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2024-06-22 01:13:37

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金属自修复

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金属磨损自修复技术(Auto-Restoration Technology of Wear of Metals简称ART)，是一项具有革命性的表面工程领域的新技术。应用这项技术不仅能预防机件磨损，还能修复处于长期运转中的机器磨损表面，由此而大幅度地延长装备的使用寿命和降低能耗，这是市场上销售的各种类型的油料添加剂无法做到的。这项技术可以应用于任何机械装备发生摩擦的部位。

一、技术特点

ART采用发明专利“一种矿石粉体润滑组合物”（粒度不大于10μm），添加到油品和润滑脂中使用，不与油品发生化学反应，不改变油的粘度和性质，使用中无毒副作用，对环境和人体无害。用ART处理机械零件可以在其摩擦表面上生成耐磨保护层，从而做到：

1．改变机械零件摩擦表面和表层的晶格结构，使其更均质和能量更稳定。

2．显著改善接触和摩擦表面的物理-化学和力学性能。

3．选择性的补偿磨损表面，使摩擦副的间隙最佳化。

4．降低机械损耗。

超细粉体微粒铁谱照片（< 10μm）

一、技术特点

1．改变机械零件摩擦表面和表层的晶格结构，使其更均质和能量更稳定。

2．显著改善接触和摩擦表面的物理-化学和力学性能。

3．选择性的补偿磨损表面，使摩擦副的间隙最佳化。

4．降低机械损耗。

超细粉体微粒铁谱照片（< 10μm）

5．与原始金属表面形成化学键结合，没有明显的分界面，不会起层或脱落。

保护层的主要性能参数如下：

摩擦系数 μ 0.003 - 0.007（比油膜润滑低一个数量级）

显微硬度 Hv 690 -1100（比基体硬度提高一至三倍）

冲击强度 50kg/mm2

线胀系数 13.6 - 14.2 （与钢相同）

表面粗糙度属极光表面类中的亮光泽面

耐高温 1575 - 1600oC

耐腐蚀高湿度，海洋环境，酸、碱介质中不腐蚀

内燃机缸套金属陶瓷保护层的光学显微镜像

FALEX试样BX60型光学显微镜像

二、ART的功效

随着保护层厚度的增加，不仅能够补偿间隙，对各种机器的金属磨损表面进行不拆卸的原位修复，使零件恢复原始形状，还可以对新零件表面进行强化预处理，使摩擦振动显著降低，减少噪音，节约能源，最终实现对零件摩擦表面几何形状的修复和配合间隙的优化。近三年的国内实践，证明这项技术的主要功效是：

1．不解体地原位修复磨损零件，恢复原形尺寸，延长使用寿命，降低维修成本。

某内燃机务段一台走行了12万公里的某型内燃机车，在加入修复材料后，缸套和活塞环恢复至原型尺寸，运行至40多万公里后仍然保持零磨耗；在两台DF11型机车的试验中，运行30万公里后对内燃机进行了分解测试，国家级计量检测单位国防科工委第一计量测试研究中心的测试报告结论为：“……上述主要摩擦副经过30万公里的实际运行后，其实际尺寸仍符合新品尺寸要求”。确认柴油机活塞、活塞环、汽缸套、轴承及所有摩擦部件均为零磨耗。铁道部运输局装备部，清华大学摩擦学国家重点实验室等有关单位的领导和专家在分解现场一致认为：ART不仅可以改变原来制定的30万公里进行中修的修程修制，也大大提高了机车的在线利用率，这一技术的引进将引发摩擦学领域的一场革命。2002年初，某铁路局率先在四个分局100台机车上进行了推广应用。截止到2003年七月,试验机车已全部进入第一次中修修程，按技术科要求拆检第一、九缸，确认柴油机活塞、活塞环、汽缸套均符合中修技术范围，继续装车进行第二个中修期60万公里应用试验。其中八台DF11机车已完成了第二个中修期60万公里试验。

2．ART从根本上改变了传统的摩擦理念，超低的摩擦系数使摩擦功耗大大降低，产生明显的节能效果。以上述北京型内燃机车为例，加入修复材料后，燃油节油率达到9%以上。2002年12月19日通过了北京市科委组织的科学技术成果鉴定。2003年6月2日通过了北京铁路局科学技术委员会组织的科学技术成果审查，审查委员会认为：“该项技术的推广应用可以推动内燃机车修程、修制的改革，带来可观的经济效益，有进一步推广使用的价值。”

