郑生宏，许 丽

（长庆油田公司设备管理处，陕西西安 710018）

0 引言

在齿轮油实际调配过程中，根据齿轮油的工作条件和特点，需要选择实现不同功能的添加剂，当满足各单项功能的各种添加剂加入基础油以后，由于添加剂之间的化学成份不同，有可能会出现相互排斥或者发生物理反应，使原有的添加剂功能作用程度发生变化，为了满足齿轮油在抗磨性能和抗氧抗腐性能上的要求，课题组选用了 T203，T706，L135，L57 几种添加剂，进行了各单剂在基础油中的最佳加量确定，并为确保各种添加剂加入基础油以后各项功能不降低，将各添加剂依据正交试验设计进行了复配试验，确定了上述几种添加剂之间的适宜加量比例[1]。

1 基础油及添加剂

（1）基础油。韩国双龙200N，克拉玛依石化150BS和中国台湾500N加氢基础油，不同比例调和后指标：100℃运动黏度为 14.3（mm·s-1），黏度指数 134，闪点 254 ℃，倾点-15 ℃。

（2）添加剂。抗氧抗腐剂二烷基二硫代磷酸锌T203，抗腐剂苯骈三氮唑T706，抗氧化剂烷基二苯胺L135，L57。将L135与L57按1∶1复合构成复合抗氧化剂L，该两种抗氧化剂有抗氧化协同增效作用[2][3][4]。

2 试验方法

（1）抗磨性。采用四球机对所选用的添加剂进行抗磨性试验，按照GB/T 3142—1992方法验证各单剂对基础油抗磨性的影响，再对不同添加剂配合后进行最优化试验，选择最佳的配合方案。

（2）试验设备。MR-S10型四球试验机（济南试金集团），长磨试验载荷为392 N，持续时间30 min。

（3）抗磨性评价指标。磨斑直径WSD，极压性评价指标考虑最大无卡咬负荷PB值。

（4）抗氧抗腐性能。将试验油样在160℃下加热12 h，用傅立叶变换红外光谱仪测定氧化后油品黏度变化率（GB/T 265—1988）、氧化值和硝化值，试验仪器WQF-510傅立叶变换红外光谱仪测定。其中氧化值、硝化值是指对氧化后的油样进行红外光谱检测，采集该油样的吸光度Abs（Absorbance，吸光度），由于氧化生成酸类等含有羰基（C=O）的氧化物，其在1700 cm-1波段处会通过吸光度最大值指示氧化物特征，在1630 cm-1处的吸光度最大值指示硝化物特征。将所测的特征峰值分别与0.1 mm油膜厚度的比值即为油品氧化值和硝化值，氧化值、硝化值越小越好。最后，结合抗磨性和抗氧抗腐性试验结果，进行数据标准化后综合评分，确定这几种添加剂的最佳配比。

2.1 试验结果与讨论

2.1.1 各添加剂单剂试验

（1）T203，L添加剂抗氧抗硝化试验。如图1所示，随着T203加量的增加，≤1.0%加量，氧化值吸光度值约下降至0.75，硝化值吸光度值约下降至1，加量＞1%以后，氧化硝化值有缓慢上升，说明油品在高温条件下发生氧化，添加剂对氧化程度有延缓和降低作用，随着加量加大，氧化和硝化基团在T203加入情况下有所降低，T203较合适的加量区间在 1%～1.5%。图2中所示，氧化硝化值随L135与L57的复合剂加量的增加逐渐下降，加量达0.8%时，下降至最小值，后期有所上升，可见L135与L57的复合剂的加量在0.8%时效果最佳，加量增大后氧化、硝化吸光度值有所提高，反映出抗氧化剂并不是越多越好。

图1 T203的氧化和硝化吸光度值

图2 L的氧化和硝化吸光度值

（2）黏度变化率。如图3和图4所示，随着T203，L加量的增加，油品黏度变化率均不断下降，对于同一基础油，T203和L抗氧化效果相当，加量大于0.5%时，同等加量下，两者效果接近。结合氧化硝化值的变化趋势和添加剂适宜加量，最终确定T230和L剂的适宜加量范围分别是1%～1.5%和0.5%～1.5%。

2.1.2 T706和T203添加剂的抗磨性试验

如图5和图6所示，随着T706，T203加量的增大，磨斑直径均有所减小，但T203相对应的磨斑直径下降更多，T203加量达到1%时，磨斑直径基本变化不大。同时，由于T706在润滑油中溶解性差，需要用乙醇溶解后加入，所以满足功能的条件下，T706尽量少加，确定的适宜加量范围，T706：0.4% ～0.8% ，T203：1%～1.5%。根据以上试验，最终确定各单剂的最佳加量范围，T203：1%～1.5%；T706：0.4%～0.8%；L：0.6%～1%。

图3 T203的加量和黏度变化率的关系

图4 L的加量和黏度变化率的关系

图5 T706的加量对抗磨性影响

图6 T203的加量对抗磨性影响

2.2 不同添加剂的复配试验

（1）抗氧抗腐剂在基础油中的正交试验设计[5]

正交试验能够有效地减少试验次数，采用正交实验表头设计实验简单可靠，将T203，T706和L添加剂看作3种因子，将各剂的适宜加量区间作为水平，按照 L8（27）正交试验表格设计，如表1。

（2）数据处理

试验结果如表3所示。

从试验结果来看，第3组和第8组的试验结果较小而且较为接近，说明3组和8组的配比展现出较好的试验效果，Pb值总体上升，磨斑值减小，其中第3组配比T203∶L∶T706=5∶5∶2；8 组的配比为 T203∶L∶T706=15∶10∶8，从总体来看，3组的加量小并且能够表现出较高的性能，所以选择3组的配比。

表1 复配的水平安排

表2 各添加剂复配方案

表3 试验结果及其标准化

3 结论

根据齿轮油的工作要求，选用相应添加剂进行感受性试验，试验结果表明，T203，T706，L135及L57之间复配后，能够较好提高油品的抗氧化性和抗磨性能，它们之间的适宜配比T203∶L（L57∶T706=1∶1）∶T706=5∶5∶2。

［1］糜莉萍，伏喜胜，续景.80W/90重型车驱动桥车辆齿轮油的性能特点及其应用［J］.润滑油.2008（4）：38-42.

［2］刘菲菲，刘利，何国成等.添加剂对工业齿轮油性能影响的研究［J］.润滑油.2006（8）：39-42.

［3］张顶天，刘静，杨景培等.新型车辆齿轮油复合添加剂的应用［J］.合成润滑材料.2005.32（1）：19-21.

［4］郑发中，谢凤.润滑剂性质与应用［M］.中国石化出版社.2006.8:25-27.

［5］夏之宁，谌其亭，穆小静等.正交设计与均匀设计的初步比较［J］.重庆大学学报.1999：112-117.