上面圖里的設備叫抗磨試驗機,相信從事潤滑油和添加劑行業的朋友們都不陌生,經常會用到這種設備演示產品的抗磨效果,對比各品牌機油或者添加劑產品能在壓上多少塊砝碼以后不發生卡死。
上圖的這種磨塊和滾輪結構,是模擬老式的flat tappet cam結構(平面凸輪挺桿,以前的文中有介紹)
可實際上,這種設備演示的不是產品的抗磨效果,而是極壓能力。
這種設備正式名稱英文叫 portable timken OK load tester, 便攜式timken OK 負荷測試機,是一種定性分析設備,用于判斷潤滑脂或者潤滑油中有沒有極壓添加劑以及其能力,由于沒有精確測量能力,只能做定性分析。只有正式的,更復雜的OK負荷測試機才能用于精確定量分析。
通常,當OK負荷測試結果大于35磅(16公斤力或者155牛頓)時,可以證明極壓添加劑的存在,并且工作良好。跟抗磨性沒有任何關系。
該設備針對潤滑脂和潤滑油分別遵照ASTM D2509 and ASTM D2782 標準進行檢測。曾經有人用護手霜(類似潤滑脂)進行這個OK測試,其結果比車用潤滑油的測試數值還好。很顯然,這個對比結果只能證明護手霜比車用潤滑油的抗極壓性能更好,不能證明護手霜比車用潤滑油的抗磨性好。
最常見的車用潤滑油極壓抗磨劑就是ZDDP,含鋅,硫和磷。想要提高機油在這個設備上的測試獲勝率,只需要保證ZDDP含量足夠高就可以了。但是以前的文里面介紹過,ZDDP含量超過800ppm的時候,就達不到API SM標準。因此在這個測試上獲勝的機油并不一定是最好的機油。因此也有很多機油界的同行說:
“API SN的機油并不比APISL級別好,只是更環保”。部分原因就是因為API SL級別的機油可以含有1200 ppm的 ZDDP,比 SN級別允許含量多出50%,如在這個設備上進行“壓死塊數”對比測試,基本可以完勝 SN。
在2000年前后,摩擦學學術界發現自己以前對摩擦的理解存在缺陷。以前對于機油中抗磨添加劑稱為 anti-wear,最著名的就是ZDDP,后來發現其實ZDDP的主要作用是抗極壓 EP。但行業內已經叫了那么多年,改不回來了。所以,后來研發的、真正的抗磨添加劑只能取個新名字 friction modifier,縮寫 FM,中文直接翻譯應該叫摩擦改進劑。
極壓劑的作用機理是形成一種軟性金屬補償物,在兩個需要摩擦的金屬面之間牢牢附著,不讓兩個金屬摩擦面直接接觸。這種金屬補償物需要能夠耐受極強的壓力,才能不被摩擦副擠出。
摩擦改進劑是目前摩擦學研究的重點,它的是一種帶有極性頭部、長尾巴(象小蝌蚪)的化學材料。極性頭部可以吸附在金屬摩擦面的表面上形成一層非常薄的膜,填平金屬摩擦面之間的坑,使邊界摩擦的摩擦系數降低。這種薄膜可以是多層結構,類似于一摞撲克牌。當摩擦發生時,這種極性材料會發生剝落,但仍然會吸附在其他位置的金屬表面,繼續起到降低摩擦的作用。
用抗磨機測試摩擦改進劑時,是不能測試其最大“卡死塊數”的,因為它并不具有很強的抗極壓能力。由于這種便攜式設備沒有精確定量的條件,相對具有參考價值的測試是輕負荷狀態下的磨斑尺寸對比。
極壓劑和摩擦改進劑基本都是熱敏性的,溫度上升以后才能正常發揮作用。所以可以理解為,當兩個摩擦副表面根本沒有接觸,不產生摩擦熱量時,這兩種添加劑都不能發揮作用。通常情況下,溫度越高,效果越好。但當溫度超過一定極限時,都會發生分解,失去作用。
相關評論