3．在动力机械中使用这项技术，有明显的环保效应。由于密封件工作表面被强化，改善了燃烧动力特性，降低了尾气排放污染。

能表明ART功效的主要性能指标如下：

压缩压力增加至标准值；

热发动机怠速油压增加1.0-1.5 kg/cm2；

怠速燃料消耗：节约5-25% 或更高；

能源消耗：降低5-30% 或更多；

输出动力提高5-25% 或更高；

降低CO、HC有害气体排放10-50%以上。

4．超硬超滑的摩擦表面可使汽油机汽车和柴油机汽车无油润滑的走行公里数超过200公里。

5. 在各类轴承上使用这项技术,轴承游隙平均减少0.02mm以上，表面硬度值提高，摩擦震动及噪音明显降低,可以数倍延长轴承的使用寿命。国家轴承质量监督检验中心对经“金属磨损自修复材料”进行表面处理的6205-2RSIXI微型汽车张紧轮轴承进行寿命试验。该轴承的常规试验寿命为L10=126h。试验至21倍寿命时，轴承套圈滚道，滚动体表面基本没有磨损。

6.表面强化导致工具、刃具、模具、量具的使用寿命和使用特性如耐磨性，可靠性的提高。

三、ART的工程定位

ART有其独特的作用原理和材料表面改性功能，实际上是一种独创的、全新的表面强化与修复技术，ART属于表面工程的范畴。

表面强化与修复技术是采用各种表面工程手段，赋予原始或损坏表面新的物理化学状态，改善表面的力学性能，达到强化或修复摩擦表面的目的。

ART是一种创新性的金属磨损原位自修复技术。

摩擦是能量损失过程，磨损则意味着材料浪费。在机器设备的设计、操作和维修过程中，如能充分应用摩擦学知识，可以显著减少维修费用和零件更换次数，降低设备故障，延长机器寿命，减少摩擦损耗。其中，减少维修费用和零件更换次数所带来的效益尤其显著（高达45%）。

2002年9月18日，国家经贸委会同国防科工委、铁道部、交通部、教育部、国家环保总局等有关部门在哈尔滨主持召开了“金属磨损自修复材料”产品鉴定会。由徐滨士院士、钟群鹏院士、丁传贤院士、张福泽院士等17位专家组成的鉴定委员会一致同意该项目通过鉴定：

“金属磨损自修复材料是一项具有自主知识产权的的高科技产品，具有世界先进水平”。

“开发成功的金属磨损自修复材料具有广阔的应用前景，能推动我国表面工程、摩擦学领域应用基础的研究，同时，能带动我国传统产业的提升和改造，将对我国国民经济的发展有重大影响”。鉴定会后，国家经贸委将这一项目纳入了2002-2016年国家科技创新计划。

金属磨损原位自修复技术是一项世界领先的高科技技术，对实现节约能源和环境保护这两项人类可持续发展的战略目标具有重要意义，随着这项技术的推广和应用，必将在我国产生巨大的经济效益和社会效益。

我国开发研制成功世界先进金属磨损自修复材料

中国建材网 [2002-12-26]

一种只需极其微量地加入载体润滑油中，就能迅速抵达金属摩擦表面，使磨损部位自动修复，从而使车、船内燃机可终身免大修的新材料，日前在哈尔滨问世。

国家经贸委会同交通部、铁道部等部门联合组织的专家鉴定认为，金属磨损自修复材料能在金属摩擦表面形成高光洁度、高硬度的金属陶瓷层，使磨损的金属零件在机械设备正常运行中自动修复，恢复到原型尺寸，已达到国际先进水平。

国际知名的摩擦学专家、清华大学摩擦学国家重点实验室教授金元生说，这是我国摩擦学领域减磨机理研究和产品开发的重大突破，是机械装备维修保养技术上的一次革命。

金属磨损自修复材料的专利发明人、中国科联经济发展研究中心研究员董伟达说，金属磨损自修复材料是在吸收国内外有关金属摩擦先进技术的基础上，结合我国矿石种类和品位，创新研制开发成功的，可广泛应用于机电制造、冶金、石油、化工、铁路、航空航天、精密零部件加工等领域。

