微點(diǎn)蝕及其添加劑對(duì)微點(diǎn)蝕的作用

來(lái)源：潤(rùn)滑油與添加劑技術(shù)前沿

微點(diǎn)蝕是一種新型的疲勞損傷形式，通常發(fā)生在齒輪、滾動(dòng)軸承等這一類(lèi)高接觸應(yīng)力的應(yīng)用中。近些年來(lái)，隨著風(fēng)力發(fā)電、造船及航空航天等行業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)齒輪的耐久性提出了新的要求，由此也引發(fā)了對(duì)低速重載齒輪傳動(dòng)中微點(diǎn)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(diǎn)蝕產(chǎn)生。

微點(diǎn)蝕作為一種表面疲勞破壞，可對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)造成不良影響。之前人們一直認(rèn)為微點(diǎn)蝕現(xiàn)象是無(wú)害的，只是齒輪運(yùn)行一段時(shí)間后齒面產(chǎn)生的一些“灰斑”而已。事實(shí)上，一系列工業(yè)齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)失效實(shí)例表明：微點(diǎn)蝕是一種齒輪失效形式，它可影響齒輪傳動(dòng)精度，造成嚙合副噪音增加，振動(dòng)加劇進(jìn)而影響齒輪壽命。

尤其是近些年來(lái)，隨著風(fēng)力發(fā)電、造船及航空航天等行業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)齒輪的耐久性提出了新的要求，由此也引發(fā)了對(duì)低速重載齒輪傳動(dòng)中微點(diǎn)蝕現(xiàn)象的重視。AGMA（美國(guó)齒輪制造商協(xié)會(huì)）、NREL（美國(guó)可再生能源實(shí)驗(yàn)室）、BGA（英國(guó)齒輪協(xié)會(huì)）、FVA（德國(guó)傳動(dòng)工程學(xué)會(huì)）等機(jī)構(gòu)相繼從運(yùn)動(dòng)學(xué)、表面處理、金相學(xué)及潤(rùn)滑油品等幾個(gè)方面進(jìn)行了一系列相關(guān)的專(zhuān)題研究，取得了一定進(jìn)展。在我國(guó)，這一問(wèn)題也越來(lái)越受到研究者的重視。

一般認(rèn)為：加工精度越高，齒面潤(rùn)滑油膜越厚的齒輪副越不易產(chǎn)生微點(diǎn)蝕。故而抑制微點(diǎn)蝕，可使用表面極其平滑或“超精加工”的齒輪以及改變?cè)O(shè)備的工作條件或選擇專(zhuān)用于抗微點(diǎn)蝕的潤(rùn)滑油。一般情況下，超精加工的變速箱部件僅用于較為關(guān)鍵、精密的工業(yè)生產(chǎn)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(rùn)滑油抗微點(diǎn)蝕性能的，則是一個(gè)實(shí)效的解決方法。

添加劑對(duì)微點(diǎn)蝕的作用

對(duì)于低速重載工況下運(yùn)行的齒輪，齒根處滑動(dòng)速度高，往往會(huì)出現(xiàn)彈性流體動(dòng)壓潤(rùn)滑和邊界潤(rùn)滑同時(shí)存在的混合潤(rùn)滑狀態(tài)。極壓抗磨添加劑的加入能與金屬表面起化學(xué)反應(yīng)生成化學(xué)反應(yīng)膜，起潤(rùn)滑作用，防止齒面擦傷，膠合。但若干試驗(yàn)表明：齒輪油中的極壓抗磨添加劑對(duì)油品抗微點(diǎn)蝕能力的影響十分復(fù)雜。

英國(guó)倫敦帝國(guó)大學(xué)的Olver等在MPR試驗(yàn)機(jī)上研究了基礎(chǔ)油PAO及添加了極壓抗磨劑，極壓抗磨劑與摩擦改進(jìn)劑復(fù)合劑等油品的抗微點(diǎn)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(guān)尖峰無(wú)法磨損衰減，并在其之間形成持續(xù)的局部高壓，進(jìn)而使表面出現(xiàn)裂紋和疲勞磨損，促進(jìn)了微點(diǎn)蝕；而加入摩擦改進(jìn)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(lái)的微點(diǎn)蝕磨損。

另有學(xué)者指出邊界潤(rùn)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(xué)腐蝕，使表面出現(xiàn)腐蝕磨損和疲勞失效，進(jìn)而產(chǎn)生應(yīng)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(yīng)，可在金屬表面出現(xiàn)沉積物并發(fā)生金屬腐蝕，從而對(duì)齒面抗微點(diǎn)蝕能力產(chǎn)生不利影響。

另外應(yīng)提高潤(rùn)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(yīng)在選擇合成潤(rùn)滑油，精選添加劑，找到各種添加劑性能的Z佳平衡點(diǎn)。

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