專利名稱：變速器中的低摩擦滑動(dòng)件及用于該滑動(dòng)件的變速器油的制作方法
對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)有下列相關(guān)申請(qǐng)美國專利申請(qǐng)序列號(hào)09/545,181，它基于1999年4月9日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)平-11-102205；10/468,713，它是以2001年4月17日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)2001-117680為基礎(chǔ)的PCT申請(qǐng)JP02/10057的指定國(美國)申請(qǐng)?zhí)枺?0/355,099，它基于2002年2月22日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)2002-45576；10/682,559，它基于2002年10月16日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)2002-302205；以及10/692,853，它基于2002年10月16日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)2002-322322。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及變速器中的低摩擦滑動(dòng)件的改進(jìn)，而且更具體地涉及適合用于連續(xù)可變變速器中和自動(dòng)變速器中的低摩擦滑動(dòng)件，以及用于該低摩擦滑動(dòng)件的變速器油組合物。
諸如全球變暖和臭氧層破壞的全球環(huán)境問題正變得突出起來。由于據(jù)說全球變暖主要受CO2排放的影響，CO2排放的減少，尤其是CO2排放標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定已經(jīng)變成各國關(guān)切的一個(gè)大事。減少CO2排放的挑戰(zhàn)之一是改善燃料效率或燃料經(jīng)濟(jì)性，該燃料效率或燃料經(jīng)濟(jì)性依賴于滑動(dòng)件及用于該滑動(dòng)件的變速器油的性能?？梢岳斫?，滑動(dòng)件和變速器油在燃料經(jīng)濟(jì)性的改善中起著主要的作用。
要求滑動(dòng)件即使在摩擦磨損環(huán)境與變速器中的其它滑動(dòng)位相比更嚴(yán)重的滑動(dòng)位中，其耐磨損性也是很好的。近來，多種硬薄膜的應(yīng)用正在發(fā)展中。通常，硬碳薄膜被期望作為用于滑動(dòng)件的低摩擦材料，因?yàn)榕c諸如氮化鈦(TiN)或氮化鉻(CrN)的耐磨損硬鍍層材料相比，硬碳薄膜在空氣中和在潤滑油的存在下具有低摩擦系數(shù)。
另外，有以下方法改善與潤滑油有關(guān)的燃料經(jīng)濟(jì)性(1)降低潤滑油的粘度，從而降低液動(dòng)潤滑區(qū)的粘性阻力和發(fā)動(dòng)機(jī)中的攪動(dòng)阻力；和(2)在潤滑油中加入適當(dāng)?shù)哪Σ粮倪M(jìn)劑和其它添加劑，以減少在混合潤滑和邊界潤滑條件下的摩擦損失。
這些關(guān)于與潤滑油有關(guān)的摩擦特性的方法是在日本摩擦學(xué)會(huì)議1999.5，東京，會(huì)議論文集第11-12頁，KANO等，以及在世界摩擦學(xué)會(huì)議2001.9，維也納，會(huì)議論文集第342頁，KANO等中討論的。
