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   復(fù)合鋰/鈣基潤滑脂是一種高滴點(diǎn)、多效能潤滑脂。這種含有鋰和鈣鹽的雙金屬復(fù)合皂稠化能力強(qiáng)，比復(fù)合鋰基潤滑脂具有更好的抗水性能和膠體安定性，近的來發(fā)展很快，成為當(dāng)今高性能潤滑脂研究的熱點(diǎn)。

   長城復(fù)合鋰/鈣基潤滑脂經(jīng)過多年的市場推廣，現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用在冶金、汽車、鐵路、軍工等行業(yè)，主要用于汽車輪轂軸承、鋼廠連鑄機(jī)大型軸承、鐵路輪對密封軸承等軸承的潤滑與保護(hù)。由于目前設(shè)備工況條件越來越苛刻，復(fù)合鋰/鈣基潤滑脂在應(yīng)用過程中會出現(xiàn)設(shè)備潤滑不良及突然卡死等情況，說明其極壓抗磨性能已經(jīng)不能適應(yīng)設(shè)備運(yùn)行的要求。針對這一問題，本文對復(fù)合鋰/鈣基潤滑脂的極壓抗磨性能進(jìn)行了優(yōu)化研究。

復(fù)合鋰/鈣基潤滑脂極壓抗磨機(jī)理

   早期的看法認(rèn)為，潤滑脂中的基礎(chǔ)油起潤滑作用，稠化劑起儲油作用。但后來的試驗(yàn)表明，皂不僅具有儲油作用，也有減摩作用；而具有儲油作用，也有減摩作用；而且皂的摩擦因數(shù)低于基礎(chǔ)油的摩擦因數(shù)。

   添加劑對復(fù)合鋰/鈣基潤滑脂的極壓抗磨性能有重要影響。在邊界潤滑條件下，金屬摩擦界面會形成一層與介質(zhì)性質(zhì)不同的邊界膜，能夠有效地防止金屬音質(zhì)直接接觸而減少摩擦和磨損。邊界膜的生成通常是由加入潤滑劑中的極壓抗磨劑實(shí)現(xiàn)的。在低溫和中等載荷條件下，具有長直鏈的極性分子油性添加劑能夠在金屬界面形成垂直取向、排列緊密和附著力強(qiáng)且減摩性能很好的吸附膜。抗磨劑中的中等溫度和中等載荷條件下能與金屬表面反應(yīng)生成很薄的化學(xué)反應(yīng)膜。這種膜的剪切強(qiáng)度低但其磨損速度緩慢，故可起到減摩作用。在高溫、高速和重載條件下，極壓劑可與金屬表面迅速反應(yīng)生成厚的無機(jī)膜。這種膜的熔點(diǎn)高、剪切強(qiáng)度低、與金屬表面的結(jié)合牢固，可以保護(hù)金屬表面不致發(fā)生粘著咬死。

復(fù)合鋰/鈣基潤滑脂極壓抗磨性能的優(yōu)化

極壓抗磨性能優(yōu)化目標(biāo)

復(fù)合鋰/鈣基潤滑脂的原配方指標(biāo)以及優(yōu)化指標(biāo)見表1

基礎(chǔ)脂

   試驗(yàn)所用基礎(chǔ)脂均為長城復(fù)合鋰/鈣基潤滑脂半成品，基礎(chǔ)脂采用氫氧化鋰、氫氧化鈣先與十二羥基硬脂酸進(jìn)行皂化反應(yīng)，升溫反應(yīng)到一定程度再加入低分子二元酸進(jìn)行復(fù)合反應(yīng)來制備，其典型數(shù)據(jù)見表2

測試儀器

   試驗(yàn)用到的儀器如下；

   四球EP摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，進(jìn)行了四球摩擦磨損試驗(yàn)，測試潤滑脂的最大無卡咬負(fù)荷PB。試驗(yàn)條件：主軸轉(zhuǎn)速為（1760±40）r/min,溫度在25℃左右。

   MRS-10A型四球試驗(yàn)機(jī)；進(jìn)行四球摩擦試驗(yàn)，測試四球磨痕直徑D。試驗(yàn)條件；主軸轉(zhuǎn)速為全1200r/min,負(fù)荷為392N，運(yùn)行時間為60 min,球槽溫度為75℃。

