鄭生宏，許 麗

（長慶油田公司設(shè)備管理處，陜西西安 710018）

0 引言

在齒輪油實際調(diào)配過程中，根據(jù)齒輪油的工作條件和特點，需要選擇實現(xiàn)不同功能的添加劑，當滿足各單項功能的各種添加劑加入基礎(chǔ)油以后，由于添加劑之間的化學成份不同，有可能會出現(xiàn)相互排斥或者發(fā)生物理反應，使原有的添加劑功能作用程度發(fā)生變化，為了滿足齒輪油在抗磨性能和抗氧抗腐性能上的要求，課題組選用了 T203，T706，L135，L57 幾種添加劑，進行了各單劑在基礎(chǔ)油中的最佳加量確定，并為確保各種添加劑加入基礎(chǔ)油以后各項功能不降低，將各添加劑依據(jù)正交試驗設(shè)計進行了復配試驗，確定了上述幾種添加劑之間的適宜加量比例[1]。

1 基礎(chǔ)油及添加劑

（1）基礎(chǔ)油。韓國雙龍200N，克拉瑪依石化150BS和中國臺灣500N加氫基礎(chǔ)油，不同比例調(diào)和后指標：100℃運動黏度為 14.3（mm·s-1），黏度指數(shù) 134，閃點 254 ℃，傾點-15 ℃。

（2）添加劑?？寡蹩垢瘎┒榛虼姿徜\T203，抗腐劑苯駢三氮唑T706，抗氧化劑烷基二苯胺L135，L57。將L135與L57按1∶1復合構(gòu)成復合抗氧化劑L，該兩種抗氧化劑有抗氧化協(xié)同增效作用[2][3][4]。

2 試驗方法

（1）抗磨性。采用四球機對所選用的添加劑進行抗磨性試驗，按照GB/T 3142—1992方法驗證各單劑對基礎(chǔ)油抗磨性的影響，再對不同添加劑配合后進行最優(yōu)化試驗，選擇最佳的配合方案。

（2）試驗設(shè)備。MR-S10型四球試驗機（濟南試金集團），長磨試驗載荷為392 N，持續(xù)時間30 min。

（3）抗磨性評價指標。磨斑直徑WSD，極壓性評價指標考慮最大無卡咬負荷PB值。

（4）抗氧抗腐性能。將試驗油樣在160℃下加熱12 h，用傅立葉變換紅外光譜儀測定氧化后油品黏度變化率（GB/T 265—1988）、氧化值和硝化值，試驗儀器WQF-510傅立葉變換紅外光譜儀測定。其中氧化值、硝化值是指對氧化后的油樣進行紅外光譜檢測，采集該油樣的吸光度Abs（Absorbance，吸光度），由于氧化生成酸類等含有羰基（C=O）的氧化物，其在1700 cm-1波段處會通過吸光度最大值指示氧化物特征，在1630 cm-1處的吸光度最大值指示硝化物特征。將所測的特征峰值分別與0.1 mm油膜厚度的比值即為油品氧化值和硝化值，氧化值、硝化值越小越好。最后，結(jié)合抗磨性和抗氧抗腐性試驗結(jié)果，進行數(shù)據(jù)標準化后綜合評分，確定這幾種添加劑的最佳配比。

2.1 試驗結(jié)果與討論

2.1.1 各添加劑單劑試驗

（1）T203，L添加劑抗氧抗硝化試驗。如圖1所示，隨著T203加量的增加，≤1.0%加量，氧化值吸光度值約下降至0.75，硝化值吸光度值約下降至1，加量＞1%以后，氧化硝化值有緩慢上升，說明油品在高溫條件下發(fā)生氧化，添加劑對氧化程度有延緩和降低作用，隨著加量加大，氧化和硝化基團在T203加入情況下有所降低，T203較合適的加量區(qū)間在 1%～1.5%。圖2中所示，氧化硝化值隨L135與L57的復合劑加量的增加逐漸下降，加量達0.8%時，下降至最小值，后期有所上升，可見L135與L57的復合劑的加量在0.8%時效果最佳，加量增大后氧化、硝化吸光度值有所提高，反映出抗氧化劑并不是越多越好。