發(fā)明概述但是還顯示出，在空氣下具有優(yōu)良低摩擦特性的普通硬碳薄膜，在潤滑油存在下的減摩效果并非必然地高，而且，即使在普通硬碳薄膜上涂敷一種含有已知的有機(jī)鉬化合物的潤滑油(組合物)，這樣的硬碳薄膜也不能充分地顯現(xiàn)減摩效果。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種變速器中的改良低摩擦滑動(dòng)件，以及一種用于該滑動(dòng)件的改良的變速器油組合物，由此常規(guī)工藝中遇到的問題就能被有效克服。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種變速器中的改良低摩擦滑動(dòng)件，以及用于該滑動(dòng)件的一種改良的變速器油組合物，通過該變速器油組合物，滑動(dòng)件具有非常優(yōu)越的低摩擦特性，且耐磨損性優(yōu)越，同時(shí)在長時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定地表現(xiàn)出低摩擦特性。
本發(fā)明的一個(gè)方面在于一種變速器中的低摩擦滑動(dòng)件，該滑動(dòng)件是在變速器油組合物存在下彼此滑動(dòng)接觸的滑動(dòng)件中的至少一個(gè)。該低摩擦滑動(dòng)件包括一個(gè)具有滑動(dòng)區(qū)的基體材料。一硬碳薄膜涂覆在基體材料滑動(dòng)區(qū)的滑動(dòng)面上。該硬碳薄膜含有不超過20原子％的氫。這里，變速器油組合物含有有機(jī)含氧化合物和脂族胺化合物中的至少一種。
本發(fā)明的另一個(gè)方面在于一種用于變速器中低摩擦滑動(dòng)件的變速器油組合物，該滑動(dòng)件是在該變速器油組合物存在下彼此滑動(dòng)接觸的滑動(dòng)件中的至少一個(gè)。低摩擦滑動(dòng)件包括一個(gè)具有滑動(dòng)區(qū)的基體材料，和涂覆在基體材料滑動(dòng)區(qū)的滑動(dòng)面上的硬碳薄膜。該硬碳薄膜含有不超過20原子％的氫。該變速器油組合物含有有機(jī)含氧化合物和脂族胺化合物中的至少一種。
附圖概述

圖1是作為根據(jù)本發(fā)明的低摩擦滑動(dòng)件的一個(gè)實(shí)施方案用于連續(xù)可變變速器中的齒輪的一個(gè)齒的局部剖視圖；以及圖2是作為根據(jù)本發(fā)明的低摩擦滑動(dòng)件的另一個(gè)實(shí)施方案用于自動(dòng)變速器中的齒輪的一個(gè)齒的局部剖視圖。
發(fā)明詳述下面詳細(xì)討論本發(fā)明。在下面的描述中，除非另有說明，所有的百分比(％)均為質(zhì)量百分比。
第一實(shí)施方案下面將討論根據(jù)本發(fā)明的變速器中的低摩擦滑動(dòng)件的第一實(shí)施方案。
在連續(xù)可變變速器(CVT)中的低摩擦滑動(dòng)件是在連續(xù)可變變速器油或被稱為“CVTF(組合物)”的流體(組合物)存在下彼此滑動(dòng)接觸的滑動(dòng)件中的至少一個(gè)。低摩擦滑動(dòng)件包括一個(gè)由例如滲碳SCM420不銹鋼形成的基體材料。該SCM材料是根據(jù)JIS(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))G 4105。基體材料有一個(gè)滑動(dòng)區(qū)，滑動(dòng)區(qū)的滑動(dòng)面上涂覆有硬碳薄膜。連續(xù)可變變速器油(可稱為“潤滑油”)含有有機(jī)含氧化合物和脂族胺化合物中的至少一種作為無灰摩擦改進(jìn)劑。由于這一連續(xù)可變變速器油，滑動(dòng)件的至少一個(gè)滑動(dòng)面上被硬碳薄膜涂覆，因此滑動(dòng)件能以較常規(guī)技術(shù)非常低的摩擦而彼此滑動(dòng)接觸。低摩擦滑動(dòng)件的實(shí)例是連續(xù)變速器中的齒輪、旋轉(zhuǎn)軸、軸承部件等。圖1示出用于連續(xù)可變變速器的齒輪的一個(gè)齒10的一部分。該齒輪齒10包括基體材料12，該基體材料具有被硬碳薄膜14涂覆的滑動(dòng)面。
