润滑油抗磨性和极压性检测

1、基本概念

润滑油的抗磨性和极压性是衡量润滑油润滑性能的重要指标。抗磨性是指润滑油在轻负荷和中等负荷条件下，能在摩擦副表面形成润滑油薄膜以抵抗摩擦副表面磨损的能力。极压性是指润滑油在低速高负荷或者高速冲击负荷条件下，抵抗摩擦副表面发生烧结、擦伤的能力。评定润滑油抗磨性和极压性的试验方法很多，本文从油液监测的实际情况出发，只介绍应用面最为广泛的“四球法”。下面是“四球法”测定润滑油抗磨性和极压性的主要检测指标。

1）最大无卡咬负荷 PB 值，即在试验条件下钢球不发生卡咬的最高负荷。它表征油膜强度。

2）烧结负荷 PD 值，即在试验条件下使钢球发生烧结的最低负荷。它表征润滑油的极限工作能力。

3）综合磨损值 ZMZ，是润滑油在所加负荷下使磨损减少到最小的抗极压能力的一个指数，它等于若干次校正负荷的算术平均值。

4）磨斑直径如下图所示：

是指润滑油在负荷为 392N、时间为 60min 的长磨条件下，钢球表面的磨损斑痕的直径，用来评价润滑油的抗磨能力。

2、试验方法和分析仪器

在四球极压试验机中三个直径为 12.7mm 的钢球被夹紧在一起，装于油盒中，并以试验油浸没。另一个同直径的钢球安装在主轴上，并以不同的转速及负荷向上述三个固定的钢球施加负荷。

在试验过程中，四个钢球的接触点都被浸没在润滑油中。通过测定每次试验后钢球表面的磨痕直径来求出代表润滑油抗磨极压性能的有关指标。PB、PD.ZNZ 的测定方法分别有 GB/T 3142「主轴转速为(1450+50)r/min]、GB/T 12583 和 ASTM D2783 [主轴转速为（1760±40）r/min],磨斑直径的测定方法有SH/T 0189。

试验装置主要由四球极压试验机、显微镜和计时器等组成。四球机主轴转速按所选用的试验方法来确定，应满足试验条件的上限要求，负荷范围为 60~8000N。四球机应有刚性耐振结构，四球机上弹簧夹头中的钢球径向圆跳动不应大于 0.02mm。显微镜装有测微尺，读数精度为 0.01mm。秒表精度为 0.1%。钢球为用优质铬合金轴承钢 CCrI5A 制造的、直径为12.7mm、硬度为 64HRC 的四球机专用试验钢球。

3、检测目的

(1）对润滑油抗磨性能的评定润滑油在使用过程中时常会因新油的品质以及使用过程的劣化而使油品的抗磨性能变差，导致设备润滑部件的异常磨损。在开展设备润滑磨损状态监测过程中，有必要对新油和在用油的抗磨性能进行不定期的抽查，以确保润滑油品的抗磨性。对于润滑油抗磨性能测试的方法很多，但四球法是最简单和实用的方法。例如对于抗磨液压油的抗磨性能的测定，标准做法往往推荐采用威克斯泵的磨损失重方法。但该方法试验复杂，试验仪器和检测费用也很昂贵，难以在油液监测工作中普及。而采用四球法的各项指标已能较好地反映抗磨液压油的抗磨性能，而且检测费用也很便宜。同样，发动机油、齿轮油等的抗磨性能都可以用四球法来做出简单而实用的评定。

(2）对润滑油极压性能的评定现代设备负荷的增高和工作环境的恶劣，使许多设备特别是那些低速重载的摩擦副表面间难以形成完整连续的抗磨润滑油膜。在这种条件下，全凭润滑油中的极压抗磨添加剂与金属起化学反应、在摩擦副表面生成剪切应力和熔点都比原金属要低的极压固体润滑膜来防止摩擦副表面相互烧结磨损。例如重负荷的工业齿轮油、车辆齿轮油等对其极压抗磨性能都有较高的要求。若极压性能不好，则在高负荷、冲击负荷的作用下，润滑油很难起到良好的抗磨作用，加速摩擦副的异常磨损。因此，对有极压性能要求的润滑油必须进行极压性能检测。四球法的 PD 值检测是评价润滑油极压性能最简单且最实用的方法之一。

（金属加工液之家）

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