添加剂对润滑脂抗磨极压性能的影响

2008年6月润滑油第23卷第3期.Jun. 2008Lubricating OilVol.23 ,No. 3文章编号:1002-3119(2008 )03-0049-04添加剂对润滑脂抗磨极压性能的影响蒋明俊'2 ,郭小川，2 ,杨俊'，2(1.后勤工程学院油料应用与管理工程系,重庆400016;2.重庆市油品与应用技术工程中心,重庆400016)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麝极压性能的影响,结果显示:秦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CaCO,、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:T624.82文献标识码:A0前言合锂基脂和复合锂钙基脂的抗磨极压性能,并分别抗磨剂是润滑脂中常用的添加剂之一,研究抗在这3种润滑脂中加入2%的下列添加剂:聚异丁磨剂对润滑脂抗磨性的影响在润滑脂的配方研究中烯氟化镧醋酸钙和二烷基二硫代氨基甲酸盐,考具有重要意义。而国内外相关研究报道尚少,卢成察添加剂对润滑脂抗磨极压性能的影响。锹等[1-2)研究了甘油对锂基脂极压性的增效作用,2结果与讨论锂/钙比对锂钙基脂的减摩和抗磨性的影响,刘福2.1 基础脂的抗磨极压性能生'对二二烷基二硫代氨基甲酸盐在锂基脂中的应用锂钙基脂、复合锂基脂和复合锂钙基脂(基础进行了探讨,郭小川43对含钙化合物在硼酸-十二脂)的抗磨极压性能试验结果见表1,从试验结果可羟基硬脂酸复合锂基脂中的应用做过研究，作者[$知:3种润滑脂在未加添加剂时都具有较好的抗磨曾对复合磺酸钙基脂的抗磨作用机理做过探讨。极压性,其中复合锂钙基脂的抗磨性优于复合锂基.本文利用四球摩擦磨损试验机研究了锂钙基脂和锂钙基脂。脂、复合锂基脂和复合锂钙基脂的抗磨极压性能,以表1基础脂的抗磨极压性能及几种添加剂(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项目锂钙复合锂复合锂钙基脂影响。四球试验最大无卡咬负荷Pg/N636676961.1 试验设备及条件烧结负荷Pp/N19603087(1)MQ - 800型四球摩擦磨损试验机:用于评综合麝损值zMZ/N518526定润滑脂的抗磨极压性。条件:转速1500 r/min,上.磨痕直径/mm0.530.51海产钢球(材料为GCr15轴承钢,φ12.7 mm,硬度.2.2聚异丁烯对润滑脂抗磨 极压性能的影响58 ~62 HRC)。(2) PHI6100型X射线光电子能谱仪(XPS) :用在锂钙基脂、复合锂基脂和复合锂钙基脂中分于分析磨斑表面主要元素的化学状态。分析条件:别加入2%聚异丁烯,考察其对上述润滑脂抗磨极MgK。激发源,X光枪分压15 kV,功率250 W,半球压性能的影响,结果见表2。从试验结果可知:聚异丁烯对润滑脂的Pp、Pp基本无改善,且磨痕直径略形能量分析器,分析室真空度1x10-8 Pa。有降低。其原因可能是:聚异丁烯加人润滑脂中主1.2试验样品试验用锂钙基脂复合锂基脂、复合锂钙基脂都要是提高了基础油粘度和改善了粘温性,而对润滑是在实验室制备的。中国煤化工1.3抗磨极压性能的评定 .作者|MYHC N M H G.主要从事润情理论与.采用四球摩擦磨损试验机评定了锂钙基脂、复新型润滑材料研究,已公开发表论文80余篇。50润滑油2008年第23卷脂的抗磨性没有改善。表4醋酸钙对复合锂钙基脂抗磨极压性能的影响衰2聚异丁烯对润滑脂抗磨极压性能的影响项目复合锂钙基脂复合锂钙基脂 + CaAcr四球试验项锂钙基脂复合锂基脂 复合锂钙基脂Pg/N667726Pp/N308767696ZMZ/N518537麝痕直径d892 /mm0.530.49512526磨痕直径do2Mn/mm0.512.5醋酸钙的抗磨机理为了揭示CaAcz的抗磨机理,对加有CaAcz的2.3氟化镧对润滑脂抗磨 极压性能的影响复合锂钙基脂在588N60min长磨后的钢球磨斑进稀土化合物用作润滑油脂添加剂的研究虽然是行XPS分析。C.0、Ca 元素的XPS分析谱图见图1近十几年才开始的,但发展十分迅速,有一些关于稀~图3。C与0形成的化合物在284 ~289 eV产生土化合物作为润滑油脂添加剂的研究报道[6-10]。吸收峰, Ca0在531.5 eV产生吸收峰,在图3中研究表明,稀土化合物作为润滑脂添加剂的突出特CaO、CaCO,在346.7 eV、346. 9 eV处产生吸收峰。点是优良的高温润滑性和润滑的长效性。CeF,作由此分析CaAcz的抗磨机理是:含醋酸钙的润滑脂,为润滑脂的极压添加剂能降低摩擦系数,提高润滑在较高负荷及摩擦热作用下发生摩擦化学反应生成脂的承载能力, La203、CeO、Y203均能降低摩擦系.CaCO3 ,CaCO3进-步反应生成CaO和CaC2 ,正是摩数17-10擦表面的CaCO,、CaO起到了抗磨作用。在锂钙基脂、复合锂基脂和复合锂钙基脂中分3756[别加入2%LaF,研究了LaF, 对3种润滑脂抗磨极Mx=3756压性能的影响,试验结果见表3。从试验结果可知，Min=506LaF,可在一定程度上提高润滑脂的Pg值,尤其是提高锂钙基脂Pp值的效果最为明显,此外,LaF,对锂钙基脂的P,值有所提高,而对复合锂基脂和复合咨2136锂钙基脂的Pp值没有影响。表3氟化镧对润滑脂抗磨极压性能的影响506L300.00 296.00 292.00 288.00 284.00 280.00结合能/cV83434圈1摩擦表面 XPS分析(碳元素)24501990ZM2/N51442542Max=1990磨痕直径d/mmMin=6232.4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咨1306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川。