硬碳薄膜是由例如DLC(類金剛石碳)材料形成的，該材料主要由碳原子和無定形構(gòu)成。該DLC材料在碳原子間的成鍵方式上有金剛石結(jié)構(gòu)(SP3鍵)和/或石墨結(jié)構(gòu)(SP2鍵)。更具體地，該硬碳(DLC)薄膜是由由碳組成的不含氫無定形碳(α-C)，含氫無定形碳(α-C:H)，或含有鈦(Ti)或鉬(Mo)金屬元素作為其一部分的金屬碳化物或金屬碳(MeC)形成的。
隨著硬碳薄膜中氫含量的增加，摩擦系數(shù)增大。因此在本發(fā)明中必須的是，硬碳薄膜中氫含量的上限為20原子％。為充分降低滑動(dòng)時(shí)潤滑油中的摩擦系數(shù)并得到穩(wěn)定的滑動(dòng)特性，硬碳薄膜中的氫含量優(yōu)選不超過10原子％，更優(yōu)選不超過0.5原子％。
具有如此低的氫含量的硬碳薄膜是通過基本上不使用氫和/或含氫化合物的PVD方法得到的，例如濺射法或離子鍍方法。這種情況下，優(yōu)選在烘烤反應(yīng)器和用于支撐基體材料的工具，以及充分清洗基體材料的表面以減少硬碳薄膜中的氫含量，和在薄膜形成操作中使用不含氫的氣體時(shí)，進(jìn)行硬碳薄膜的薄膜形成操作。
硬碳薄膜形成在基體材料的表面上。由于硬碳薄膜的薄膜厚度相當(dāng)小，基體材料在硬碳薄膜形成之前的表面粗糙度極大地影響著形成于基體材料表面上的硬碳薄膜的表面粗糙度。因此，在基體材料沒有被硬碳薄膜涂覆之前，基體材料的表面粗糙度(中心線平均粗糙度)Ra優(yōu)選不大于0.1μm。如果基體材料的薄膜粗糙度超過0.1μm，由硬碳薄膜的表面粗糙度造成的凸起部分增加了對(duì)相對(duì)組件的局部Hertz’s接觸壓，從而誘導(dǎo)了硬碳薄膜中裂縫的形成。表面粗糙度Ra在JIS(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))B 0601(:2001)中解釋為Ra75。
硬碳薄膜優(yōu)選具有在10g載荷應(yīng)用下所測(cè)量的、范圍在1000～3500之間的表面硬度或顯微維氏硬度(Hv)，以及范圍在0.3～2.0μm之間的厚度。如果硬碳薄膜的表面硬度和厚度超出了上述范圍，則在表面硬度(Hv)小于1000且厚度小于0.3μm時(shí)將發(fā)生硬碳薄膜的磨損，在表面硬度(Hv)超過3500且厚度超過2.0μm時(shí)將傾向于發(fā)生硬碳薄膜的剝離。
在連續(xù)可變變速器中的低摩擦滑動(dòng)件用作連續(xù)可變變速器的滑動(dòng)件是特別有效的，該連續(xù)可變變速器具有各自的滑動(dòng)表面，這些表面在可接觸滑動(dòng)面之間提供的連續(xù)可變變速器油存在下，與由鐵基材料或鋁合金形成的相對(duì)組件的滑動(dòng)面滑動(dòng)接觸。本發(fā)明中的連續(xù)可變變速器是指變速操作為連續(xù)模式的變速器。該連續(xù)可變變速器的一個(gè)典型實(shí)例具有這樣的機(jī)制固定和活動(dòng)的滑車輪(組成一個(gè)滑車)安裝在各驅(qū)動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)軸上，一個(gè)金屬帶放置在滑車輪中間，從而該金屬帶在固定在驅(qū)動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)軸上的兩個(gè)滑輪上傳遞。因此，來自發(fā)動(dòng)機(jī)的能量通過金屬帶從驅(qū)動(dòng)軸的滑輪傳到驅(qū)動(dòng)軸的滑輪上，從而連續(xù)地進(jìn)行車輛的變速操作。
