添加劑對潤滑脂抗磨極壓性能的影響

2008年6月潤滑油第23卷第3期.Jun. 2008Lubricating OilVol.23 ,No. 3文章編號:1002-3119(2008 )03-0049-04添加劑對潤滑脂抗磨極壓性能的影響蔣明俊'2 ,郭小川，2 ,楊俊'，2(1.后勤工程學(xué)院油料應用與管理工程系,重慶400016;2.重慶市油品與應用技術(shù)工程中心,重慶400016)摘要:對比考察了聚異丁烯氟化鑭.醋酸鈣和硫代氨基甲酸鹽對鋰鈣基脂、復合鋰基脂和復合鋰鈣基脂抗麝極壓性能的影響,結果顯示:秦異丁烯對潤滑脂的抗磨極壓性基本無(wú)影響，氟化鑭、醋酸鈣和硫代氨基甲酸鹽都可提高潤滑脂的抗磨極壓性,其中二烷基二硫代氨基甲酸鉬的效果最好。用XPS對醋酸鈣提高潤滑脂抗磨極壓性的原因進(jìn)行了分析,從分析結果推測是在摩擦表面形成了CaCO,、CaO表面膜。關(guān)鍵詞:鋰鈣基脂;復合鋰基脂;復合鋰鈣基脂;抗磨極壓性能中圖分類(lèi)號:T624.82文獻標識碼:A0前言合鋰基脂和復合鋰鈣基脂的抗磨極壓性能,并分別抗磨劑是潤滑脂中常用的添加劑之一,研究抗在這3種潤滑脂中加入2%的下列添加劑:聚異丁磨劑對潤滑脂抗磨性的影響在潤滑脂的配方研究中烯氟化鑭醋酸鈣和二烷基二硫代氨基甲酸鹽,考具有重要意義。而國內外相關(guān)研究報道尚少,盧成察添加劑對潤滑脂抗磨極壓性能的影響。鍬等[1-2)研究了甘油對鋰基脂極壓性的增效作用,2結果與討論鋰/鈣比對鋰鈣基脂的減摩和抗磨性的影響,劉福2.1 基礎脂的抗磨極壓性能生'對二二烷基二硫代氨基甲酸鹽在鋰基脂中的應用鋰鈣基脂、復合鋰基脂和復合鋰鈣基脂(基礎進(jìn)行了探討,郭小川43對含鈣化合物在硼酸-十二脂)的抗磨極壓性能試驗結果見(jiàn)表1,從試驗結果可羥基硬脂酸復合鋰基脂中的應用做過(guò)研究，作者[$知:3種潤滑脂在未加添加劑時(shí)都具有較好的抗磨曾對復合磺酸鈣基脂的抗磨作用機理做過(guò)探討。極壓性,其中復合鋰鈣基脂的抗磨性?xún)?yōu)于復合鋰基.本文利用四球摩擦磨損試驗機研究了鋰鈣基脂和鋰鈣基脂。脂、復合鋰基脂和復合鋰鈣基脂的抗磨極壓性能,以表1基礎脂的抗磨極壓性能及幾種添加劑(聚異丁烯、氟化鑭、醋酸鈣和二烷基二硫代氨基甲酸鹽)對這些潤滑脂抗磨極壓性能的項目鋰鈣復合鋰復合鋰鈣基脂影響。四球試驗最大無(wú)卡咬負荷Pg/N636676961.1 試驗設備及條件燒結負荷Pp/N19603087(1)MQ - 800型四球摩擦磨損試驗機:用于評綜合麝損值zMZ/N518526定潤滑脂的抗磨極壓性。條件:轉速1500 r/min,上.磨痕直徑/mm0.530.51海產(chǎn)鋼球(材料為GCr15軸承鋼,φ12.7 mm,硬度.2.2聚異丁烯對潤滑脂抗磨 極壓性能的影響58 ~62 HRC)。(2) PHI6100型X射線(xiàn)光電子能譜儀(XPS) :用在鋰鈣基脂、復合鋰基脂和復合鋰鈣基脂中分于分析磨斑表面主要元素的化學(xué)狀態(tài)。分析條件:別加入2%聚異丁烯,考察其對上述潤滑脂抗磨極MgK。激發(fā)源,X光槍分壓15 kV,功率250 W,半球壓性能的影響,結果見(jiàn)表2。從試驗結果可知:聚異丁烯對潤滑脂的Pp、Pp基本無(wú)改善,且磨痕直徑略形能量分析器,分析室真空度1x10-8 Pa。有降低。其原因可能是:聚異丁烯加人潤滑脂中主1.2試驗樣品試驗用鋰鈣基脂復合鋰基脂、復合鋰鈣基脂都要是提高了基礎油粘度和改善了粘溫性,而對潤滑是在實(shí)驗室制備的。中國煤化工1.3抗磨極壓性能的評定 .作者|MYHC N M H G.主要從事潤情理論與.采用四球摩擦磨損試驗機評定了鋰鈣基脂、復新型潤滑材料研究,已公開(kāi)發(fā)表論文80余篇。50潤滑油2008年第23卷脂的抗磨性沒(méi)有改善。