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石油添加剂
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齿轮和齿轮油(七)

2016-03-11 18:50:13

要详细论述齿轮油的添加剂,篇幅过大,我们以后另外再谈。在本系列中,简单的提一下齿轮油的添加剂的概况。

极压剂与抗磨剂:这两个概念要完全区分开来是不现实的,它们之间并没有明确的界限,甚至可以与摩擦改进剂一并统称为载荷添加剂,英文极压extreme pressure和抗磨antiwear倒是更容易理解一些。在边界润滑中,当金属表面只承受中等负荷时,如有一种添加剂能被吸附在金属表面上或与金属表面剧烈磨损,这种添加剂称为抗磨添加剂。当金属表面承受很高的负荷时,大量的金属表面直接接触,产生大量的热,而抗磨剂形成的膜也被破坏,不再起保护金属表面的作用,如有一种添加剂能与金属表面起化学反应生成化学反应膜,起润滑作用,防止金属表面擦伤,甚至熔焊,通常把这种最苛刻的边界润滑叫做极压润滑,而这种添加剂称为极压添加剂。

其品种更是涵盖多多,典型如含硫化合物、含磷化合物、含氯化合物以及含金属化合物等。这里着重说一下含氯极压剂,包括氯化石蜡、氯化脂肪酸酯、环状氯化物等:


含氯极压剂在接触表面与金属生成金属氯化物,如FeCl2FeCl3,铁的氯化物具有层状结构,临界剪切强度低,摩擦系数小,但其耐热强度低,300-400℃时失效,遇水分解生成HClFe(OH)2,失去润滑作用并引起化学磨损和锈蚀。另外,氯化物有毒,使用受到限制,目前除了金属加工油仍然使用外,含有氯化物的齿轮油已被淘汰。

在车辆齿轮油中,CRC L-37是一个低速高扭矩的齿轮台架试验,其齿面的破坏形式主要是表面疲劳点蚀和剥落,而防止金属表面疲劳,则是含磷极压剂的主要功能。比如亚磷酸二丁酯(T304),就对防止金属的表面疲劳十分有效,当然,它也有易产生锈蚀的不足,所以,在配方中如何用好T304,是一个十分艺术的事情。

我们可以联想到在材料行业中,金属表面的磷化处理,其目的是①提高金属的耐蚀性。磷化膜虽薄,但由于它是一层非金属的不导电隔离层,能使金属工件表面的优良导体转变为不良导体,抑制金属工件表面微电池的形成,进而有效阻止金属的腐蚀。②提高金属基体与涂层间的附着力。一方面,磷化膜与金属工件是一个结合紧密的整体结构,另一方面,磷化膜具有多孔性,使其它涂层可以渗透到这些孔隙之中,与磷化膜紧密结合,附着力提高。③提供清洁表面。磷化膜只有在无锈层的金属工件表面才能生长,因此,经过磷化处理的金属工件,可以提供清洁、均匀、无锈蚀的表面。④改进表面摩擦性能。

实际上,含磷化合物在一定的温度和压力下与金属表面生成磷酸盐而成膜,所以反过来讲磷酸盐又是一种腐蚀抑制剂。极压抗磨和腐蚀抑制的对抗效应,在含磷化合物这里体现得淋漓尽致,解决好这样的矛盾,便是配方研制的成功。哈,哲学是自然科学的概括和总结,所以,看似简单的润滑油,乐趣无穷呢!


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