北京铁路分局一台大修后行驶12万公里就出现磨损的火车内燃机，应用这种新材料后，经清华大学摩擦学国家重点实验室检测证实，内燃机继续行驶30万公里，原有磨损消失，恢复到原型尺寸；新大修机车直接应用这种新材料行驶50万公里，仍完整无损如新。

专家检测表明，该材料可以使轴承在保持最佳尺寸精度的同时，将额定使用寿命提高21倍以上；刃具的使用寿命提高5倍以上；特种钢材寿命提高1倍以上。

目前，哈尔滨圣龙新材料科技有限公司已在哈尔滨市建成我国第一条金属磨损自修复材料的生产线。

据专家介绍，磨损、腐蚀和疲劳是机械材料失效的主要形式，仅每年因磨损使各类机械设备寿命短、能耗高造成的经济损失在我国就高达数千亿元。金属磨损自修复材料的问世，可使各类机械设备在免拆卸的情况下实现维修保养，大幅度延长其使用寿命，这对我国走出一条科技含量高、资源消耗低、经济效益好的新型工业化道路具有重大意义。

世界顶尖技术全新摩擦理念

作者:Titan 日期:2007-2-27 13:29:00

一种具有自主知识产权的“金属磨损自修复材料”经我两年多来在中国国内各型工程机械装备上的广泛试用，取得了令人满意的结果。这种加入润滑油中的微量粉体材料，可在铁基金属摩擦表面生成抗磨、减摩性能优异的金属陶瓷层，使摩擦表面的显微硬度和光洁度大幅度提高，在无油润滑条件下的干摩擦系数比有油膜润滑下的摩擦系数还要低一个数量级。同时，使用方法特别简便，可在机械运转中完成对已磨损部位的自修复，使之恢复到原型尺寸，从而大幅度延长工程机械的使用寿命，减少摩擦阻力，降低能源消耗。

1、具有革命性的表面工程领域的技术

金属磨损自修复技术（Auto-Restoration Technology of Wear of Metals 简称ART），是一项具有革命性的表面工程领域的新技术，应用这项技术不仅能预防机件磨损，还能修复处于长期运转中的机器磨损表面，由此而大幅度地延长机械装备的使用寿命和降低能耗，这是采用现行的表面处理和表面保护方法及市场上销售的各种类型的油料添加剂无法做到的。

这种技术可以应用于任何一种存在机械摩擦的机械装备，开创了中国金属磨损自修复技术的先例。经清华大学摩擦学国家重点实验室、国家轴承质量监督检验中心等多家科研检测机构的检验测试，2002年9月18日，国家经贸委会同国防科工委、铁道部、交通部、教育部、国家环保总局等有关部门在哈尔滨主持召开了“金属磨损自修复材料产品鉴定会”。由中国工程院徐滨士院士、钟群鹏院士、丁传贤院士、张福泽院士等17位专家组成的鉴定委员会一致通过了具有自主知识产权的“金属磨损自修复材料”的产品鉴定。2002年12月17日，北京市科委通过了“金属磨损自修复材料在内燃机车柴油机应用研究”的科学技术成果鉴定。2003年6月2日，北京铁路局科学技术委员会通过了“金属磨损自修复材料应用试验”技术成果审查，明确提出进一步全面推广应用。

2、工程机械减摩技术成果——“金属磨损自修复材料”

“金属磨损自修复材料”是一种由羟基硅酸镁等多种复杂组分构成的超细微粒材料。在设备运转状态下，由润滑油（或润滑脂）作为载体将超细微粒输送到设备的摩擦工作表面。对于正在发生磨损的部位，在摩擦切削力和微粒研磨剪切力产生的微局部高温（闪温）作用下，微粒材料与摩擦表面的铁基金属发生热化学和力化学置换反应，生成一种光洁度极高的铁基硅酸盐金属陶瓷层。摩擦产生的热能使金属陶瓷层持续生长，直至恢复到最佳配合间隙。此时该部位的摩擦振动和磨削产生的热能大幅度降低，化学反应即告停止，微粒材料对磨损部位的修复过程也即完成。