接下來將討論用于連續(xù)可變變速器的連續(xù)可變變速器油或潤滑油。
該連續(xù)可變變速器油或潤滑油(組合物)優(yōu)選包括一種基礎(chǔ)油，和有機(jī)含氧化合物和脂族胺化合物中的至少一種作為無灰摩擦改進(jìn)劑?？梢宰⒁獾?，在潤滑油存在下，被硬碳薄膜涂覆的滑動(dòng)表面處將表現(xiàn)出非常優(yōu)秀的低摩擦特性。
基礎(chǔ)油不受特別的限制，它可以是任何通常用于潤滑油的基礎(chǔ)油(化合物或多種化合物)，例如礦物油，合成油，油脂(化合物)，或礦物油、合成油、油脂的任何組合。
礦物油的具體實(shí)例包括鏈烷烴基基礎(chǔ)油或環(huán)烷烴基基礎(chǔ)油，以及正鏈烷烴，它們是通過用常壓或減壓蒸餾從石油中提取潤滑油餾分，然后用下述處理中的至少一種凈化得到的潤滑油餾分從而制備的溶劑脫瀝青、溶劑萃取、加氫分解、溶劑脫蠟、加氫精制、硫酸處理、白土精制等，這些處理可以適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合使用。通常利用加氫精制或溶劑精制來精制所得潤滑油。另外，優(yōu)選使用通過采用高度加氫分解方法而精制潤滑油所得到的礦物油，該精制方法能夠極大地減少芳香族組分，以及由用于異構(gòu)化GTL(氣體至液體)蠟的方法所生產(chǎn)的礦物油。
合成油的具體實(shí)例包括聚α烯烴(例如1-辛烯低聚物、1-癸烯低聚物、和乙烯-丙烯低聚物)，聚α烯烴的氫化物，異丁烯低聚物，異丁烯低聚物的氫化物，異鏈烷烴，烷基苯，烷基萘，二酯(例如戊二酸二(十三烷基)酯，己二酸二辛酯，己二酸二異癸酯，己二酸二(十三烷基)酯，和癸二酸二辛酯)，多元醇酯(例如辛酸三羥甲基丙烷酯；壬酸三羥甲基丙烷酯；三羥甲基丙烷酯，例如異硬脂酸三羥甲基丙烷酯；季戊四醇酯，例如己酸季戊四醇-2-乙基酯，壬酸季戊四醇酯)，聚亞氧烷基乙二醇，二烷基二苯基醚，以及聚苯醚。在這些合成油化合物中，優(yōu)選的是諸如1-丁烯低聚物和1-癸烯低聚物的聚α烯烴及其氫化物。
作為用于連續(xù)可變變速器的潤滑油中的基礎(chǔ)油，上述礦物油和合成油(化合物)可以單獨(dú)使用，或以任意兩種或多種的混合物形式使用，不存在對(duì)混合物比例的限制。
基礎(chǔ)油的硫含量沒有特殊的限制。硫含量優(yōu)選不超過0.2％，更優(yōu)選不超過0.1％，最優(yōu)選不超過0.05％。另外，優(yōu)選采用通過加氫精制的礦物油，或者合成油作為基礎(chǔ)油，因?yàn)檫@樣的油具有不超過0.005％的硫含量，或者基本上不含硫(不超過5ppm)。
基礎(chǔ)油中的芳香族含量也不受特別的限制。基礎(chǔ)油的芳香族含量優(yōu)選為15％或更低，更優(yōu)選為10％或更低，最優(yōu)選為5％或更低，這是為了使用于汽車手動(dòng)變速器的潤滑油長時(shí)間保持它的低摩擦特性。當(dāng)芳香族含量超過15％時(shí)，基礎(chǔ)油在氧化穩(wěn)定性方面不良地惡化。
這里，芳香族含量定義為根據(jù)ASTM D2549“用洗脫色譜法分離高沸點(diǎn)油的典型芳香族和非芳香族餾分的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法”所確定的芳香族餾分的量。