   進(jìn)口梯姆肯環(huán)志試驗(yàn)機(jī)；進(jìn)行線性極壓試驗(yàn)，測試梯姆肯OK值。試驗(yàn)條件；主軸轉(zhuǎn)速為（800±5）r/min,加載負(fù)荷以134N為起始值，以22N的倍數(shù)增加負(fù)荷直到環(huán)塊擦傷為止，運(yùn)行時間為10min。

極壓抗磨劑的篩選

   目前極壓抗磨劑主要有含活性元素的沒溶性有機(jī)化物、固體顆粒潤滑劑以及現(xiàn)在新研發(fā)的有機(jī)鹽等種類。復(fù)合鋰/鈣基潤滑脂以前常用用的極壓抗磨劑為含量硫系極壓抗磨劑。本文選取硫-磷型極壓抗磨劑A、有機(jī)鉬鹽類B以及一種新型極壓抗磨劑硼酸酯類C等6種類型的極壓抗磨劑加入基礎(chǔ)脂中進(jìn)行性能考察，結(jié)果見表3

   由表3可以看出：

   硼酸酯類C的極壓抗磨性能最好，有機(jī)鉬鹽類B次之，硫-磷型極壓抗磨劑A最差。加入硼酸酯后，在試驗(yàn)過程中會生成硼酸酯鐵，而硼酸酯鐵在摩擦表面有強(qiáng)的吸附作用和極壓抗磨作用，能夠延遲油膜的破裂，進(jìn)而提高潤滑脂的極壓抗磨性能。

   硫-磷型極壓抗磨劑A和硼酸酯類C無明顯協(xié)同作用，而與采購鉬鹽類B有很好的協(xié)同作用。但硫-磷型劑與鉬鹽類復(fù)配時的量加太多時，會破壞潤滑脂的結(jié)構(gòu)，影響潤滑脂的機(jī)械安定性。

   同時添加幾種類型的極壓抗磨劑時，不能明顯提高產(chǎn)品的極壓抗磨性能，其原因可能是極壓抗磨劑之間會產(chǎn)生一定的對抗作用。

   加入固體添加劑A會提高基礎(chǔ)脂的抗磨性能，但對極壓性能有不處影響。綜合考慮試驗(yàn)結(jié)果，最終選擇樣品3和樣品4的配方進(jìn)行其他復(fù)配試驗(yàn)。

極壓抗磨劑與其他添加劑復(fù)配考察

   近年來，摩擦改進(jìn)劑的應(yīng)用越來越廣泛，其與極壓抗磨劑復(fù)配可以較大程度地減小邊界潤滑狀態(tài)下的摩擦磨損和燒結(jié)問題。含有極性基團(tuán)的摩擦改進(jìn)劑對金屬表面有很強(qiáng)的親和力，其中的極性基因能強(qiáng)有力地吸附在金屬表面，形成一種類似緩沖墊的保護(hù)膜把金屬分開，防止金屬直接接觸，從而減少了摩擦和磨損。

   常用的摩擦改進(jìn)劑有脂肪胺，脂肪酰胺等。本文選擇了2種常用的摩擦改進(jìn)劑與所選極壓抗磨劑復(fù)配，在基礎(chǔ)脂中進(jìn)行極壓抗磨性能考察，結(jié)果見表4。

   加入少量摩擦改進(jìn)劑與極壓抗磨劑復(fù)配，可以改善潤滑脂的抗磨性能，且對極壓性能影響較小；提高摩擦改進(jìn)劑的加劑量，則潤滑脂的極壓性能有不同程度的降低。

   脂肪醇類的摩擦改進(jìn)劑B自身活性較大，其極性強(qiáng)于極壓抗磨劑，在摩擦過程中優(yōu)先吸附在表面起抗磨作用，導(dǎo)致極壓抗磨劑的極壓作用受到抑制，因此對2個配方的極壓性能影響較大。

   當(dāng)摩擦改進(jìn)劑A與硼酸酯類極壓抗磨劑C以1：1質(zhì)量比復(fù)配時，能有效提高潤滑脂的抗磨性能，同進(jìn)對極壓性能影響較小。這主要是因?yàn)闃O壓抗磨劑C在摩擦?xí)a(chǎn)一種具有非常強(qiáng)的強(qiáng)附著作用的硼酸酯鐵膜，在競爭吸附過程中，能在摩擦表面進(jìn)行大面積吸附，從而發(fā)揮極壓作用。