“金属磨损自修复材料”不是通常所说的润滑油添加剂。它与目前市场上销售的各类金属抗磨剂的作用机理不同。它不是通过成膜技术、微渗透技术形成保护层，也不是生成滚球减摩层，而是直接在摩擦能转换为热能的部位上发生化学置换反应，生成减摩性能极为优良和显微硬度极高的金属陶瓷层。它适合于在各种铁基金属摩擦副中使用，也适合于在铁基、铜、铝合金摩擦副中使用，是一项在金属磨损领域内的革命性的表面工程新技术。这项技术在国际上处于领先地位。

这种国内首创的金属磨损自修复材料是由哈尔滨圣龙新材料科技有限公司研制成功的。该公司拥有中国第一条ART产品自动生产线，并已获得一项国家发明专利，同时国家知识产权局又受理了6项相关发明专利的申请。

3、ART的广泛应用必将带来巨大的经济效益和社会效益

全世界能量产出的1／3到1／2被摩擦所消耗，在为降低资源和能源消耗所开展的各项人类生产活动中，大约70％集中在节约能源和提高设备运转的可靠性方面。

磨损、腐蚀、疲劳是材料失效的3种主要形式。磨损造成的经济损失十分巨大。在美国因摩擦磨损造成的经济损失每年超过2000亿美元。据我国冶金矿山、农机、煤炭、电力和建材五个部门的不完全统计，每年由于摩擦磨损造成的材料损失和能源浪费高达10亿元。综合其他部门的统计，中国每年因摩擦造成的损失达上千亿元，与工业发达国家相比，由于中国相同工业产值的能耗高，机械装备使用寿命短，造成我国资源浪费很大，因此，节能降耗一直是我国工业发展中努力追求的目标。

以轴承行业为例，由于中国轴承的使用寿命等性能指标满足不了使用要求，每年都需大量从国外进口。1999年进口轴承约6.4亿套，价值3.46亿美元；2000年进口轴承约9.2亿套，价值4.45亿美元；2001年进口轴承约7.25亿套，价值4.89亿美元。这些轴承主要用于纺织机械、机床、矿山和石油机械、家电和汽车。中国生产轴承的精度虽然能达到国际同类产品水平，但受钢材质量和热处理工艺等影响，轴承的使用寿命仍达不到进口轴承的水平。

通过国家轴承质量监督检验中心检测，经“金属磨损自修复材料”处理后的6206－2RSIXI轴承，当试验达到21倍寿命时，仍能保持初始的旋转精度和试前的游隙，圈套滚道和滚动体表面基本没有磨损。这一实验结果表明：使用“金属磨损自修复材料”后，不但能使轴承的寿命大幅度提高，而且能够保持其旋转精度不变或使其得到恢复。由此可以显著提高机械装备利用率。这一项目的应用，不但可使中国大幅度减少轴承的进口量，节省外汇支出，而且可使中国一举成为轴承出口大国。对中国轴承行业来说，这是一个重大技术进步，其经济效益十分巨大，并可使家电、汽车、纺织机械、石油化工机械、矿山机械、机床等产品质量全面提高。

再以交通运输行业为例，经在北京铁路分局内燃机车上使用，在DF－11型内燃机的润滑油中加入占润滑油重量约十万分之二的“金属磨损自修复材料”，经过对27台内燃发动机运行30万公里后的分解测试，其汽缸、活塞、活塞环等易磨损机件的尺寸仍然符合新品机件的公差配合要求，被称为“零磨耗”。为此，北京内燃机务段决定取消参试机车的30万公里中修修程，继续运行至60万公里时再进行测试。经过初期参试的3台内燃机车的测试，燃油消耗节油率超过4％，高者达9.6％。目前103台使用“金属磨损自修复材料”的铁路内燃机车正在北京铁路局的主干线上正常运行。

“金属磨损自修复材料”在北京公交运输公司第七分公司运行的17辆公共汽车上试用，发动机的技术状况有明显改善。经抽检1台走行12000公里的发动机，汽缸筒中部的园度偏差值有不同程度的恢复，缩小50％以上。所有气缸压力普遍回升，平均上升20％。参试柴油发动机的窜气、冒烟现象消逝。柴油车百公里油耗平均下降7％，汽油车下降4％，发动机故障率降低，完好车日提高。