基礎(chǔ)油的運(yùn)動(dòng)粘度不受特別的限制。當(dāng)潤滑油是用于連續(xù)可變變速器的潤滑油時(shí)，基礎(chǔ)油在100℃下測(cè)量的運(yùn)動(dòng)粘度優(yōu)選為2mm2/s或更高，更優(yōu)選為3mm2/s或更高，且同時(shí)優(yōu)選為20mm2/s或更低，更優(yōu)選10mm2/s或更低，更加優(yōu)選8mm2/s或更低。當(dāng)100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度低于2mm2/s時(shí)，潤滑油能提供足夠的抗磨損性且汽化特性較差。當(dāng)運(yùn)動(dòng)濃度超過20mm2/s時(shí)，潤滑油難以表現(xiàn)出低摩擦特性且汽化特性退化，這是不希望發(fā)生的。關(guān)于本發(fā)明，可以自由選擇至少兩種基礎(chǔ)油混合形成一種混合物，在該混合物中，單個(gè)基礎(chǔ)油的運(yùn)動(dòng)粘度可以超出上述范圍，只要混合物在100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度落在上述優(yōu)選范圍中即可。
基礎(chǔ)油的粘度指數(shù)不受特別的限制，當(dāng)潤滑油用于連續(xù)可變變速器時(shí)，該粘度指數(shù)優(yōu)選為80或更高，更優(yōu)選100或更高，最優(yōu)選120或更高。增加基礎(chǔ)油的粘度指數(shù)能夠?yàn)橛糜谑謩?dòng)變速器的潤滑油提供優(yōu)越的低溫粘度特性和燃料經(jīng)濟(jì)性。
有機(jī)含氧化合物優(yōu)選為選自由一元或多元醇、羧酸、醚、酯和它們的衍生物組成的組的至少一種化合物，其含量優(yōu)選基于潤滑油總量的0.05～3.0％。
下面說明醇的實(shí)例。
1.1一元醇；1.2二元醇；1.3三元或更多元的醇；1.4選自上述1～3的醇的烯化氧加合物；1.5選自上述1.1～1.4的一種或多種的混合物。
一元醇在分子中具有一個(gè)羥基，包括例如具有1～40個(gè)碳原子的一元烷基醇(其中烷基可為直鏈或支鏈)，例如甲醇，乙醇，丙醇(1-丙醇，2-丙醇)，丁醇(1-丁醇，2-丁醇，2-甲基-1-丙醇，2-甲基-2-丙醇)，戊醇(1-戊醇，2-戊醇，3-戊醇，2-甲基-1-丁醇，3-甲基-1-丁醇，3-甲基-2-丁醇，2-甲基-2-丁醇，2，2-二甲基-1-丙醇)，己醇(1-己醇，2-己醇，3-己醇，2-甲基-1-戊醇，2-甲基-2-戊醇，2-甲基-3-戊醇，3-甲基-1-戊醇，3-甲基-2-戊醇，3-甲基-3-戊醇，4-甲基-1-戊醇，4-甲基-2-戊醇，2，3-二甲基-1-丁醇，2，3-二甲基-2-丁醇，3，3-二甲基-1-丁醇，3，3-二甲基-2-丁醇，2-乙基-1-丁醇，2，2-二甲基丁醇)，庚醇(1-庚醇，2-庚醇，3-庚醇，2-甲基-1-己醇，2-甲基-2-己醇，2-甲基-3-己醇，5-甲基-2-己醇，3-乙基-3-戊醇，2，2-二甲基-3-戊醇，2，3-二甲基-3-戊醇，2，4-二甲基-3-戊醇，4，4-二甲基-2-戊醇，3-甲基-1-己醇、4-甲基-1-己醇、5-甲基-1-己醇、2-乙基戊醇)，辛醇(1-辛醇，2-辛醇，3-辛醇，4-甲基-3-庚醇、6-甲基-2-庚醇、2-乙基-1-己醇、2-丙基-1-戊醇、2，4，4-三甲基-1-戊醇、3，5-二甲基-1-己醇、2-甲基-1-庚醇、2，2-二甲基-1-己醇)，壬醇(1-壬醇、2-壬醇、3，5，5-三甲基-1-己醇、2，6-二甲基-4-庚醇、3-乙基-2，2-二甲基-3-戊醇、5-甲基辛醇等)，癸醇(1-癸醇，2-癸醇，4-癸醇，3，7-二甲基-1-辛醇，2，4，6-三甲基庚醇等)，十一醇，十二醇，十三醇，十四醇，十