邊界潤滑

簡介

邊界潤滑是一種重要的潤滑方式，當摩擦付在負荷增大、轉速加快或潤滑材料粘度減小的情況下，易產生邊界潤滑。這時，摩擦面上存在一層與介質性質不同的薄膜，厚度在0.1μm 以下，不能防止摩擦面微凸體的接觸，但有良好的潤滑性能，可減少摩擦面間的摩擦和磨損。

機理

表面吸附膜

潤滑油中所含的表面極性分子在范德華力的作用下吸附到表面上，成定向排列的單分子層或多分子層的吸附膜。除個別的粗糙峰點之外，吸附膜將兩摩擦表面隔開，提供了一個低剪下阻力的界面，因此摩擦係數降低並避免發生表面粘著。這種類型的潤滑機理得到了廣泛的套用，主要作用是減少摩擦中的粘著效應，適用於輕或中載荷、常溫或中溫的工況條件。當表面溫度較高時，將吸附膜脫附，隨之發生化學變化。

高粘性厚膜

在摩擦過程中，潤滑油中的一些組分相互發生化學作用，摩擦表面生成高粘性厚膜，厚度可達0.001一0.05μm，球形顆粒狀或連續的膜。由於這種膜的粘度高，在極低的滑動速度下即可出現液體動壓效應而具有承載能力。另外依靠范德華力的作用保證厚膜與固體表面結合。這種邊界膜可以減少粘著效應和犁溝效應，輕或中載荷、中溫條件下效果顯著。

薄膜及其拋光作用

潤滑油中的某些組分與金屬表面生成很薄的化學反應膜，其剪下強度低而形成易於滑動的界面，以具有抗粘著能力。此外在摩擦過程中，薄膜緩慢地磨去後生成新的薄膜，表面逐步拋光修平，因而也減輕犁溝效應。這種類型的邊界膜通常適用於中溫和中載荷的工作條件。

化學反應膜

高速重載的摩擦副在產生適當接觸溫度下，潤滑油中的極壓添加劑的硫、磷、氮等元素與金屬表面進行化學反應迅速地生成厚的無機物膜。這種化學反應膜的熔點高，剪下強度低，與金屬表面連結牢固，可以保護表面不發生粘著磨損。在滑動過程中，反應膜被磨去後將迅速生成新膜，有效地防止兩摩擦表面的直接接觸。化學反應膜主要是防止粘著效應，適用於高溫、高速和重載條件，廣泛用於重載齒輪和蝸輪傳動的潤滑。

表面軟化

潤滑油中所含的特殊化學物質，因所謂的Rehbinder效應將使金屬表面軟化。這樣犁溝效應減少，從而使摩擦係數降低。目前對這種邊界潤滑的機理還了解不多，它對於金屬表面的精加工可能是重要的，在摩擦學中的有效套用尚待深人研究。

擴散滲透

這一理論認為，某些非活性抗磨劑分子在邊界潤滑條件下分解為各種分子、離子碎片及部分滲透性較強的原子。這些非活性元素的原子雖不能直接與金屬表面反應，因其具有較小的原子半徑，迅速擴散進人摩擦表面層，善表面組織，從而提高了表面的耐磨性。

影響因素

(1)在相同的外部條件下選擇合適的油性材料極壓添加劑，能形成完好的邊界膜，潤滑效果好，可延長設備的使用壽命。

(2)根據負荷大小選擇潤滑油。因為在除去負荷極大或極小的情況下，吸附膜的μ不受負荷的影響，當負荷的值不致於破壞吸附膜時，吸附膜能起到很好的潤滑作用;在重荷時應選擇有極壓添加劑的油品。