润滑油油膜是保护机器内部组件减少磨损的重要性能之一，而油膜的强度主要取决于润滑油使用的基础油和添加剂。本文润滑油生产厂家将(jiang)带(dai)你一起来看(kan)看(kan)润滑剂(ji)油膜强度(du)的(de)重要(yao)性及(ji)影响油膜效果的(de)主要(yao)因(yin)素(su)。

1、油膜的厚度

说(shuo)到(dao)润滑，你会想(xiang)到(dao)什么(me)？它应该是(shi)先产生一层(ceng)有厚(hou)度(du)的(de)膜，从而去分(fen)离两(liang)个(ge)金属表面的(de)基础油(you)，因(yin)为润滑油(you)的(de)作用就(jiu)是(shi)为了避免(mian)金属间的(de)表面接触(chu)。所以(yi)在这(zhei)种(zhong)需(xu)求下，油(you)品就(jiu)必须能提供(gong)摩擦表面分(fen)离的(de)能力，这(zhei)就(jiu)需(xu)要三(san)个(ge)支撑因(yin)素(su)——相对速(su)度(du)、基础油(you)粘度(du)和负(fu)荷量。这(zhei)三(san)个(ge)因(yin)素(su)也会受到(dao)温度(du)、污(wu)染(ran)以(yi)及其(qi)它因(yin)素(su)的(de)影响(xiang)。当油(you)膜厚(hou)度(du)平衡了这(zhei)些因(yin)素(su)，即借助于相对速(su)度(du)产生粘性流(liu)体膜将两(liang)摩擦表面完全隔开，由流(liu)体膜产生的(de)压力来平衡外载荷，就(jiu)称为流(liu)体动力润滑。

在具有(you)滚动(dong)(dong)接触(chu)（可(ke)忽(hu)略的(de)(de)(de)相对滑(hua)动(dong)(dong)运(yun)动(dong)(dong)）的(de)(de)(de)应用中，即使具有(you)较大的(de)(de)(de)局部压力(li)点(dian)，也可(ke)能(neng)会影(ying)响(xiang)金属表面(mian)间的(de)(de)(de)油膜(mo)厚(hou)度。其实这些(xie)压力(li)点(dian)也起着重要(yao)作用。基础油的(de)(de)(de)压力(li)和粘(zhan)度关系允许油品粘(zhan)度因较高(gao)的(de)(de)(de)压力(li)而(er)暂(zan)时性增加，这称为弹性流体(ti)动(dong)(dong)力(li)润滑(hua)，尽(jin)管油膜(mo)会很(hen)薄，但(dan)依然能(neng)产生一个(ge)完整的(de)(de)(de)油膜(mo)分离。

在实(shi)践当中(zhong)，机器表面最(zui)理想的(de)状态就是(shi)能实(shi)现(xian)完全分(fen)离，薄膜厚度(du)(du)就是(shi)为减(jian)少摩擦(ca)和磨损提供(gong)最(zui)好的(de)保护。但是(shi)如果不(bu)具(ju)有(you)满足(zu)(zu)这些油膜厚度(du)(du)的(de)条件(jian)，例(li)如当相对流速不(bu)足(zu)(zu)、粘(zhan)度(du)(du)不(bu)足(zu)(zu)或(huo)负载过(guo)大时(shi)(shi)，会(hui)发生什么情况呢(ni)？其实(shi)大多数机器的(de)设计和操作参(can)数都允许速度(du)(du)不(bu)足(zu)(zu)的(de)情况存在，比(bi)如在启(qi)动、停止或(huo)方向运(yun)动变化(hua)时(shi)(shi)。当温度(du)(du)过(guo)高也会(hui)导(dao)致粘(zhan)度(du)(du)降低，过(guo)度(du)(du)污(wu)染同(tong)样会(hui)使得(de)油膜间隙中(zhong)的(de)磨粒接触(chu)。

当流(liu)体(ti)动力学(xue)或弹性(xing)流(liu)体(ti)动力学(xue)润(run)滑的先决条(tiao)件未满足(zu)时(shi)，基础油将要(yao)在(zai)所谓(wei)的边(bian)界接触条(tiao)件下寻(xun)求支(zhi)撑，这种支(zhi)撑因素(su)就需要(yao)寻(xun)找具有摩(mo)擦磨(mo)损控制性(xing)能的添加剂。因此，基础油和(he)添加剂就被调和(he)在(zai)一起生(sheng)产出符合特定(ding)需求的润(run)滑油脂产品，从而(er)减轻预(yu)期会产生(sheng)的边(bian)界润(run)滑，该润(run)滑剂就具有油膜强度(du)和(he)边(bian)界润(run)滑性(xing)能。

