清净剂、分散剂与ZDDP复配对a-C薄膜摩擦学性能的影响

作者：张绍筠; 岳文^*; 王艳艳; 黄海鹏; 张广安

来源：中国表面工程, 2023, 36(06): 90-99.

• 类金刚石(DLC)薄膜
• 油润滑
• 二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)
• 摩擦
• 磨损

固-液复合润滑系统是获得高燃油经济性和高耐用性发动机系统的关键技术。极压抗磨剂二烷基二硫代磷酸锌(Zinc dialkyldithiophosphate,ZDDP)、清净剂高碱基磺酸钙(Over-base calcium sulfonate,OBCa Su)与分散剂聚异丁烯丁二酰亚胺(Polyisobutylene succinimide,PIBSI)作为配方润滑油中使用最广泛的三种润滑油添加剂，与常用发动机表面强化薄膜类金刚石(Diamond-like carbon,DLC)薄膜复配下摩擦学性能的相关研究仍较少。利用非平衡磁控溅射方法制备a-C薄膜，通过CSM摩擦磨损试验机评价ZDDP与OBCa Su(ZDDP+OBCa Su)、ZDDP与PIBSI(ZDDP+PIBSI)复配条件下a-C薄膜的摩擦学性能，并利用拉曼光谱、SEM和EDS能谱等手段分析摩擦化学反应，探究摩擦机理。结果表明，ZDDP、ZDDP+OBCa Su和ZDDP+PIBSI润滑三种润滑条件下，GCr15钢和a-C薄膜磨损表面形成含磷酸盐的摩擦反应膜，两者摩擦学性能随润滑剂的变化规律相似。ZDDP+OBCa Su复配润滑下，磨损表面形成的Ca3(PO4)2和Zn3(PO4)2复合摩擦反应膜可以提高GCr15钢和a-C薄膜的抗磨损性能。ZDDP+PIBSI复配润滑下，GCr15钢和a-C薄膜摩擦学性能下降。通过对比研究传统润滑油添加剂在GCr15钢和a-C薄膜表面的摩擦学行为和摩擦化学反应机理，为a-C薄膜在发动机系统中应用以及研发适配a-C薄膜的润滑油配方提供数据支持和理论指导。

• 单位
  中国地质大学（北京）; 中国科学院兰州化学物理研究所; 中国石化润滑油有限公司