含钼化合物在润滑脂中的抗磨性能研究谢凤12胡利明2郝敬团2(1中国矿业大学,江苏徐州22100 82徐州空军学院,江苏徐州221000)合物以及三氧化钼、钼酸铵2种无机钼化合物在润滑脂中的抗磨性能。结果表明:3种有机钼化合物在润滑脂中都有良好的抗磨性能,特别是高浓度的MODP在高负荷下仍具有优良的抗磨性能,非硫磷有机钼在低负荷下的抗磨性能比较突出;2种含钼固体无机化合物在润滑脂中也具有良好的抗磨性能,特别是钼酸铵,这为直接应用于润滑脂中提供了可能。
前言随着石油资源的不断减少以及环境保护的日益受重视,润滑剂正朝着低磷环保和节能的方向发展。
为了提高节能效果,通常要降低摩擦副表面的摩擦系数,提高润滑剂的抗磨和减摩性能,润滑剂也通常需要添加一定量的极压抗磨剂或摩擦改进剂。油溶性有机钼化合物作为有效的极压抗磨剂和减摩剂,在润滑剂中得到了很好的应用,可显著降低滑动金属表面的摩擦和磨损,提高载荷能力,并可节约燃料3%~4%卜21.作为减摩剂,油溶性有机钼一般可分为三类:含有硫和磷类,即二烷基二硫代磷酸钼(MDP;不含磷(含硫)类,即二烷基二硫代氨基甲酸钼(MDTC)不含硫、磷的非活性有机钼。本文首先考察了这三类有机钼化合物在润滑脂中的抗磨性能,并根据润滑脂在常温下是一种固态或半固态物质的特点,将合成有机钼化合物的钼源一三氧化钼和钼酸铵研磨成微米级的细颗粒后作为固体填料加入到润滑脂中考察其抗磨性能。
1实验部分11基础油和添加剂实验选用基础脂为成品的3号锂基脂。选用的有机钼化合物分别为二(2?乙基已基)二硫代磷酸钼(MDDP、烷基侧链为C-13的二烷基二硫代氨基甲酸钼(MDC)、不含硫磷的有机胺基钼化合物(简称非硫磷有机钼)无机钼为三氧化钼和钼酸铵。这些化合物的活性元素组成见表1表1测试添加剂的活性元素组成添加剂活性元素组成,%非硫磷有机钼2抗磨性能测试测试仪器为济南试验机厂生产的MQ- 800四球试验机。使用的钢球为CT5标准钢球,硬度为59~61直径为12 7mm为了除去钢球上原有的防护油脂,试验前钢球分别用石油醚和无水乙醇进行超声波清洗。试验条件为:转速1450室温,长磨时间为30mn载荷为392N588N和784N狈赋后,以钢球磨斑的平均直径评价添加剂的抗磨性能。
2结果与讨论1二烷基二硫代磷酸钼(MDDP)在锂基脂中的抗磨性能MODP在3号锂基脂中的抗磨性能结果见表2通过表2可以看出,在锂基脂中加入MDDI后,不同负荷下的磨斑直径均有一定的减小,并且随着添加剂浓度的增加,磨斑直径进一步减小,特别是当MODP农度达到2%时,基础脂在各个负荷下的磨斑直径都很小,表现出了非常好的抗磨性能。
由此可以表明,在锂基脂中加入少量的MODP时,油品的抗磨性能会逐渐变好,特别是当添加剂浓度较大时,油品的抗磨性能明显提高。
表2MQDDP在锂基脂中的抗磨性能试验编号添加剂,%不同负荷下的磨斑直径/mm 2二烷基二硫代氨基甲酸钼(MDC)在锂基脂中的抗磨性能MOT在锂基脂中的抗磨性能结果见表3通过表3可以看出,当锂基脂中加入一定量的MDTC后,锂基脂在不同负荷下的磨斑直径都有较大程度的减小,抗磨性能得到了一定程度的改善。相比而言,低负荷下的抗磨性能提高幅度较大,MDT添加量的增加并没有使锂基脂的抗磨性能进一步提高。
由此可以表明,在锂基脂中加入少量的MODC后,油品的磨斑直径减小,抗磨性能变好,MDTC在锂基脂中具有较好的抗磨性能。
表3MOTC在锂基脂中的抗磨性能试验编号添加剂,%不同负荷下的磨斑直径/mm 3非硫磷有机钼在锂基脂中的抗磨性能非硫磷有机钼在锂基脂中的抗磨性能结果见表4通过表4可以看出,在锂基脂中加入非硫磷有机钼后,基础脂在不同负荷下的磨斑直径都有一定的减小,基础脂的抗磨性能变好,并且随着添加剂浓度的提高,基础脂在不同负荷下的磨斑直径进一步减小,基础脂的抗磨性能进一步提高,但是当添加量增加到2%时,基础脂的抗磨性能并没有明显的提升,与添加量为1%时的性能基本相当。总的来讲,非硫磷有机钼在锂基脂中具有良好的抗磨性能,并且在低负荷下表现得更为突出。
表4非硫磷有机钼在锂基脂中的抗磨性能试验不同负荷下的磨斑直径/mm编号添加剂,70 4三氧化钼、钼酸铵在锂基脂中的抗磨性能3%的三氧化钼和钼酸铵在锂基脂中的抗磨性能结果见表5通过表5可以表明,固体钼酸铵粉末直接加入3号通用锂基脂中有着非常优良的抗磨效果,实验后钢球表面的磨斑直径有了明显减小,尤其是在高载荷下依然表现出了优良的抗磨效果。在基础脂中加入三氧化钼固体粉末后,虽然没有达到钼酸铵那样优良的抗磨效果,但在392N和588N载荷下,钢球表面的磨斑直径也依然很小,只是当载荷继续增加到784N时,磨斑直径有了一定程度的增大。
由以上两组实验可以看出,由于润滑脂本身的结构特点,把固体含钼化合物直接加入到润滑脂中可以获得良好的抗磨效果。这也为固体含钼化合物在润滑脂中的应用提供了一个方案。
表5三氧化钼和钼酸铵在锂基脂中的抗磨性能试验、不同负荷下的磨斑直径/nm编号通过以上试验可以表明,5种含钼化合物在锂基脂中都有良好的抗磨性能。在有机钼中非硫磷有机钼和MDDP在锂基脂中的抗磨性能好于MOT;尤其是MODP在2%添加量时高低负荷下都具有相当好的抗磨性能,非硫磷有机钼由于不含硫、磷等活性元素,高荷下的抗磨性能表现没有MODP突出,但中、低负荷下仍表现出了良好的抗磨性能,MDTC在各级负荷下的抗磨性能比较平均,但仍可有效改善润滑脂的抗磨性能。2种无机钼化合物在锂基脂中的抗磨性能都比较突出,特别是钼酸铵在各级负荷下均具有优良的抗磨性能,为无机钼直接应用到润滑脂中提供了有利条件。
3结论三种有机钼化合物在润滑脂中均具有良好的抗磨性能,其中以MODP为最好,非硫磷有机钼次之,MOXIC最后。
合成有机钼的钼源一三氧化钼和钼酸铵在润滑脂中都具有优良的抗磨性能,特别是钼酸铵更为突出,这也为直接应用于润滑脂中提供了可行方案。
作者:佚名 来源:中国润滑油网