中国是石油进口大国，汽车、船舶、铁路内燃机车均以燃油作为能源。中国内燃机车每年消耗燃油500多万吨，使用“金属磨损自修复材料”后按机车在使用中的燃油耗下降4％计算，则每年可节省燃油20万吨；内燃机的中修修程由30万公里延长到50－60万公里，每年还可以节省大量零修、辅修、中修费用，提高机车在线利用率（检修率下降1％，相当于全国每天多投入150台内燃机车的运力），若将适用范围进一步扩大到车厢轮轴、压缩机、道轨等易磨损系统，所产生的综合效益必定更为显著。

仅中国拥有的1800万辆汽车和数百万艘以内燃机为动力的船只，应用“金属磨损自修复材料”所降低的能源消耗、延长摩擦磨损部件的寿命、提高运营率的综合经济效益可达数百亿元。

此外，中国纺织机械、石油化工机械、矿山机械、冶金机械等领域都存在着使用寿命短的“瓶颈”，中国家电中的电冰箱、洗衣机、空调机、微波炉、电风扇，以及自行车、缝纫机等的寿命都取决于其轴承的耐磨性和静音性能。使用“金属磨损自修复材料”后有望解决上述问题。

“金属磨损自修复材料”的广泛应用，将会提高中国工业产品的竞争能力，带动相关产业的发展，对国民经济发展有重大影响。同时，也会推动中国摩擦学领域内的减摩机理研究和减摩产品的研制开发工作，对中国走出一条科技含量高、资源消耗低、经济效益好的新型工业化道路，实现节约能源和环境保护这两项人类可持续发展的战略目标，具有重要意义。

什么牌子的汽油清洗剂好

在油箱中加入燃油添加剂是有用的，但是加油站卖的比较贵，一般情况下是40块钱一瓶。可以上网上买，找卖出数量多、评价好的卖家那里买，一开始使用，按照50L油添1/3瓶，添的太多会出现积碳大量脱落堵塞。大约10箱油之后，按照50L油添1/2瓶即可。

汽油清洁剂的主要成分是醚，它的原理是可以溶解油路、电喷嘴上的积炭，从而减轻引擎发抖、启动无力等问题。

清洁剂的使用方法很简单，跑的有年头的车一定要用，若不愿连续使用也可以隔一个月或半个月连续用三次以上，如果间隔太久建议用时剂量稍大些，真正有效清除积碳，改善燃油环境。在使用初期，添加剂会把发动机油路系统中的胶质或沉积物清洗下来，会导致过滤器和油孔堵塞，此时应对油路系统进行一次清洗保养，然后按照新车的添加方式继续使用，这样净化效果更理想。新车最经济的使用方法是先连续添加三次，大约跑3000公里（根据路况和油质不同有所不同），再连续加三次，这样重复循环比较合适。添加比例一般是1:1000，1瓶50ml添加剂可配50公升燃油。以燃油宝为例，正确的使用方法是：按规定的比例，先加燃油宝后加燃油，一般来说，小面、夏利、QQ等油箱容积为33公升的汽车每瓶可使用两次；而油箱容积为50-60公升的轿车，每瓶可使用一次，连续添加3-5瓶后可隔一箱油加一瓶或者在感觉汽车动力性下降后（一般在1000-2000公里为一个使用周期），再连续添加3瓶，清理一次。

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1、卓越的润滑性能：车院士赛车3号机油采用先进的全合成基础油和添加剂技术，配制较高粘度指数的机油，具有出色的润滑性能和优异的高温稳定性，能够有效降低发动机磨损，延长发动机使用寿命。

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4、适用性广：车院士赛车3号机油适用于各种高性能轿车和赛车发动机，对于自然吸气、涡轮增压、中置后驱车型等各种高性能发动机都具有较好的适应性。

车院士赛车3号机油采用高品质的全合成基础油和添加剂，具有优异的性能表现和多项突出的特点，是一款适合高性能赛车和轿车发动机使用的高端机油。