表4醋酸鈣對復合鋰鈣基脂抗磨極壓性能的影響衰2聚異丁烯對潤滑脂抗磨極壓性能的影響項目復合鋰鈣基脂復合鋰鈣基脂 + CaAcr四球試驗項鋰鈣基脂復合鋰基脂 復合鋰鈣基脂Pg/N667726Pp/N308767696ZMZ/N518537麝痕直徑d892 /mm0.530.49512526磨痕直徑do2Mn/mm0.512.5醋酸鈣的抗磨機理為了揭示CaAcz的抗磨機理,對加有CaAcz的2.3氟化鑭對潤滑脂抗磨 極壓性能的影響復合鋰鈣基脂在588N60min長(cháng)磨后的鋼球磨斑進(jìn)稀土化合物用作潤滑油脂添加劑的研究雖然是行XPS分析。C.0、Ca 元素的XPS分析譜圖見(jiàn)圖1近十幾年才開(kāi)始的,但發(fā)展十分迅速,有一些關(guān)于稀~圖3。C與0形成的化合物在284 ~289 eV產(chǎn)生土化合物作為潤滑油脂添加劑的研究報道[6-10]。吸收峰, Ca0在531.5 eV產(chǎn)生吸收峰,在圖3中研究表明,稀土化合物作為潤滑脂添加劑的突出特CaO、CaCO,在346.7 eV、346. 9 eV處產(chǎn)生吸收峰。點(diǎn)是優(yōu)良的高溫潤滑性和潤滑的長(cháng)效性。CeF,作由此分析CaAcz的抗磨機理是:含醋酸鈣的潤滑脂,為潤滑脂的極壓添加劑能降低摩擦系數,提高潤滑在較高負荷及摩擦熱作用下發(fā)生摩擦化學(xué)反應生成脂的承載能力, La203、CeO、Y203均能降低摩擦系.CaCO3 ,CaCO3進(jìn)-步反應生成CaO和CaC2 ,正是摩數17-10擦表面的CaCO,、CaO起到了抗磨作用。在鋰鈣基脂、復合鋰基脂和復合鋰鈣基脂中分3756[別加入2%LaF,研究了LaF, 對3種潤滑脂抗磨極Mx=3756壓性能的影響,試驗結果見(jiàn)表3。從試驗結果可知，Min=506LaF,可在一定程度上提高潤滑脂的Pg值,尤其是提高鋰鈣基脂Pp值的效果最為明顯,此外,LaF,對鋰鈣基脂的P,值有所提高,而對復合鋰基脂和復合咨2136鋰鈣基脂的Pp值沒(méi)有影響。表3氟化鑭對潤滑脂抗磨極壓性能的影響506L300.00 296.00 292.00 288.00 284.00 280.00結合能/cV83434圈1摩擦表面 XPS分析(碳元素)24501990ZM2/N51442542Max=1990磨痕直徑d/mmMin=6232.4醋酸鈣對潤滑脂抗磨極 壓性能的影響據報道,含有醋酸鈣或碳酸鈣的潤滑脂即使不咨1306加其他抗磨劑也具有較好的抗磨極壓性,含鈣化合物還可改善潤滑脂的粘溫性和抗水性,含鈣化合物已在復合皂基脂和脲基脂中得到應用川。在3組分復合鋰鈣基脂中加入2% CaAcz ,考察其對抗磨極壓性能的影響,試驗結果見(jiàn)表4。由試中國煤化工00 52900 52500驗結果可知:醋酸鈣可提高復合鋰鈣基脂的抗磨性MYHCNMHG能圈2摩擦表面XPS分析(氧元素)第3期蔣明俊等.添加劑對潤滑脂抗磨極壓性能的影響51764p3結論Min=628x=764(1)評定了鋰鈣基脂、復合鋰基脂和復合鋰鈣基脂的抗磨極壓性能,結果表明:3種脂在不加添加劑條件下都具有較好的抗磨極壓性,復合鋰鈣基脂皆696的抗磨性?xún)?yōu)于復合鋰基脂和鋰鈣基脂。(2)對比考察了聚異丁烯、氟化鑭、醋酸鈣和硫Wwh代氨基甲酸鹽對鋰鈣基脂、復合鋰基脂和復合鋰鈣基脂抗磨極壓性能的影響:聚異丁烯可降低潤滑脂在四球試驗中的磨痕直徑,但對提高P。、P。無(wú)幫362.00 358.00 354.00350.00 345.00 342.00助,氟化鑭、醋酸鈣和硫代氨基甲酸鹽都可不同程度結合能/eV提高潤滑脂的抗磨極壓性，尤其是MoDTC的效果最圍3摩擦表面 XPS分析(鈣元素)突出。2.6硫代氨基甲酸鹽對潤滑脂抗磨極壓性能的影(3)醋酸鈣提高潤滑脂的抗磨機理可能是在摩擦表面形成了含有CaCO,、CaO的表面膜。分別考察了二烷基二硫代氨基甲酸鉬鹽.