在3组分复合锂钙基脂中加入2% CaAcz ,考察其对抗磨极压性能的影响,试验结果见表4。由试中国煤化工00 52900 52500验结果可知:醋酸钙可提高复合锂钙基脂的抗磨性MYHCNMHG能圈2摩擦表面XPS分析(氧元素)第3期蒋明俊等.添加剂对润滑脂抗磨极压性能的影响51764p3结论Min=628x=764(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,复合锂钙基脂皆696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Wwh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P。、P。无帮362.00 358.00 354.00350.00 345.00 342.00助,氟化镧、醋酸钙和硫代氨基甲酸盐都可不同程度结合能/eV提高润滑脂的抗磨极压性，尤其是MoDTC的效果最围3摩擦表面 XPS分析(钙元素)突出。2.6硫代氨基甲酸盐对润滑脂抗磨极压性能的影(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CaCO,、CaO的表面膜。分别考察了二烷基二硫代氨基甲酸钼盐.参考文献:(MoDTC)、锑盐( SbDTC)、锌盐( ZnDTC)、铅盐( Pb~[1] lUCQ. A Sudy of the Eleet Glycerol on EP Properies ofLihium Base Grease[J]. Ngi Spokeman, 1991 ,55(9):DTC)对锂钙基脂、复合锂基脂、复合锂钙基脂抗磨24-31.性的影响,试验结果见表5 ~表7。从试验结果可[2] WUCQ. A Study on Anti - Wear and Anti - Friction Per-知:4种二烷基二硫代氨基甲酸盐都具有抗磨极压formance of Li- Ca Base Greases [J]. Ngi Spokesman,性,而以钼盐的抗磨极压性最好。1993, 57(2):21 -25.表5硫代氨基甲酸盐对锂钙基脂抗磨性的影响[3]刘福生.二烷基二硫代氨基甲酸盐在锂基脂中的应用及作用机理的探讨[A].全国第- - 、二、三届润滑脂技术项目锂钙基脂+MoDTC + SbDTC + ZnDTC + PbDTC交流会论文选集[C].北京:《石油炼制与化工>编辑四球试验部,1991:112 -117.Pp/N63783696726 .[4]郭小川,孙全淑.钙化合物抗磨极压机理的探讨[J].合1960 3920 3920 2450 3920成润滑材料,1991(2):8 -15.综合磨损值ZMZ/N 506[5]蒋明俊,孙全淑.复合磺酸钙基脂抗磨作用机理的探讨磨痕直径d/m 0.53 0.50 0.52 0.50 0.51[J].润滑与密封,1992(3):5-7.[6]连亚锋,薛群基.二烷基二硫代磷酸钕作为锂基脂黍加剂表6硫代氨基甲酸盐对复合锂基脂抗磨性的影响的极压抗磨作用机理[J].润滑与密封,995(2):24 -28.项目复合锂基脂 +MoDTC +SbDTC + ZnDTC + PbDTC[7]任天辉.二乙基二硫代氨基甲酸镧配合物润滑脂添加剂的抗磨极压研究[J].抗磨极压学报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-综合磨损值ZMZ/N 518唐痕直径/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硫代氨基甲酸盐对复合锂钙基脂抗磨性的影响nism of the Rare Earth Complex as a Grease Additive[J].Wear , 1996, 192(1-2) :80 -85.复合锂+ MoDTC + SbDTC + ZnDTC + PBbDTC[10] ZHANC z. Study on Triblogical Properies of the Com-钙基脂plex or Rare Earth Dialkyl Dithiocarbamate and Phenanthro-102072726784line in Lubicaing Grease[J]. Wear, 1996, 192(1-2):30873920 3920 3087 3920综合廉损值ZMZ/N526中国煤化工mo Cmpla inRo磨痕直径d/m 0.51 0.48 0.50 0.49_ 0.51ceYHCN M H G1985, 49(3): 98-102.52润滑油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俄罗斯润滑油和基础油市场分析目前,俄罗斯每千人拥有200辆汽车,仅为德国的一半。因此俄罗斯将会有新一轮的汽车销售额的增长。对发动机油市场而言,俄罗斯每年以5%的速率增长。尤其是高品质发动机油增长较快,需求量从2000年不到10万t到目前已超过26万t。而对无添加剂的低质量润滑油需求降低,目前在俄罗斯不含添加剂的低档润滑油占市场份额的19% ,预计到2014年将降至14%。对于工业润滑油市场,每年将会以超过1.5%速度增长,2005年消耗量为37.5万t,预计到2014年将达到47.4万t。在基础油生产方面,俄罗斯年产量为360万t,各生产商所占比重分别为:Lukoil, 39% ;Neft - Aktiv,14% ;Slavneft, 13% ;Russneft, 11% ;Bashnef, 10% ;TNK : BP, 8% ;Gazprom Neft, 5%。此外Lukoil公司计划投资2.7亿美元提高其基础油质量,并且开始在位于Perm和Volgograd的两个炼油厂生产光亮油,2008年1月Perm炼厂生产光亮油6001,到4月份,月产量将达到2000t。中国煤化工MYHCNMHG