齿轮和齿轮油（七）--李云鹏

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FeCl₂、FeCl₃，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HCl和Fe(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！