五醇，十六醇，十七醇，十八醇(硬脂醇等)，十九醇，二十醇，二十一醇，二十三醇，二十四醇；具有2～40個(gè)碳原子的一元烯醇(其中烯基基團(tuán)可為直鏈或支鏈，且雙鍵可在任何適當(dāng)位置)例如乙烯醇，丙烯醇，丁烯醇，己烯醇，辛烯醇，癸烯醇，十二烯醇，十八烯醇(油醇等)；具有3～40個(gè)碳原子的一元(烷基)環(huán)烷基醇(其中烷基基團(tuán)可為直鏈或支鏈，且烷基和羥基基團(tuán)可在任何適當(dāng)位置)，例如環(huán)戊醇，環(huán)己醇，環(huán)庚醇，環(huán)辛醇，甲基環(huán)戊醇，甲基環(huán)己醇，二甲基環(huán)己醇，乙基環(huán)己醇，丙基環(huán)己醇，丁基環(huán)己醇，二甲基環(huán)己醇，環(huán)戊基甲醇，環(huán)己基乙醇(1-環(huán)己基乙醇，2-環(huán)己基乙醇等)，環(huán)己基甲醇，環(huán)己基丙醇(3-環(huán)己基丙醇等)，環(huán)己基丁醇(4-環(huán)己基丁醇等)，丁基環(huán)己醇，3，3，5，5-四甲基環(huán)己醇；(烷基)芳香基醇(其中烷基可為直鏈或支鏈，且烷基和羥基基團(tuán)可在任何適當(dāng)位置)例如酚，甲基苯酚(鄰甲酚，間甲酚，對(duì)甲酚)，甲氧甲酚，乙基苯酚，丁基苯酚，丁基甲基苯酚(3-甲基-6-叔丁基苯酚等)，二甲基苯酚，二乙基苯酚，二丁基苯酚(2，6-二叔丁基苯酚，2，4-二叔丁基苯酚等)，二丁基甲基苯酚(2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚等)，二丁基乙基苯酚(2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚等)，三丁基苯酚(2，4，6-三叔丁基苯酚等)，萘酚(α-萘酚、β-萘酚等)，二丁基萘酚(2，4-二叔丁基-α-萘酚等)，6-(4-羥基-3，5-二叔丁基苯胺基)-2，4-對(duì)(硫代辛基)-1，3，5-三嗪，和它們的混合物。
其中，更優(yōu)選的是具有12～18個(gè)碳原子的直鏈或支鏈的烷基或烯基醇，例如油醇和硬脂醇，因?yàn)樗鼈兛梢愿行У亟档屯扛灿杏蔡急∧さ幕瑒?dòng)件與其它任何材料形成的滑動(dòng)面之間的摩擦，而且它們揮發(fā)性差，因此即使在高溫下也能顯示出它們的減摩效果。
二醇具體地在分子中具有兩個(gè)羥基基團(tuán)，包括例如具有2～40個(gè)碳原子的烷基或烯基二醇(其中烷基或烯基可以是直鏈或支鏈，烯基的雙鍵可在任何適當(dāng)位置，且羥基也可在任何適當(dāng)位置)，例如乙二醇，一縮二乙二醇，聚乙二醇，丙二醇，一縮二丙二醇，聚丙二醇，新戊二醇，1，3-丙二醇，1，4-丁二醇，1，2-丁二醇，2-甲基-1，3-丙二醇，1，5-戊二醇，1，6-己二醇，2-乙基-2-甲基-1，3-丙二醇，2-甲基-2，4-戊二醇，1，7-庚二醇，2-甲基-2-丙-1，3-丙二醇，2，2-二乙基-1，3-丙二醇，1，8-辛二醇，1，9-壬二醇，2-丁基-2-乙基-1，3-丙二醇，1，10-癸二醇，1，11-十一烷二醇，1，12-十二烷二醇，1，13-十三烷二醇，1，14-十四烷二醇，1，15-十五烷二醇，1，16-十六烷二醇，1，17-十七烷二醇，1，18-十八烷二醇，1，19-十九烷二醇，1，20-二十烷二醇；(烷基)環(huán)烷二醇(其中烷基可以直鏈或支鏈，烷基和羥基可在任何適當(dāng)位置)，例如環(huán)己二醇，甲基環(huán)己二醇；具有2～40個(gè)碳原子的二元(烷基)芳香醇(其中烷基可以直鏈或支鏈，烷基和羥基可在任何適當(dāng)位置)，例如苯二酚(鄰苯二酚等)，甲