述的适用于发动机的Al_cPd_aX_b合金粉机油添加剂，其特征在于：含有本发明Al_cPd_aX_b合金粉机油添加剂的机油能够节省2.5～4.0％的发动机燃油。

5、  一种制备如权利要求1的所述适用于发动机的Al_cPd_aX_b合金粉机油添加剂，其特征在于有下列步骤：
第一步：按照Al_cPd_aX_b的原子百分比配比进行配料；
其中X表示Li、Fe、Co、Cr、V、Mn、Ru、Re或Os元素之一；
a的原子百分比用量为10～35，b的原子百分比用量为5～20，c的原子百分比用量为100-(a+b)；
第二步：感应熔炼制块状Al_cPd_aX_b合金
将第一步配得的Al_cPd_aX_b原料放入感应熔炼炉中；
熔炼条件：抽真空至1×10^-2Pa～5×10^-3Pa，充入氩气，保持炉内压力为-0.04MPa～-0.06MPa；熔炼温度1000℃～1500℃，熔炼5min～10min后，随炉冷却至25℃～40℃后取出，制得块状Al_cPd_aX_b合金；
第三步：雾化制Al_cPd_aX_b合金粉
将第二步制得的块状Al_cPd_aX_b合金放入雾化制粉设备的感应炉中；
雾化制粉条件：抽真空至1×10^-2Pa～5×10^-3Pa，充入氩气，保持炉内压力为-0.04MPa～-0.06MPa；待块状Al_cPd_aX_b合金熔体温度达到1000℃～1500℃时开始雾化喷粉，雾化喷粉时的冷却介质为氩气，气压为1MPa～3MPa；雾化喷粉得到的Al_cPd_aX_b合金粉末粒度小于等于50μm；
第四步：气流磨制微纳米粉
将第三步制得的粒度小于等于50μm的Al_cPd_aX_b合金粉末采用气流磨粉碎成为5nm～10μm的Al_cPd_aX_b合金粉末；
第五步：添加剂的加入
按照100g的机油中加入0.1～0.5g的用量将第四步制得的粒度5nm～10μm的Al_cPd_aX_b合金粉末添加到发动机机油中，搅拌均匀，即得到含有Al_cPd_aX_b合金粉末添加剂的机油。

