微點蝕及其添加劑對微點蝕的作用

來源：潤滑油與添加劑技術前沿

微點蝕是一種新型的疲勞損傷形式，通常發(fā)生在齒輪、滾動軸承等這一類高接觸應力的應用中。近些年來，隨著風力發(fā)電、造船及航空航天等行業(yè)的迅速發(fā)展，對齒輪的耐久性提出了新的要求，由此也引發(fā)了對低速重載齒輪傳動中微點蝕現(xiàn)象的重視。在相互接觸表面能形成較厚油膜，且能降低表面摩擦系數(shù)的齒輪油可抑制表面微點蝕產生。

微點蝕作為一種表面疲勞破壞，可對傳動機構造成不良影響。之前人們一直認為微點蝕現(xiàn)象是無害的，只是齒輪運行一段時間后齒面產生的一些“灰斑”而已。事實上，一系列工業(yè)齒輪運轉失效實例表明：微點蝕是一種齒輪失效形式，它可影響齒輪傳動精度，造成嚙合副噪音增加，振動加劇進而影響齒輪壽命。

尤其是近些年來，隨著風力發(fā)電、造船及航空航天等行業(yè)的迅速發(fā)展，對齒輪的耐久性提出了新的要求，由此也引發(fā)了對低速重載齒輪傳動中微點蝕現(xiàn)象的重視。AGMA（美國齒輪制造商協(xié)會）、NREL（美國可再生能源實驗室）、BGA（英國齒輪協(xié)會）、FVA（德國傳動工程學會）等機構相繼從運動學、表面處理、金相學及潤滑油品等幾個方面進行了一系列相關的專題研究，取得了一定進展。在我國，這一問題也越來越受到研究者的重視。

一般認為：加工精度越高，齒面潤滑油膜越厚的齒輪副越不易產生微點蝕。故而抑制微點蝕，可使用表面極其平滑或“超精加工”的齒輪以及改變設備的工作條件或選擇專用于抗微點蝕的潤滑油。一般情況下，超精加工的變速箱部件僅用于較為關鍵、精密的工業(yè)生產中，改變工作條件常常是不可能的，但是將注意力集中在提高潤滑油抗微點蝕性能的，則是一個實效的解決方法。

添加劑對微點蝕的作用

對于低速重載工況下運行的齒輪，齒根處滑動速度高，往往會出現(xiàn)彈性流體動壓潤滑和邊界潤滑同時存在的混合潤滑狀態(tài)。極壓抗磨添加劑的加入能與金屬表面起化學反應生成化學反應膜，起潤滑作用，防止齒面擦傷，膠合。但若干試驗表明：齒輪油中的極壓抗磨添加劑對油品抗微點蝕能力的影響十分復雜。

英國倫敦帝國大學的Olver等在MPR試驗機上研究了基礎油PAO及添加了極壓抗磨劑，極壓抗磨劑與摩擦改進劑復合劑等油品的抗微點蝕性能。研究表明：極壓抗磨添加劑如ZDDP（二烷基二硫代磷酸鋅）的加入抑制了粗糙表面間在跑和階段的磨損，使摩擦表面微觀尖峰無法磨損衰減，并在其之間形成持續(xù)的局部高壓，進而使表面出現(xiàn)裂紋和疲勞磨損，促進了微點蝕；而加入摩擦改進劑MoDTC（molybdenum dialkyl dithoicarbamate），能在粗糙表面尖峰頂部形成MoS2沉積物，從一定程度上抑制了由于極壓抗磨添加劑的加入帶來的微點蝕磨損。

另有學者指出邊界潤滑狀態(tài)下含S、P的極壓抗磨添加劑和金屬表面發(fā)生化學腐蝕，使表面出現(xiàn)腐蝕磨損和疲勞失效，進而產生應力腐蝕裂紋。此外，隨著溫度的增加，極壓抗磨添加劑可與防銹劑發(fā)生反應，可在金屬表面出現(xiàn)沉積物并發(fā)生金屬腐蝕，從而對齒面抗微點蝕能力產生不利影響。

另外應提高潤滑油的抗乳化性能，防止油膜失效，并保證優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性、抗泡沫特性。應在選擇合成潤滑油，精選添加劑，找到各種添加劑性能的Z佳平衡點。

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