基苯二酚，乙基苯二酚，丁基苯二酚(對(duì)叔丁基鄰苯二酚等)，二丁基苯二酚(4，6-二叔丁基間苯二酚等)，4，4’-硫代對(duì)(3-甲基-6-叔丁基苯酚)，4，4’-亞丁基對(duì)(3-甲基-6-叔丁基苯酚)，2，2’-亞甲基對(duì)(4-甲基-6-叔丁基苯酚)，2，2’-硫代對(duì)(4，6-二叔丁基間苯二酚)，2，2’-亞甲基對(duì)(4-乙基-6-叔丁基苯酚)，4，4’-亞甲基對(duì)(2，6-二叔丁基苯酚)，2，2’-(3，5-二叔丁基-4-羥基)丙烷，4，4’-環(huán)亞己基對(duì)(2，6-二叔丁基苯酚)；對(duì)叔丁基苯酚/甲醛的冷凝物，對(duì)叔丁基苯酚/乙醛的冷凝物；以及它們的混合物。
其中，優(yōu)選的是乙二醇，丙二醇，新戊二醇，1，4-丁二醇，1，5-戊二醇，新戊二醇，1，6-己二醇，2-甲基-2，4-戊二醇，2-乙基-2-甲基-1，3-丙二醇，1，7-庚二醇，1，8-辛二醇，1，9-壬二醇，1，10-癸二醇，1，11-十一烷二醇，1，12-十二烷二醇，因?yàn)樗鼈兛梢愿行У亟档驮谕扛灿杏蔡急∧さ幕瑒?dòng)件與任何其它材料的滑動(dòng)面之間的摩擦。另外，具有至少300，優(yōu)選400的分子量的高分子量位阻醇，例如2，6-二叔丁基-4-(3，5-二叔丁基-4-羥苯基)苯酚也是優(yōu)選的，因?yàn)樗鼈兗词乖诟邷叵?例如在內(nèi)燃機(jī)的滑動(dòng)條件下)也很難揮發(fā)且高度耐熱，而且它們能夠很好地表現(xiàn)出它們的減摩效果并賦予潤滑油優(yōu)越的抗氧化穩(wěn)定性。
三元或更多元的多元醇是指那些具有三個(gè)或更多個(gè)羥基的。通常使用三元醇至十元醇，優(yōu)選三元醇至六元醇。這些組分的實(shí)例是三甲醇烷，例如甘油、三甲醇乙烷、三甲醇丙烷、三甲醇丁烷，以及赤蘚醇，季戊四醇，1，2，4-丁三醇，1，3，5-戊三醇，1，2，6-己三醇，1，2，3，4-丁四醇，山梨醇，福壽草醇，阿糖醇，木糖醇，甘露醇，以及它們的聚合物或冷凝物(例如，諸如雙甘油、三甘油、四甘油的甘油二聚物至八聚物，諸如雙三甲醇丙烷的三甲醇丙烷二聚物至八聚物，諸如雙季戊四醇的季戊四醇二聚物至八聚物，脫水山梨糖醇，諸如山梨醇/甘油冷凝物的冷凝物(包括分子內(nèi)冷凝物，分子間冷凝物以及自冷凝物))。
諸如木糖、阿拉伯糖、核糖、鼠李糖、葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖、山梨糖、纖維二糖、甘露糖、異麥芽糖、海藻糖和蔗糖的糖類也是適用的。
其中，更加優(yōu)選的是三至六元醇，例如甘油、三甲醇烷(例如三甲醇乙烷，三甲醇丙烷，三甲醇丁烷)、季戊四醇、1，2，4-丁三醇，1，3，5-戊三醇，1，2，6-己三醇，1，2，3，4-丁四醇，山梨醇，脫水山梨糖醇、山梨醇/甘油冷凝物、福壽草醇、阿糖醇、木糖醇、甘露醇，以及它們的混合物；而且，更加優(yōu)選的是甘油、三甲醇乙烷、三甲醇丙烷、季戊四醇、脫水山梨糖醇，以及它們的混合物。尤其優(yōu)選的是氧含量至少為20％，優(yōu)選為至少30％，更優(yōu)選至少40％的多元醇。高于六元醇的多元醇將大大增加變速器油的粘性。
上述組分1.4包括選自1.1～1.3的醇類的烯化氧加合物。具體地，它們是通過在醇類中加入具有2～6個(gè)碳原子、優(yōu)選2～4個(gè)碳原子的烯化氧或其聚合物或共聚物，從而使醇的羥基羥醚化或羥酯化而制備的。具有2～6個(gè)碳原子的烯化氧包括環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、1，2-環(huán)氧丁烷(α-環(huán)氧丁烷)、2，3-環(huán)氧丁烷(β-環(huán)氧丁烷)、1，2-環(huán)氧-1-甲基丙烷、1，2-環(huán)氧庚烷、1，2-環(huán)氧己烷。其中，優(yōu)選的是環(huán)氧乙烷，環(huán)氧丙烷和環(huán)氧丁烷，因?yàn)樗鼈儨p摩更有效；更加優(yōu)選的是環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷。