圖1 T203的氧化和硝化吸光度值

圖2 L的氧化和硝化吸光度值

（2）黏度變化率。如圖3和圖4所示，隨著T203，L加量的增加，油品黏度變化率均不斷下降，對于同一基礎(chǔ)油，T203和L抗氧化效果相當，加量大于0.5%時，同等加量下，兩者效果接近。結(jié)合氧化硝化值的變化趨勢和添加劑適宜加量，最終確定T230和L劑的適宜加量范圍分別是1%～1.5%和0.5%～1.5%。

2.1.2 T706和T203添加劑的抗磨性試驗

如圖5和圖6所示，隨著T706，T203加量的增大，磨斑直徑均有所減小，但T203相對應的磨斑直徑下降更多，T203加量達到1%時，磨斑直徑基本變化不大。同時，由于T706在潤滑油中溶解性差，需要用乙醇溶解后加入，所以滿足功能的條件下，T706盡量少加，確定的適宜加量范圍，T706：0.4% ～0.8% ，T203：1%～1.5%。根據(jù)以上試驗，最終確定各單劑的最佳加量范圍，T203：1%～1.5%；T706：0.4%～0.8%；L：0.6%～1%。

圖3 T203的加量和黏度變化率的關(guān)系

圖4 L的加量和黏度變化率的關(guān)系

圖5 T706的加量對抗磨性影響

圖6 T203的加量對抗磨性影響

2.2 不同添加劑的復配試驗

（1）抗氧抗腐劑在基礎(chǔ)油中的正交試驗設(shè)計[5]

正交試驗能夠有效地減少試驗次數(shù)，采用正交實驗表頭設(shè)計實驗簡單可靠，將T203，T706和L添加劑看作3種因子，將各劑的適宜加量區(qū)間作為水平，按照 L8（27）正交試驗表格設(shè)計，如表1。

（2）數(shù)據(jù)處理

試驗結(jié)果如表3所示。

從試驗結(jié)果來看，第3組和第8組的試驗結(jié)果較小而且較為接近，說明3組和8組的配比展現(xiàn)出較好的試驗效果，Pb值總體上升，磨斑值減小，其中第3組配比T203∶L∶T706=5∶5∶2；8 組的配比為 T203∶L∶T706=15∶10∶8，從總體來看，3組的加量小并且能夠表現(xiàn)出較高的性能，所以選擇3組的配比。

表1 復配的水平安排

表2 各添加劑復配方案

表3 試驗結(jié)果及其標準化

3 結(jié)論

根據(jù)齒輪油的工作要求，選用相應添加劑進行感受性試驗，試驗結(jié)果表明，T203，T706，L135及L57之間復配后，能夠較好提高油品的抗氧化性和抗磨性能，它們之間的適宜配比T203∶L（L57∶T706=1∶1）∶T706=5∶5∶2。

［1］糜莉萍，伏喜勝，續(xù)景.80W/90重型車驅(qū)動橋車輛齒輪油的性能特點及其應用［J］.潤滑油.2008（4）：38-42.

［2］劉菲菲，劉利，何國成等.添加劑對工業(yè)齒輪油性能影響的研究［J］.潤滑油.2006（8）：39-42.

［3］張頂天，劉靜，楊景培等.新型車輛齒輪油復合添加劑的應用［J］.合成潤滑材料.2005.32（1）：19-21.

［4］鄭發(fā)中，謝鳳.潤滑劑性質(zhì)與應用［M］.中國石化出版社.2006.8:25-27.

［5］夏之寧，諶其亭，穆小靜等.正交設(shè)計與均勻設(shè)計的初步比較［J］.重慶大學學報.1999：112-117.