參考文獻:(MoDTC)、銻鹽( SbDTC)、鋅鹽( ZnDTC)、鉛鹽( Pb~[1] lUCQ. A Sudy of the Eleet Glycerol on EP Properies ofLihium Base Grease[J]. Ngi Spokeman, 1991 ,55(9):DTC)對鋰鈣基脂、復合鋰基脂、復合鋰鈣基脂抗磨24-31.性的影響,試驗結果見(jiàn)表5 ~表7。從試驗結果可[2] WUCQ. A Study on Anti - Wear and Anti - Friction Per-知:4種二烷基二硫代氨基甲酸鹽都具有抗磨極壓formance of Li- Ca Base Greases [J]. Ngi Spokesman,性,而以鉬鹽的抗磨極壓性最好。1993, 57(2):21 -25.表5硫代氨基甲酸鹽對鋰鈣基脂抗磨性的影響[3]劉福生.二烷基二硫代氨基甲酸鹽在鋰基脂中的應用及作用機理的探討[A].全國第- - 、二、三屆潤滑脂技術(shù)項目鋰鈣基脂+MoDTC + SbDTC + ZnDTC + PbDTC交流會(huì )論文選集[C].北京:《石油煉制與化工>編輯四球試驗部,1991:112 -117.Pp/N63783696726 .[4]郭小川,孫全淑.鈣化合物抗磨極壓機理的探討[J].合1960 3920 3920 2450 3920成潤滑材料,1991(2):8 -15.綜合磨損值ZMZ/N 506[5]蔣明俊,孫全淑.復合磺酸鈣基脂抗磨作用機理的探討磨痕直徑d/m 0.53 0.50 0.52 0.50 0.51[J].潤滑與密封,1992(3):5-7.[6]連亞鋒,薛群基.二烷基二硫代磷酸釹作為鋰基脂黍加劑表6硫代氨基甲酸鹽對復合鋰基脂抗磨性的影響的極壓抗磨作用機理[J].潤滑與密封,995(2):24 -28.項目復合鋰基脂 +MoDTC +SbDTC + ZnDTC + PbDTC[7]任天輝.二乙基二硫代氨基甲酸鑭配合物潤滑脂添加劑的抗磨極壓研究[J].抗磨極壓學(xué)報1998,18(3): 5-10.6673296726[8] UAN Y F, Xue Q I. The Antiwear and Exteme Pressure3087 3920 3920 2450 3920Action Mechanism of CeF, in Grease[ J]. Lubrication Sci-綜合磨損值ZMZ/N 518唐痕直徑/m_ 0.53 0.49 0.53 0.48 0.51ence, 1996, 8(4): 379 - 388.[9} ZHANG Z. Tibological Properties and Lubricating Mecha-表7硫代氨基甲酸鹽對復合鋰鈣基脂抗磨性的影響n(yōu)ism of the Rare Earth Complex as a Grease Additive[J].Wear , 1996, 192(1-2) :80 -85.復合鋰+ MoDTC + SbDTC + ZnDTC + PBbDTC[10] ZHANC z. Study on Triblogical Properies of the Com-鈣基脂plex or Rare Earth Dialkyl Dithiocarbamate and Phenanthro-102072726784line in Lubicaing Grease[J]. Wear, 1996, 192(1-2):30873920 3920 3087 3920綜合廉損值ZMZ/N526中國煤化工mo Cmpla inRo磨痕直徑d/m 0.51 0.48 0.50 0.49_ 0.51ceYHCN M H G1985, 49(3): 98-102.52潤滑油2008年第23鲞EFFECTS OF SOME ADDITIVES ON THE ANTI- WEAR ANDEXTREME PRESSURE PROPERTIES OF GREASESJIANG Ming . jun'2 , GUO Xiao - chuan'2, YANG Jun'2(1. Dept. of Oil