一种适用于发动机的Al_cPd_aX_b合金粉机油添加剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种添加剂，更特别地说，是指一种适用于发动机的机油添加剂，该机油添加剂成分为粒度5nm～10μm的Al_cPd_aX_b合金粉。
背景技术
机油，即发动机润滑油，被誉为汽车的“血液”，能对发动机起到润滑、清洁、冷却、密封、减磨等作用。
随着纳米材料和纳米摩擦学的不断发展，近年来，国内外学者在开发优异的抗磨减摩和抗极压性能的机油添加剂的过程中，逐渐将注意力转向纳米材料，并对其进行了一系列摩擦学性能研究，取得了良好的效果。尽管许多学者在研究中将各类纳米材料作为机油的添加剂，取得了一定的效果。但是所采用的添加剂大多数原料价格昂贵、制备工艺复杂，并不符合经济效益的要求和环保的需要，严重制约了其推广和应用。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种适用于发动机的Al_cPd_aX_b合金粉机油添加剂，是在现有应用于发动机的机油中加入一定量的Al_cPd_aX_b合金粉作为机油添加剂，含有本发明Al_cPd_aX_b合金粉机油添加剂的机油能够节省2.5～4.0％的发动机燃油。
本发明的目的之二是提出一种制备Al_cPd_aX_b合金粉机油添加剂的方法。
本发明是一种适用于发动机的Al_cPd_aX_b合金粉机油添加剂，其特征在于：该机油添加剂的成分按照原子百分比计为Al_cPd_aX_b，其中X表示Li、Fe、Co、Cr、V、Mn、Ru、Re或Os元素之一；a的原子百分比用量为10～35，b的原子百分比用量为5～20，c的原子百分比用量为100-(a+b)；
所述机油添加剂的用量为100g的机油中加入0.1～0.5g；
所述机油添加剂的维氏硬度大于等于7GPa，且维氏硬度与杨氏模量之比为0.03～0.12。
制备一种适用于发动机的Al_cPd_aX_b合金粉机油添加剂有下列步骤：
第一步：按照Al_cPd_aX_b的原子百分比配比进行配料；
其中X表示Li、Fe、Co、Cr、V、Mn、Ru、Re或Os元素之一；
a的原子百分比用量为10～35，b的原子百分比用量为5～20，c的原子百分比用量为100-(a+b)；
第二步：感应熔炼制块状Al_cPd_aX_b合金
将第一步配得的Al_cPd_aX_b原料放入感应熔炼炉中；
熔炼条件：抽真空至1×10^-2Pa～5×10^-3Pa，充入氩气，保持炉内压力为-0.04MPa～-0.06MPa；熔炼温度1000℃～1500℃，熔炼5min～10min后，随炉冷却至25℃～40℃后取出，制得块状Al_cPd_aX_b合金；
第三步：雾化制Al_cPd_aX_b合金粉
将第二步制得的块状Al_cPd_aX_b合金放入雾化制粉设备的感应炉中；
雾化制粉条件：抽真空至1×10^-2Pa～5×10^-3Pa，充入氩气，保持炉内压力为-0.04MPa～-0.06MPa；待块状Al_cPd_aX_b合金熔体温度达到1000℃～1500℃时开始雾化喷粉，雾化喷粉时的冷却介质为氩气，气压为1MPa～3MPa；雾化喷粉得到的Al_cPd_aX_b合金粉末粒度小于等于50μm；
第四步：气流磨制微纳米粉
将第三步制得的粒度小于等于50μm的Al_cPd_aX_b合金粉末采用气流磨粉碎成为5nm～10μm的Al_cPd_aX_b合金粉末；
第五步：添加剂的加入
按照100g的机油中加入0.1～0.5g的用量将第四步制得的粒度5nm～10μm的Al_cPd_aX_b合金粉末添加到发动机机油中，搅拌均匀，即得到含有Al_cPd_aX_b合金粉末添加剂的机油。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明做进一步的详细说明。
本发明是一种适用于发动机Al_cPd_aX_b合金粉机油添加剂，该机油添加剂的成分按照原子百分比计为Al_cPd_aX_b，其中X表示Li、Fe、Co、Cr、V、Mn、Ru、Re或Os元素之一；a的原子百分比用量为10～35，b的原子百分比用量为5～20，c的原子百分比用量为100-(a+b)；
所述机油添加剂的用量为100g的机油中加入0.1g～0.5g；
所述机油添加剂的维氏硬度大于等于7GPa，且维氏硬度与杨氏模量之比为0.03～0.12。
制备一种适用于发动机的Al_cPd_aX_b合金粉机油添加剂有下列步骤：
第一步：按照Al_cPd_aX_b的原子百分比配比进行配料；
其中X表示Li、Fe、Co、Cr、V、Mn、Ru、Re或Os元素之一；
a的原子百分比用量为10～35，b的原子百分比用量为5～20，c的原子百分比用量为100-(a+b)；
第二步：感应熔炼制块状Al_cPd_aX_b合金
将第一步配得的Al_cPd_aX_b原料放入感应熔炼炉中；
熔炼条件：抽真空至1×10^-2Pa～5×10^-3Pa，充入氩气，保持炉内压力为-0.04MPa～-0.06MPa；熔炼温度1000℃～1500℃，熔炼5min～10min后，随炉冷却至25℃～40℃后取出，制得块状Al_cPd_aX_b合金；
第三步：雾化制Al_cPd_aX_b合金粉
将第二步制得的块状Al_cPd_aX_b合金放入雾化制粉设备的感应炉中；
雾化制粉条件：抽真空至1×10^-2Pa～5×10^-3Pa，充入氩气，保持炉内压力为-0.04MPa～-0.06MPa；待块状Al_cPd_aX_b合金熔体温度达到1000℃～1500℃时开始雾化喷粉，雾化喷粉时的冷却介质为氩气，气压为1MPa～3MPa；雾化喷粉得到的Al_cPd_aX_b合金粉末粒度小于等于50μm；
第四步：气流磨制微纳米粉
将第三步制得的粒度小于等于50μm的Al_cPd_aX_b合金粉末采用气流磨粉碎成为5nm～10μm的Al_cPd_aX_b合金粉末；
第五步：添加剂的加入
按照100g的机油中加入0.1～0.5g的用量将第四步制得的粒度5nm～10μm的Al_cPd_aX_b合金粉末添加到发动机机油中，搅拌均匀，即得到含有Al_cPd_aX_b合金粉末添加剂的机油。
实施例1：Al₇₀Pd₁₃Mn₁₇机油添加剂
第一步：按照Al₇₀Pd₁₃Mn₁₇的原子百分比配比进行配料；
第二步：感应熔炼制块状Al₇₀Pd₁₃Mn₁₇合金
将第一步配得的Al₇₀Pd₁₃Mn₁₇原料放入感应熔炼炉中；
熔炼条件：抽真空至5×10^-3Pa，充入氩气，保持炉内压力为-0.05MPa；熔炼温度1500℃，熔炼5min后，随炉冷却至25℃取出，制得块状Al₇₀Pd₁₃Mn₁₇合金；
第三步：雾化制Al₇₀Pd₁₃Mn₁₇合金粉
将第二步制得的块状Al₇₀Pd₁₃Mn₁₇合金放入雾化制粉设备的感应炉中；
雾化制粉条件：抽真空至1×10^-2Pa，充入氩气，保持炉内压力为-0.05MPa；待块状Al₇₀Pd₁₃Mn₁₇合金熔体温度达到1100℃时开始雾化喷粉，雾化喷粉时的冷却介质为氩气，气压为2MPa；雾化喷粉得到粒度小于50μm的Al₇₀Pd₁₃Mn₁₇合金粉；
第四步：气流磨制微纳米粉
将第三步制得的粒度小于50μm的Al₇₀Pd₁₃Mn₁₇合金粉采用气流磨粉碎成为平均粒度为5μm的Al₇₀Pd₁₃Mn₁₇合金粉；
第五步：添加剂的加入
将第四步制得的粒度为5μm的Al₇₀Pd₁₃Mn₁₇合金粉按照0.29wt％重量比添加到长城吉星15W/40SG型发动机机油中，并搅拌均匀，即得到含有Al₇₀Pd₁₃Mn₁₇合金粉添加剂的机油。
将含有Al₇₀Pd₁₃Mn₁₇合金粉添加剂的机油按照GB/T 14951-2007《汽车节油技术评定方法》和GB 18352.3-2005《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国III、IV阶段)》标准进行性能评价。通过对1992年生产的日本进口原装尼桑CDUY31型汽车的发动机机油中添加与不添加添加剂进行汽车道路性能及污染物排放对比测试，评定该添加剂对汽车燃油经济性、动力性和排放污染物的影响。
道路性能和排放对比测试用仪器如下：

汽车IV档等速行驶燃油消耗量对比测试数据如表1所示，汽车怠速排放污染物对比测试数据如表2所示。可见含有Al₇₀Pd₁₃Mn₁₇合金粉添加剂的机油能够节省发动机燃油3.1～3.9％，提高发动机工作效率，明显降低污染物排放。
表1节油量综合评价结果