D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1996.06.018 第18卷第6期 北京科技大学学报 Vol.18 No.6 1996年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.1996 钢表面氧氮处理层对硫化烯烃润滑的作用* 马雁声山顾正秋”吴荫顺)刘家浚2) )北京科技大学表面科学与腐蚀工程系，北京1000832)清华大学机械工程系 摘要利用球一盘试验机研究了40C钢表面氧氮处理层对添加剂硫化烯烃作用效果的影响，并 利用多种表面分析仪器分析了其机理，结果表明，由于氧氨处理表面的氧化膜可促进化学反应膜 FS的生成，加上该氧化膜本身的作用，使其摩擦表面上由FeS和氧化铁组成的边界润滑膜更厚 且结构更致密，导致硫化烯烃与氧氮处理表面的配合具有更好的抗擦伤和抗磨效果， 关键词氧化处理层，硫化烯烃，摩擦磨损 中图分类号TH117 硫化烯烃(SO)是一种典型的极压添加剂，对于钢铁材料的摩擦副，SO能在摩擦表反 应生成FS膜，主要起抗擦伤作用川，许多研究结果表明，氧在边界润滑中起着重要作 用(2】.Godfrey!)指出，润滑剂中加人硫系添加剂时，所形成的表面润滑膜是由氧化铁和硫化 铁组成的.Murakami等[发现，先利用不含添加剂的润滑剂进行试验，使摩擦表面上生成一 层氧化膜，然后再利用含有硫系添加剂的润滑剂进行试验，可以取得更好的减摩及抗擦伤的 效果，本文主要研究当摩擦副表面有一层氧化处理膜时，对硫化烯烃润滑效果和机理的影响， 以进一步揭示氧化膜的作用机理. 1试验 摩擦磨损试验在球一盘试验机上进行.球试样材料为GC15钢，硬度为770HV,表面粗 糙度R,为0.025μm.盘试样材料为40Cr钢，硬度为290HV,R,为0.41μm.氧氮处理盘(ON) 试样的表面为一层Fe,O,膜，下面为渗氮层，R,为0.42μm,氧化膜及氮化合物层的厚度分别 为7.6μm及7.5μm,硬度分别为453HV及481HV.基础润滑油为液体石蜡(LP),硫化烯烃 (SO)的加人量为润滑油中含硫元素质量的1.7%.试验在室温大气环境中进行.试验时摩擦副 处于边界润滑状态)，盘试样的氧氮处理方法和试验分析方法见文献[6，刀]中所述. 2试验结果 试验结果示于表1.对于40Cr钢盘，润滑剂中加入S0时，承载能力提高了1.44kN,但摩 擦因数略有增大.对于氧氨处理盘(ON),仅由基础润滑油LP润滑时，承载能力明显高于40C 1996-04-10收稿第一作者男34岁博士后 ◆请华大学摩擦国家重点实验室基金资助项目第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 。 钢表面氧氮处理层对硫化烯烃润 滑 的作用 马雁 声 ‘ 顾正秋 吴 荫顺 ’ 刘 家浚 北京科技 大 学表 面科 学 与腐蚀工 程 系 ， 北京 清华大学机械工程系 摘要 利 用 球 一 盘试验机研究 了 钢表 面 氧氮处理层对添加剂硫化烯烃作用 效果的影 响 ， 并 利 用多种 表 面分 析仪器 分析 了其机理 结果表 明 ， 由于 氧氮处理表面 的氧化膜可促进化学反应膜 的生 成 ， 加 上 该 氧 化膜本身 的作 用 ， 使其摩擦表 面上 由 和 氧化铁组成 的边 界 润 滑膜更厚 且结构更致密 ， 导致硫化烯烃 与氧氮处理表面 的配合具有更好的抗擦伤和抗磨效果 关键词 氧化处理层 ， 硫化烯烃 ， 摩擦磨损 中图分类号 硫 化烯 烃 是 一 种 典 型 的极 压 添加 剂 对于 钢 铁材 料 的摩 擦 副 ， 能在 摩擦 表 面 反 应 生 成 膜 ， 主 要 起 抗 擦 伤 作 用 许 多 研 究 结 果 表 明 ， 氧 在 边 界 润 滑 中 起 着 重 要 作 用〔 指 出 ， 润 滑 剂 中加 人硫 系 添 加 剂 时 ， 所 形 成 的表 面 润 滑 膜 是 由氧 化 铁 和 硫 化 铁组 成 的 等 发 现 ， 先 利 用 不 含 添 加 剂 的润 滑 剂 进 行 试 验 ， 使 摩 擦 表 面 上 生 成 一 层 氧 化膜 ， 然后 再利 用含 有硫 系 添 加剂 的润 滑 剂进行 试验 ， 可 以 取 得 更 好 的减 摩 及 抗 擦 伤 的 效果 本文 主要 研究 当摩 擦 副表 面有 一层 氧 化处理 膜 时 ， 对硫 化烯烃 润 滑效果 和 机理 的影 响 ， 以进一 步揭示 氧化膜 的作用机理 试验 摩 擦磨 损 试 验 在 球一盘 试 验 机 上 进 行 球 试 样 材 料 为 巧 钢 ， 硬 度 为 ， 表 面 粗 糙度 ， 为 · · 盘 试样材料 为 钢 ， 硬度 为 ， ，为 · 氧 氮处理 盘 试样 的表 面 为 一 层 膜 ， 下 面 为 渗氮层 ， ， 为 ， 氧 化 膜 及 氮 化合 物层 的厚度 分 别 为 协 及 协 ， 硬 度 分 别 为 及 基 础 润 滑 油 为液 体石 蜡 ， 硫 化 烯 烃 的加 人 量 为 润 滑油 中含 硫元 素质量 的 试验 在 室 温 大 气环 境 中进 行 试验 时摩擦 副 处于边 界 润 滑状态 盘试样 的氧氮处理 方法 和 试验分析方法 见 文献 ， 中所 述 试验结果 试验结果 示 于 表 对于 钢 盘 ， 润 滑 剂 中加人 时 ， 承 载能力提 高 了 ， 但摩 擦 因数 略有 增 大 对于 氧 氮处理 盘 ， 仅 由基 础 润 滑油 润 滑 时 ， 承 载 能力 明显高 于 一 收稿 第一作者 男 岁 博 士 后 清 华大学摩擦 国家重 点 实验室 基金 资助 项 目 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1996．06．018