2、说说油膜的作用

油(you)(you)(you)膜的(de)(de)(de)强度(du)(du)是(shi)除了(le)油(you)(you)(you)膜厚度(du)(du)以(yi)外，用(yong)以(yi)减轻摩擦(ca)和控制磨损(sun)的(de)(de)(de)重(zhong)要因素。如上所(suo)述，在流体(ti)动力学和弹性流体(ti)动力润(run)滑(hua)中，粘度(du)(du)是(shi)影(ying)响(xiang)油(you)(you)(you)膜厚度(du)(du)的(de)(de)(de)关键。当基础油(you)(you)(you)粘度(du)(du)不足以(yi)克(ke)服金属间表(biao)面(mian)(mian)(mian)摩擦(ca)时(shi)，就需要基础油(you)(you)(you)和添加剂产(chan)生化(hua)学协同效应，形成表(biao)面(mian)(mian)(mian)保护机理(li)。在这(zhei)些边界(jie)(jie)条(tiao)件下，边界(jie)(jie)润(run)滑(hua)也会受到机械表(biao)面(mian)(mian)(mian)化(hua)学和物理(li)性质以(yi)及其它任何环境因素的(de)(de)(de)影(ying)响(xiang)，所(suo)以(yi)即使在负载较重(zhong)、温度(du)(du)较高或(huo)相对表(biao)面(mian)(mian)(mian)速度(du)(du)较低(di)时(shi)，油(you)(you)(you)膜强度(du)(du)也会有所(suo)提高。

3、无润(run)滑的表面相互作用(yong)

如果你在显微镜(jing)状态下的(de)(de)分(fen)子水平观察机械接触表(biao)面，你将发现即(ji)使它们被加工得非常光滑，但实际依(yi)然是(shi)相对粗糙的(de)(de)。这就如同宇航员从(cong)遥(yao)远的(de)(de)空间角度看，地球(qiu)(qiu)(qiu)是(shi)一个完美光滑的(de)(de)球(qiu)(qiu)(qiu)体，而站(zhan)在地球(qiu)(qiu)(qiu)表(biao)面的(de)(de)人则看到地球(qiu)(qiu)(qiu)是(shi)充(chong)满了高高低低的(de)(de)山脉和(he)山谷一样(yang)。

这(zhei)是(shi)因(yin)为，当两个金属(shu)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)接(jie)(jie)触(chu)(chu)(chu)时(shi)，实际(ji)接(jie)(jie)触(chu)(chu)(chu)面(mian)(mian)(mian)(mian)积将显著低(di)于表(biao)观(guan)接(jie)(jie)触(chu)(chu)(chu)面(mian)(mian)(mian)(mian)积。从显微镜下的“微观(guan)山”看(kan)，这(zhei)些(xie)接(jie)(jie)触(chu)(chu)(chu)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)都是(shi)凹凸的最高点(dian)，低(di)的粗糙(cao)面(mian)(mian)(mian)(mian)接(jie)(jie)触(chu)(chu)(chu)率较低(di)。这(zhei)些(xie)粗糙(cao)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)会(hui)因(yin)金属(shu)的相应剪切(qie)强度(du)而出现弹(dan)性变形。因(yin)此初(chu)始接(jie)(jie)触(chu)(chu)(chu)点(dian)首(shou)先产生弹(dan)性变形，之后更(geng)多的接(jie)(jie)触(chu)(chu)(chu)点(dian)将连(lian)接(jie)(jie)起来，实际(ji)接(jie)(jie)触(chu)(chu)(chu)面(mian)(mian)(mian)(mian)积会(hui)随着负荷强度(du)的增(zeng)加而增(zeng)加。

4、什么是摩擦

摩擦(ca)就是(shi)相互作用(yong)的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)滑(hua)动运动受(shou)到几(ji)个影(ying)响参数(shu)而产生(sheng)(sheng)阻力的(de)(de)(de)过程。大多数(shu)人认为表(biao)面(mian)粗糙度是(shi)产生(sheng)(sheng)摩擦(ca)的(de)(de)(de)主要因素(su)，然(ran)而，当考虑到实际(ji)接(jie)触面(mian)积可(ke)能小于表(biao)观接(jie)触面(mian)积的(de)(de)(de)1%时，实际(ji)的(de)(de)(de)粗糙度就变得不太重要了。造成摩擦(ca)的(de)(de)(de)原因应该是(shi)在粗糙接(jie)触的(de)(de)(de)分(fen)子水平(ping)上(shang)发生(sheng)(sheng)粘结(jie)(jie)的(de)(de)(de)结(jie)(jie)果。

