摩擦改進(jìn)劑的使用時(shí)機(jī)及使用方法

2016-03-25   來(lái)源：潤(rùn)滑油情報(bào)網(wǎng)

摘要：潤(rùn)滑劑用于減少兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體表面所產(chǎn)生的摩擦。但是，在某些情況下，潤(rùn)滑劑基礎(chǔ)油缺乏足夠的潤(rùn)滑性，不能有效減摩。金屬元件冶煉有時(shí)候就需要加入一些特別的化學(xué)物質(zhì)...

潤(rùn)滑劑用于減少兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體表面所產(chǎn)生的摩擦。但是，在某些情況下，潤(rùn)滑劑基礎(chǔ)油缺乏足夠的潤(rùn)滑性，不能有效減摩。金屬元件冶煉有時(shí)候就需要加入一些特別的化學(xué)物質(zhì)。比方說(shuō)，在黃銅冶煉時(shí)，蝸輪、傳統(tǒng)極壓添加劑、抗磨添加劑會(huì)對(duì)柔軟的黃銅造成機(jī)械磨損。這時(shí)候，就需要加入摩擦改進(jìn)劑，提高潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑性。

相反，自動(dòng)變速箱的傳動(dòng)液用于提供潤(rùn)滑性、傳遞動(dòng)力以及其他用途。而變速箱的離合器及制動(dòng)帶需要一定的摩擦力才能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。這時(shí)，在傳動(dòng)液中加入摩擦改進(jìn)劑，有助于變速箱平穩(wěn)換擋。不然，離合器及制動(dòng)帶會(huì)發(fā)出“嘎吱”聲，既對(duì)離合器及制動(dòng)帶造成傷害，也給司機(jī)帶來(lái)危險(xiǎn)。

摩擦改進(jìn)劑使用

用于改變潤(rùn)滑劑摩擦系數(shù)的混合物統(tǒng)稱(chēng)為摩擦改進(jìn)劑，它能改變兩個(gè)金屬面之間的摩擦，使之進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)。圖表1列舉了各種不同類(lèi)型的摩擦改進(jìn)劑。

摩擦改進(jìn)劑在不同情況履行不同功能。在內(nèi)燃機(jī)中，摩擦改進(jìn)劑的作用是減少摩擦，提高燃料經(jīng)濟(jì)性。在離合器、自動(dòng)變速箱以及工業(yè)用途中，使用摩擦改進(jìn)劑不僅是為了控制摩擦力，使效率最大化，還為了避免不必要的滑動(dòng)。這聽(tīng)起來(lái)似乎有些不合常理，因?yàn)闈?rùn)滑劑本來(lái)就是用來(lái)減摩抗磨的�？墒�，在很多情況下，機(jī)器需要一定的摩擦力作為牽引力才能正常運(yùn)作。此時(shí)，摩擦改進(jìn)劑的用途就不是改變摩擦力了，而是在不同剪應(yīng)狀態(tài)下行使不同職責(zé)。讓機(jī)器從動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)為靜態(tài)，比如變速箱中的齒輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，還有離合器停止運(yùn)行等等，都是這個(gè)原理。

目前，絕大多數(shù)的摩擦改進(jìn)劑都是用來(lái)減少摩擦，提高潤(rùn)滑性，改善燃油經(jīng)濟(jì)性。最近，美國(guó)政府把總體平均燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)提高至54.5英里每加侖，相當(dāng)于原來(lái)的兩倍。雖然這個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)是針對(duì)汽油機(jī)來(lái)定的，但是它對(duì)柴油機(jī)同樣有推動(dòng)作用。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)，可以通過(guò)降低機(jī)油粘度來(lái)提高燃油經(jīng)濟(jì)性。但問(wèn)題在于：怎樣在降低粘度的同時(shí)能形成足夠厚度的油膜來(lái)抗磨減摩？

減少發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的摩擦這一研究已經(jīng)取得了很大進(jìn)展，也提高了燃油經(jīng)濟(jì)性。潤(rùn)滑油技術(shù)取得不少進(jìn)步，其中也包括了摩擦改進(jìn)劑的進(jìn)展。

摩擦改進(jìn)劑在邊界潤(rùn)滑條件下或者金屬面發(fā)生摩擦?xí)r的效率最高。有機(jī)摩擦改進(jìn)劑分子由極性基團(tuán)和可溶性長(zhǎng)鏈組成。極性基團(tuán)吸附在金屬表面，可溶性長(zhǎng)鏈并列排著，就像地毯上編織的線一樣。極性基團(tuán)由磷酸或膦酸、胺、氨基化合物或羧酸構(gòu)成�？扇苄蚤L(zhǎng)鏈形成了緊密的多層基體或者與金屬面反應(yīng)形成了黏性薄層，易于剪切，使得金屬表面相對(duì)光滑。

有機(jī)摩擦改進(jìn)劑

摩擦改進(jìn)劑形成的膜由相互排列的多層基體構(gòu)成，能達(dá)到減摩效果。最常見(jiàn)的摩擦改進(jìn)劑是二烷基二硫代甲酸鉬（MoDTC）。摩擦改進(jìn)劑形成的納米片分散在碳基質(zhì)或者黃鐵礦基質(zhì)當(dāng)中，它們流向金屬表面，通過(guò)相互滑動(dòng)來(lái)減少摩擦。

有機(jī)鉬混合物與二烷基二硫代磷酸鋅（ZDDP）混合使用的效果很好。把ZDDP添加到機(jī)油中的用法已有大約80年的歷史了。ZDDP是最好用的燃油添加劑之一。它用途廣闊，可以用作抗氧化添加劑、抗腐蝕添加劑、抗磨損添加劑等。這幾類(lèi)添加劑的分子都由一個(gè)極性基團(tuán)和一條油溶性鏈構(gòu)成，能夠形成相對(duì)較薄的邊界膜，比鋼鐵表面柔軟得多，有顯著的減摩效果。

值得注意的是，摩擦改進(jìn)劑的極性基團(tuán)既要能吸附黑色金屬面，也要能吸附ZDDP產(chǎn)生的鋅層。鋅層主要由鋅、正磷酸鹽玻璃材質(zhì)和聚磷酸鹽玻璃材質(zhì)組成，受溫度影響，同時(shí)聚磷酸鹽鏈向金屬表面靠近。

燃油經(jīng)濟(jì)性越來(lái)越受重視，對(duì)機(jī)油的要求不斷提升。當(dāng)摩擦改進(jìn)劑不斷發(fā)展，提高燃料利用效率，減少能源消耗最行之有效的方法就是降低潤(rùn)滑油的粘度。然而，現(xiàn)在全膜潤(rùn)滑仍然是主流，混合潤(rùn)滑與邊界潤(rùn)滑技術(shù)不夠成熟，我們不能操之過(guò)急。如果是在混合潤(rùn)滑和邊界潤(rùn)滑狀態(tài)下，利用摩擦改進(jìn)劑來(lái)減少摩擦十分關(guān)鍵。