【添加剂对润滑脂抗磨极压性能的影响】 润滑脂添加剂

　　摘要：对比考察了聚异丁烯、氟化镧、醋酸钙和硫代氨基甲酸盐对锂钙基脂、复合锂基脂和复合锂钙基脂抗磨极压性能的影响，结果显示：聚异丁烯对润滑脂的抗磨极压性基本无影响，氟化镧、醋酸钙和硫代氨基甲酸盐都可提高润滑脂的抗磨极压性，其中二烷基二硫代氨基甲酸钼的效果最好。用XPS对醋酸钙提高润滑脂抗磨极压性的原因进行了分析，从分析结果推测是在摩擦表面形成了CaCO3、CaO表面膜。��
　　关键词：锂钙基脂；复合锂基脂；复合锂钙基脂；抗磨极压性能
　　中图分类号：TE624.82 文献标识码：A��
　　
　　0 前言�
　　
　　抗磨剂是润滑脂中常用的添加剂之一，研究抗磨剂对润滑脂抗磨性的影响在润滑脂的配方研究中具有重要意义。而国内外相关研究报道尚少，卢成锹等［1-2］研究了甘油对锂基脂极压性的增效作用，锂/钙比对锂钙基脂的减摩和抗磨性的影响，刘福生［3］对二烷基二硫代氨基甲酸盐在锂基脂中的应用进行了探讨，郭小川［4］对含钙化合物在硼酸－十二羟基硬脂酸复合锂基脂中的应用做过研究，作者［5］曾对复合磺酸钙基脂的抗磨作用机理做过探讨。�
　　本文利用四球摩擦磨损试验机研究了锂钙基脂、复合锂基脂和复合锂钙基脂的抗磨极压性能，以及几种添加剂（聚异丁烯、氟化镧、醋酸钙和二烷基二硫代氨基甲酸盐）对这些润滑脂抗磨极压性能的影响。�
　　
　　1 试验部分�
　　
　　1.1 试验设备及条件�
　　（1）MQ－800型四球摩擦磨损试验机：用于评定润滑脂的抗磨极压性。条件：转速1500 r/min，上海产钢球（材料为GCr15轴承钢，�12.7 mm，硬度58~62 HRC）。�
　　（2）PHI6100型X射线光电子能谱仪（XPS）：用于分析磨斑表面主要元素的化学状态。分析条件：MgKα激发源，X光枪分压15 kV，功率250 W，半球形能量分析器，分析室真空度1×10-8 Pa。�
　　1.2 试验样品�
　　
　　试验用锂钙基脂、复合锂基脂、复合锂钙基脂都是在实验室制备的。�
　　1.3 抗磨极压性能的评定�
　　采用四球摩擦磨损试验机评定了锂钙基脂、复合锂基脂和复合锂钙基脂的抗磨极压性能，并分别在这3种润滑脂中加入2%的下列添加剂：聚异丁烯、氟化镧、醋酸钙和二烷基二硫代氨基甲酸盐，考察添加剂对润滑脂抗磨极压性能的影响。�
　　
　　2 结果与讨论�
　　
　　2.1 基础脂的抗磨极压性能�
　　锂钙基脂、复合锂基脂和复合锂钙基脂（基础脂）的抗磨极压性能试验结果见表1，从试验结果可知：3种润滑脂在未加添加剂时都具有较好的抗磨极压性，其中复合锂钙基脂的抗磨性优于复合锂基脂和锂钙基脂。��
　　2.2 聚异丁烯对润滑脂抗磨极压性能的影响�
　　在锂钙基脂、复合锂基脂和复合锂钙基脂中分别加入2％聚异丁烯，考察其对上述润滑脂抗磨极压性能的影响，结果见表2。从试验结果可知：聚异丁烯对润滑脂的PB、PD基本无改善，且磨痕直径略有降低。其原因可能是：聚异丁烯加入润滑脂中主要是提高了基础油粘度和改善了粘温性，而对润滑脂的抗磨性没有改善。��
　　2.3 氟化镧对润滑脂抗磨极压性能的影响�
　　稀土化合物用作润滑油脂添加剂的研究虽然是近十几年才开始的，但发展十分迅速，有一些关于稀土化合物作为润滑油脂添加剂的研究报道［6-10］。研究表明，稀土化合物作为润滑脂添加剂的突出特点是优良的高温润滑性和润滑的长效性。CeF3作为润滑脂的极压添加剂能降低摩擦系数，提高润滑脂的承载能力，La2O3、CeO、Y2O3均能降低摩擦系数［7-10］。�
　　
　　在锂钙基脂、复合锂基脂和复合锂钙基脂中分别加入2％LaF3，研究了LaF3对3种润滑脂抗磨极压性能的影响，试验结果见表3。从试验结果可知，LaF3可在一定程度上提高润滑脂的PB值，尤其是提高锂钙基脂PB值的效果最为明显，此外，LaF3对锂钙基脂的PD值有所提高，而对复合锂基脂和复合锂钙基脂的PD值没有影响。��
　　2.4 醋酸钙对润滑脂抗磨极压性能的影响�
　　据报道，含有醋酸钙或碳酸钙的润滑脂即使不加其他抗磨剂也具有较好的抗磨极压性，含钙化合物还可改善润滑脂的粘温性和抗水性，含钙化合物已在复合皂基脂和脲基脂中得到应用［11］。�
　　在3组分复合锂钙基脂中加入2％CaAc2,考察其对抗磨极压性能的影响，试验结果见表4。由试验结果可知：醋酸钙可提高复合锂钙基脂的抗磨性能。��
　　2.5 醋酸钙的抗磨机理�
　　为了揭示CaAc2的抗磨机理，对加有CaAc2的复合锂钙基脂在588 N、60 min长磨后的钢球磨斑进行XPS分析。C、O、Ca元素的XPS分析谱图见图1~图3。C与O形成的化合物在284~289 eV产生吸收峰，CaO在531.5 eV产生吸收峰，在图3中CaO、CaCO3在346.7 eV、346.9 eV处产生吸收峰。由此分析CaAc2的抗磨机理是：含醋酸钙的润滑脂，在较高负荷及摩擦热作用下发生摩擦化学反应生成CaCO3，CaCO3进一步反应生成CaO和CaC2，正是摩擦表面的CaCO3、CaO起到了抗磨作用。��
　　
　　2.6 硫代氨基甲酸盐对润滑脂抗磨极压性能的影响�
　　分别考察了二烷基二硫代氨基甲酸钼盐(MoDTC)、锑盐(SbDTC)、锌盐(ZnDTC)、铅盐(PbDTC)对锂钙基脂、复合锂基脂、复合锂钙基脂抗磨性的影响，试验结果见表5~表7。从试验结果可知：4种二烷基二硫代氨基甲酸盐都具有抗磨极压性，而以钼盐的抗磨极压性最好。��
　　
　　3 结论�
　　
　　（1）评定了锂钙基脂、复合锂基脂和复合锂钙基脂的抗磨极压性能，结果表明：3种脂在不加添加剂条件下都具有较好的抗磨极压性，复合锂钙基脂的抗磨性优于复合锂基脂和锂钙基脂。�
　　（2）对比考察了聚异丁烯、氟化镧、醋酸钙和硫代氨基甲酸盐对锂钙基脂、复合锂基脂和复合锂钙基脂抗磨极压性能的影响：聚异丁烯可降低润滑脂在四球试验中的磨痕直径，但对提高PB、PD无帮助，氟化镧、醋酸钙和硫代氨基甲酸盐都可不同程度提高润滑脂的抗磨极压性，尤其是MoDTC的效果最突出。�
　　（3）醋酸钙提高润滑脂的抗磨机理可能是在摩擦表面形成了含有CaCO3、CaO的表面膜。
　　
　　参考文献：�
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