5、磨(mo)损是怎样产生的

在(zai)金(jin)(jin)(jin)属(shu)(shu)表(biao)面(mian)润滑膜厚(hou)度不足的情况下，粗糙(cao)接触点(dian)可能(neng)会(hui)导致冷(leng)焊，这(zhei)是(shi)胶着磨损(sun)的先决因素。这(zhei)些粗糙(cao)点(dian)上的粘附经历(li)了加固硬化过(guo)程，因此，剪切点(dian)一(yi)(yi)(yi)般发生在(zai)金(jin)(jin)(jin)属(shu)(shu)未被(bei)强化的粗糙(cao)接触点(dian)以下层面(mian)。作为金(jin)(jin)(jin)属(shu)(shu)剪切，粗糙(cao)的尖端要么(me)被(bei)转(zhuan)移到另一(yi)(yi)(yi)个(ge)表(biao)面(mian)，要么(me)被(bei)分解(jie)成一(yi)(yi)(yi)个(ge)磨粒(li)。

粘附通常被认为(wei)是(shi)机械磨(mo)(mo)损(sun)的(de)(de)初始形式(shi)。由于除了磨(mo)(mo)粒本身的(de)(de)磨(mo)(mo)损(sun)外(wai)还存在外(wai)部来源的(de)(de)磨(mo)(mo)损(sun)，导致磨(mo)(mo)粒磨(mo)(mo)损(sun)变得更(geng)具破坏性，这种形式(shi)的(de)(de)磨(mo)(mo)损(sun)称为(wei)三(san)体(ti)磨(mo)(mo)损(sun)。而两体(ti)磨(mo)(mo)损(sun)则是(shi)由于切割或刨削(xue)产生锋利的(de)(de)表(biao)面接触点而引起。

在滚动接触时会(hui)产生表(biao)面(mian)疲劳(lao)(lao)，疲劳(lao)(lao)机理来源于工作表(biao)面(mian)或(huo)表(biao)层内部形(xing)成(cheng)裂(lie)纹并扩展而成(cheng)，表(biao)面(mian)轧制(zhi)条件(jian)下(xia)的(de)高应(ying)力会(hui)导致疲劳(lao)(lao)磨损。

6、如何控制摩擦磨损？

摩(mo)擦磨损控制添加剂(ji)在基础油(you)中加入(ru)少量调(diao)配，具有促进(jin)金(jin)属表(biao)面(mian)(mian)吸附(fu)的(de)极性。由于(yu)相互作用的(de)条件，这些吸附(fu)力与表(biao)面(mian)(mian)发(fa)生化(hua)学反应，与产生足够(gou)的(de)油(you)膜厚(hou)度条件成(cheng)反比：较(jiao)高的(de)压力和较(jiao)高的(de)温度。

当(dang)机器表(biao)面与(yu)较(jiao)高的(de)压力和温度(du)相互作(zuo)用(yong)时，添加(jia)剂则通(tong)过(guo)(guo)在机器表(biao)面产生(sheng)更具延展性的(de)初始(shi)分子(zi)层来减轻(qing)金(jin)属(shu)(shu)对(dui)金(jin)属(shu)(shu)接(jie)触(chu)（磨损）的(de)影响，这些摩(mo)擦(ca)控制层直(zhi)接(jie)降低接(jie)触(chu)过(guo)(guo)程中的(de)剪(jian)切(qie)强(qiang)度(du)，成为(wei)“牺牲品”。初始(shi)层可以通(tong)过(guo)(guo)使润滑(hua)剂的(de)较(jiao)弱分子(zi)键与(yu)金(jin)属(shu)(shu)和金(jin)属(shu)(shu)间粗糙边界(jie)条(tiao)件作(zuo)用(yong)产生(sheng)强(qiang)键的(de)力释放(fang)，从而减轻(qing)摩(mo)擦(ca)。低剪(jian)切(qie)强(qiang)度(du)薄膜(mo)的(de)形(xing)成也受基本(ben)原料(liao)的(de)类型和机械表(biao)面冶金(jin)的(de)影响。

三种类型的润滑油添(tian)加剂有助(zhu)于减(jian)少摩擦和控制磨损，它们分别(bie)是摩擦改(gai)进剂、抗磨添(tian)加剂和极压添(tian)加剂。

摩擦改进剂

极(ji)性化合物如(ru)添(tian)加到基(ji)础油中的脂(zhi)肪(fang)酸(suan)，通(tong)过形成皂膜，在低滑动速(su)度下减少摩擦。它们通(tong)常用(yong)(yong)于对燃油经济性有要(yao)求的部件，以减少低速(su)时的摩擦和粘(zhan)滑，如(ru)在发(fa)动机(ji)或变(bian)速(su)器(qi)中使(shi)用(yong)(yong)。它们有抗磨添(tian)加剂(ji)的作用(yong)(yong)，但在轻(qing)负(fu)荷时比抗磨剂(ji)更(geng)有效(xiao)，并(bing)且不要(yao)求高温(wen)条件。然而，当金属(shu)表面对脂(zhi)肪(fang)酸(suan)反(fan)应(ying)更(geng)强生(sheng)成金属(shu)皂时，分解温(wen)度会(hui)更(geng)高。

