四硼酸钾的极压抗磨性能及抗磨机制

简介

无机硼酸盐作为润滑油脂添加剂具有承载能力高、热稳定性和氧化安定性好、生理生态毒性低以及特殊的油粘度与摩擦学性能关系等特性，是一类综合技术性能优良的环境友好型润滑油脂添加剂，迄今已有大量研究报导并已获得应用。但是，目前关于含硼化合物作为水基润滑添加剂的研究报导较少，少量相关研究主要集中在硼酸酯或其他改性有机硼化合物，直接针对四硼酸钾这类水溶性无机硼酸盐作为水基润滑添加剂的研究很少。根据硼酸盐作为润滑油脂添加剂的优良特性，科研人员研究四硼酸钾在水介质中的摩擦磨损行为，对于探索四硼酸钾作为水基润滑添加剂的性能，推进无机硼酸盐在水基润滑剂中的应用，进而发展新型环境友好水基润滑剂具有重要理论意义和现实意义[1]。

四硼酸钾的性状

极压抗磨性能

向水中添加不同含量四硼酸钾后，水溶液最大无卡咬负荷有所上升、磨斑直径（WSD）小幅下降，说明四硼酸钾能够在一定程度改善水介质的抗磨性能；同时四硼酸钾可显著提升水的烧结负荷，且烧结负荷随四硼酸钾添加量增加快速增大，体现出四硼酸钾优异的极压作用。结合钢球磨斑SEM形貌可见，四硼酸钾水溶液长时抗磨试验后的磨斑存在较深犁沟、磨损严重，而高负荷极压试验对应的磨斑擦伤更轻微、表面更加平整，该现象也印证了四硼酸钾具备突出的极压性能[1]。

抗磨机制

研究表明，四硼酸钾在水介质中兼具优异的极压性能与良好的抗磨性能，水中四硼酸钾添加量越高，体系极压性能越突出；在极压工况下，四硼酸钾水溶液对应的磨斑表面擦伤较轻、硼元素富集，四硼酸钾可参与摩擦界面反应，生成以B2O3、Fe3O4等氧化物为主的摩擦化学反应膜，依靠该摩擦氧化膜实现优良的极压抗磨效果[1]。

参考文献

[1] 陈波水,方建华,王九,等. 四硼酸钾在水介质中的极压抗磨性能研究 [J]. 材料工程, 2009, (3): 62-64.