Application & Management Engineeing, LEU, Chongqing 400016, China;2. Chongqing Engineering and Technology Research Center of Oil Application, Chongqing 400016, China)Abstract: The effects of polyisobutylene, lanthanum fluoride, calcium acetate and thiocarbamate on the tri-bological properties of lithium - calcium base grease, lithium complex grease, lithium - calcium complex greasewere studied. The results showed that polyisobutylene can't improve the Pg and Pp values, and lanthanum fluoride,calcium acetate and thiocarbamate can improve the anti - wear and extreme pressure properties of greases, of whichdialkyl dithiocarbamate (MoDDC) is the best candidate. The anti - wear mechanism of calcium acetate was analyzedby XPS. It was conjectured that the flm of calcium carbonate (CaCO3) and calcium oxide (CaO) formed on thefriction surface.Key Words: lithium - calcium base grease; lithium complex grease; lithium - calcium complexgrease; anti - wear and extreme pressure properties俄羅斯潤滑油和基礎油市場(chǎng)分析目前,俄羅斯每千人擁有200輛汽車(chē),僅為德國的一半。因此俄羅斯將會(huì )有新一輪的汽車(chē)銷(xiāo)售額的增長(cháng)。對發(fā)動(dòng)機油市場(chǎng)而言,俄羅斯每年以5%的速率增長(cháng)。尤其是高品質(zhì)發(fā)動(dòng)機油增長(cháng)較快,需求量從2000年不到10萬(wàn)t到目前已超過(guò)26萬(wàn)t。而對無(wú)添加劑的低質(zhì)量潤滑油需求降低,目前在俄羅斯不含添加劑的低檔潤滑油占市場(chǎng)份額的19% ,預計到2014年將降至14%。對于工業(yè)潤滑油市場(chǎng),每年將會(huì )以超過(guò)1.5%速度增長(cháng),2005年消耗量為37.5萬(wàn)t,預計到2014年將達到47.4萬(wàn)t。在基礎油生產(chǎn)方面,俄羅斯年產(chǎn)量為360萬(wàn)t,各生產(chǎn)商所占比重分別為:Lukoil, 39% ;Neft - Aktiv,14% ;Slavneft, 13% ;Russneft, 11% ;Bashnef, 10% ;TNK : BP, 8% ;Gazprom Neft, 5%。此外Lukoil公司計劃投資2.7億美元提高其基礎油質(zhì)量,并且開(kāi)始在位于Perm和Volgograd的兩個(gè)煉油廠(chǎng)生產(chǎn)光亮油,2008年1月Perm煉廠(chǎng)生產(chǎn)光亮油6001,到4月份,月產(chǎn)量將達到2000t。中國煤化工MYHCNMHG