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《含氮硼酸酯润滑添加剂的抗磨性能及其摩擦化学机理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2006年2月润滑油第21卷第1期Feb.2006LubricatingOilVol.21,No.1文章编号:100223119(2006)0120041204含氮硼酸酯润滑添加剂的抗磨性能及其摩擦化学机理姚俊兵(空军油料研究所,北京100076)摘要:采用Falex销和V型块磨损实验、四球长磨实验和X-射线衍射等方法对含氮硼酸酯润滑添加剂的抗磨性能及其作用机理进行了分析。Falex销和V型块磨损实验表明,所评价的含氮硼酸酯润滑油添加剂的抗磨性能要优于二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)类添加剂。四球长磨实
2、验还表明,该硼酸酯添加剂与ZDDP类添加剂具有优秀的抗磨协同作用,这对研制低磷发动机油具有重要的意义。含氮硼酸酯的作用机理在于两个方面:硼酸酯在摩擦表面的强吸附作用(硼酸酯铁的形成);在摩擦表面生成具有层状结构的氮化硼化合物。关键词:润滑油;抗磨剂;硼酸酯;作用机理;协同效应中图分类号:TE624.82文献标识码:A前言论证委员会(InternationalLubricantsStandardizationand由于环保法规的日益严格,给汽车制造商和润ApprovalCommittee,ILSAC)在
3、去年批准了该规格,滑油生产商带来了越来越大的压力。同时,燃料油API在今年7月31日开始对满足该规格的发动机油向低硫、低烯烃的方向发展,汽油车要求安装三元催进行认证。为了满足汽车排放控制的强制标准,美国化转换器,柴油车增加尾气再循环系统,对润滑油也环保局要求汽车和润滑油行业确保在2005年车型的提出了低磷和低硫的要求。汽车中使用满足GF-4规格的发动机油。满足GFGF-4轿车用汽油机油规格是由汽车、润滑油及-3规格的油可继续使用API标志至2005年4月30添加剂行业共同制订的,旨在减少空气污染、提高
4、燃日。在ILSACGF-4规格中,磷的含量要求不超过料经济性和润滑油的高温性能。国际润滑剂标准和0.08%。ILSACGF-3与GF-4的主要区别见表1。表1ILSACGF-3与GF-4的主要区别项目ILSACGF-3ILSACGF-4实验方法≤0.08磷含量,%≤0.10ASTMD4951或D5185≥0.06硫含量,%ASTMD15520W/XX≤0.505W/XX≤0.5010W/XX≤0.70抗磨性/μm程序ⅣA气阀磨损(平均凸轮磨损)≤120≤90燃料经济性,%程序ⅥBSAE0W/20,5W
5、/20FEI1≥2.0FEI1≥2.3(与ASTM参考油BC对比,计算16h和96h后燃料经济性指数FEI1和FEI2)FEI2≥1.7FEI2≥2.0收稿日期:2005-05-10。作者简介:姚俊兵(1967-),男,高级工程师,1987年毕业于武汉大学化学系,1993年和1996年获后勤工程学院硕士和博士学位,1998年清华大学摩擦学国家重点实验室博士后流动站出站,研究方向为润滑剂添加剂及摩擦化学,已公开发表论文50余篇。42润滑油2006年第21卷续表项目ILSACGF-3ILSACGF-4实验
6、方法SAE0W/30,5W/30FEI1≥1.6FEI1≥1.8FEI2≥1.3FEI2≥1.5SAE10W/30和其他FEI1≥0.9FEI1≥1.1FEI2≥0.6FEI2≥0.8抗氧性(高温沉积物)/mg≤45≤35TEOSTMHT-4使用后油品的低温泵送性在原来粘度等级或程序ⅢG和ASTMD4684(MRVTP-1)上一粘度等级范围内从表1可以看出,ILSACGF-4规格在要求降其他添加剂:采用两种二烷基二硫代磷酸锌添低磷和硫含量的前题下进一步提高油品的抗磨性,加剂(ZDDP),其一为跨国公司
7、生产的伯炭烷基ZD2例如,在程序ⅣA实验中,要求平均凸轮磨损由GFDP(ZDDP1,磷含量约为9.4%),另一为国产T202-3的120μm降低到GF-4的90μm。因此发展添加剂(ZDDP2,磷含量为7.2%～8.5%)。我们知新型不含磷、硫的抗磨剂是十分必要的。道ZDDP是发动机油最常用的添加剂,在本文作为有机硼酸酯是近几年研究较多的一类润滑油添参比来考察硼酸酯添加剂的抗磨性能。加剂,在这方面有大量的专利和文章报道。研究表1.2摩擦磨损实验明,该添加剂具有良好的减摩抗磨性、抗氧化安定性,(1)Fa
8、lex销和V型块磨损实验:载荷2223N,而且不像传统的硫、磷、氯型抗磨剂那样对一些材料时间60min。[1-3]有腐蚀性和选择性。本文对一种商业化的硼酸(2)四球长磨实验:转速1450r/min,时间30酯添加剂的抗磨性能及其作用机理进行了研究。min,温度为室温,载荷为392N和400N。1实验方法和材料1.3试件表面分析1.1实验用油及添加剂对四球摩擦表面进行表面分析,以分析硼酸酯基础油:环烷基基础油(100SUS)和150SN基添加剂的抗磨作用机