抗磨添加剂

这些极性(xing)化(hua)(hua)合物通(tong)常是以硫(liu)或磷(lin)为主，如二烷基二硫(liu)代磷(lin)酸锌(xin)（ZDDP）类型的(de)添加剂(ji)，它们被(bei)研制成只在(zai)边界(jie)条(tiao)件下(xia)与金属表面发生化(hua)(hua)学(xue)反应(ying)。抗磨添加剂(ji)在(zai)更(geng)高的(de)温度(du)下(xia)却更(geng)有(you)效，高温下(xia)它们会(hui)变(bian)得更(geng)活跃并产生阻隔(ge)膜。ZDDP添加剂(ji)已被(bei)广泛(fan)用于(yu)磨损保护，也可作(zuo)为油中的(de)抗氧化(hua)(hua)剂(ji)。

极(ji)压添加剂（抗磨添加剂）

当表面(mian)温度(du)过(guo)高时，摩擦改(gai)进剂(ji)甚(shen)至抗磨添(tian)加剂(ji)的(de)(de)(de)作用(yong)都开始减弱(ruo)。极压添(tian)加剂(ji)也(ye)是(shi)以硫和(he)磷为主(zhu)，是(shi)高温条(tiao)件(jian)下最(zui)好的(de)(de)(de)选择。这些添(tian)加剂(ji)能(neng)形成(cheng)低(di)剪切强度(du)的(de)(de)(de)皂(zao)状薄膜与金属表面(mian)发(fa)生反应(ying)，并能(neng)承受相当高的(de)(de)(de)温度(du)。虽(sui)然(ran)这个反应(ying)有利于(yu)油膜的(de)(de)(de)生成(cheng)，但也(ye)有可(ke)能(neng)导致更多反应(ying)性金属的(de)(de)(de)化学腐(fu)蚀，所以需谨(jin)慎(shen)操作。

写在文后

当润滑(hua)不良或润滑(hua)不良的(de)机器表面(mian)滑(hua)动(dong)接(jie)触时，实际接(jie)触压(ya)力(li)点上的(de)物理(li)(li)分子相互作用(yong)是(shi)需要注意(yi)的(de)。在机器表面(mian)的(de)这(zhei)种分子作用(yong)下，边(bian)界条件会受(shou)到许(xu)多物理(li)(li)和化学(xue)原(yuan)理(li)(li)的(de)约束(shu)。当添加剂化合(he)物被选(xuan)择用(yong)于油膜强(qiang)度保(bao)护时，必须注意(yi)机器表面(mian)氧(yang)化、腐(fu)蚀(shi)、化学(xue)吸收和其它化学(xue)反应作用(yong)的(de)平衡。

金(jin)属表(biao)面上的(de)(de)(de)(de)这些摩(mo)(mo)擦和(he)(he)磨损控(kong)(kong)制添(tian)加剂膜(mo)降低(di)了接触点处的(de)(de)(de)(de)剪(jian)切强度(du)(du)。低(di)剪(jian)切强度(du)(du)膜(mo)在(zai)物理相(xiang)互作(zuo)用(yong)(yong)中(zhong)被“牺牲”，用(yong)(yong)以(yi)保护表(biao)面不受粘(zhan)着、磨粒和(he)(he)疲劳(lao)磨损的(de)(de)(de)(de)影响。这些亚微米薄(bo)膜(mo)随着它们更接近(jin)金(jin)属表(biao)面而具(ju)(ju)有(you)从液体到固体的(de)(de)(de)(de)特性。虽然基(ji)础油(you)是流体动力学和(he)(he)弹(dan)性流体动力润(run)滑用(yong)(yong)来保护机(ji)器表(biao)面的(de)(de)(de)(de)首选材料，但(dan)边(bian)界(jie)(jie)条(tiao)件依(yi)然存在(zai)。因此，为了不受边(bian)界(jie)(jie)条(tiao)件的(de)(de)(de)(de)限制，应(ying)使用(yong)(yong)合适的(de)(de)(de)(de)并具(ju)(ju)有(you)摩(mo)(mo)擦和(he)(he)磨损控(kong)(kong)制性能的(de)(de)(de)(de)添(tian)加剂配(pei)方来调和(he)(he)润(run)滑剂，才能在(zai)合理的(de)(de)(de)(de)限度(du)(du)范(fan)围内保证(zheng)与机(ji)械相(xiang)互作(zuo)用(yong)(yong)成(cheng)比例的(de)(de)(de)(de)油(you)膜(mo)强度(du)(du)。 

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