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深坑!抗磨试验机测试的不是“抗磨”能力

2016-07-28 03:29:42 长增润滑油【官网】 阅读

  上面图里的设备叫抗磨试验机,相信从事润滑油和添加剂行业的朋友们都不陌生,经常会用到这种设备演示产品的抗磨效果,对比各品牌机油或者添加剂产品能在压上多少块砝码以后不发生卡死。

  上图的这种磨块和滚轮结构,是模拟老式的flat tappet cam结构

  可实际上,这种设备演示的不是产品的抗磨效果,而是极压能力。

  这种设备正式名称英文叫 portable timken OK load tester, 便携式timken OK 负荷测试机,是一种定性分析设备,用于判断润滑脂或者润滑油中有没有极压添加剂以及其能力,由于没有精确测量能力,只能做定性分析。只有正式的,更复杂的OK负荷测试机才能用于精确定量分析。

  通常,当OK负荷测试结果大于35磅时,可以证明极压添加剂的存在,并且工作良好。跟抗磨性没有任何关系。

  该设备针对润滑脂和润滑油分别遵照ASTM D2509 and ASTM D2782 标准进行检测。曾经有人用护手霜进行这个OK测试,其结果比车用润滑油的测试数值还好。很显然,这个对比结果只能证明护手霜比车用润滑油的抗极压性能更好,不能证明护手霜比车用润滑油的抗磨性好。

  最常见的车用润滑油极压抗磨剂就是ZDDP,含锌,硫和磷。想要提高机油在这个设备上的测试获胜率,只需要保证ZDDP含量足够高就可以了。但是以前的文里面介绍过,ZDDP含量超过800ppm的时候,就达不到API SM标准。因此在这个测试上获胜的机油并不一定是最好的机油。因此也有很多机油界的同行说:

  “API SN的机油并不比APISL级别好,只是更环保”。部分原因就是因为API SL级别的机油可以含有1200 ppm的 ZDDP,比 SN级别允许含量多出50%,如在这个设备上进行“压死块数”对比测试,基本可以完胜 SN。

  在2000年前后,摩擦学学术界发现自己以前对摩擦的理解存在缺陷。以前对于机油中抗磨添加剂称为 anti-wear,最著名的就是ZDDP,后来发现其实ZDDP的主要作用是抗极压 EP。但行业内已经叫了那么多年,改不回来了。所以,后来研发的、真正的抗磨添加剂只能取个新名字 friction modifier,缩写 FM,中文直接翻译应该叫摩擦改进剂。

  极压剂的作用机理是形成一种软性金属补偿物,在两个需要摩擦的金属面之间牢牢附着,不让两个金属摩擦面直接接触。这种金属补偿物需要能够耐受极强的压力,才能不被摩擦副挤出。

  摩擦改进剂是目前摩擦学研究的重点,它的是一种带有极性头部、长尾巴的化学材料。极性头部可以吸附在金属摩擦面的表面上形成一层非常薄的膜,填平金属摩擦面之间的坑,使边界摩擦的摩擦系数降低。这种薄膜可以是多层结构,类似于一摞扑克牌。当摩擦发生时,这种极性材料会发生剥落,但仍然会吸附在其他位置的金属表面,继续起到降低摩擦的作用。

  用抗磨机测试摩擦改进剂时,是不能测试其最大“卡死块数”的,因为它并不具有很强的抗极压能力。由于这种便携式设备没有精确定量的条件,相对具有参考价值的测试是轻负荷状态下的磨斑尺寸对比。

  极压剂和摩擦改进剂基本都是热敏性的,温度上升以后才能正常发挥作用。所以可以理解为,当两个摩擦副表面根本没有接触,不产生摩擦热量时,这两种添加剂都不能发挥作用。通常情况下,温度越高,效果越好。但当温度超过一定极限时,都会发生分解,失去作用。