當(dāng)使用這里的兩種或更多種不同類型的烯化氧時(shí)，氧化烯聚合的方式不受特別的限制，基團(tuán)可被無規(guī)聚合或嵌段聚合。當(dāng)將烯化氧加到具有2～6個(gè)碳原子的多元醇中時(shí)，可以加給多元醇的所有羥基，也可以加給一部分羥基。
下面說明羧酸的實(shí)例。
2.1脂肪族一元羧酸(脂肪酸)。
2.2脂肪族多元羧酸。
2.3碳環(huán)羧酸。
2.4雜環(huán)羧酸。
2.5選自上述2.1～2.4的兩種或多種的混合物。
脂肪族羧酸(脂肪酸)是指分子間具有一個(gè)羧基的，包括例如具有1～40個(gè)碳原子的飽和脂肪族一元羧酸(其中，飽和脂肪族結(jié)構(gòu)可以是直鏈或支鏈)，例如甲酸、乙酸(醋酸)、丙酸、丁酸(酪酸、異丁酸等)、戊酸(纈草酸、異戊酸、新戊酸等)、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一酸、十二酸(月桂酸)、十三酸、十四酸(豆蔻酸)、十五酸、十六酸(棕櫚酸)、十七酸、十八酸(硬脂酸)、十九酸、二十酸、二十一酸、二十二酸、二十三酸、二十四酸、二十五酸、二十六酸、二十七酸、二十八酸、二十九酸、三十酸；以及，具有1～40個(gè)碳原子的不飽和脂肪族一元羧酸(其中，不飽和脂肪族結(jié)構(gòu)可以是直鏈或支鏈，且不飽和鍵可在任何理想位置)，例如丙烯酸、丙炔酸、丁烯酸(甲基丙烯酸、巴豆酸、異巴豆酸等)、戊烯酸、己烯酸、庚烯酸、辛烯酸、壬烯酸、癸烯酸、十一烯酸、十二烯酸、十三烯酸、十四烯酸、十五烯酸、十六烯酸、十七烯酸、十八烯酸(油酸)、十九烯酸、二十烯酸、二十一烯酸、二十二烯酸、二十三烯酸、二十四烯酸、二十五烯酸、二十六烯酸、二十七烯酸、二十八烯酸、二十九烯酸、三十烯酸。
脂肪族多元羧酸包括具有2～40個(gè)碳原子的飽和或不飽和脂肪族二元羧酸(其中，飽和脂肪族或不飽和脂肪族結(jié)構(gòu)可為直鏈或支鏈，且不飽和鍵可在任何理想位置)，例如乙二酸(草酸)、丙二酸、丁二酸(琥珀酸、甲基丙二酸等)、戊二酸(戊二酸、乙基丙二酸等)、己二酸(肥酸等)、庚二酸、辛二酸(軟木酸等)、壬二酸(杜鵑花酸等)、癸二酸、丙烯二酸、丁烯二酸(馬來酸、富馬酸等)、戊烯二酸(檸康酸、中康酸等)、己烯二酸、庚烯二酸、辛烯二酸、壬烯二酸、癸烯二酸；飽和或不飽和三羧酸(其中，飽和脂肪族或不飽和脂肪族結(jié)構(gòu)可為直鏈或支鏈，且不飽和鍵可在任何理想位置)，例如丙烯三酸、丁烯三酸、戊烯三酸、己烯三酸、庚烯三酸、辛烯三酸、壬烯三酸、癸烯三酸；以及，飽和或不飽和四元羧酸(其中飽和脂肪族或不飽和脂肪族可為直鏈或支鏈，且不飽和鍵可在任何理想位置)。
碳環(huán)羧酸是指在碳環(huán)中具有一個(gè)或多個(gè)羧基，包括例如，具有3～40個(gè)碳原子的環(huán)烷基一元、二元、三元或四元羧酸(其中，烷基或烯基(如果存在的話)可為直鏈或支鏈，雙鍵(如果存在)可在任何理想位置，且取代基的位置沒有限定)，例如環(huán)己烷一元酸、甲基環(huán)己烷一元酸、乙基環(huán)己烷一元酸、丙基環(huán)己烷一元酸、丁基環(huán)己烷一元酸、戊基環(huán)己烷一元酸、己基環(huán)己烷一元酸、庚基環(huán)己烷一元酸、辛基環(huán)己烷一元酸、環(huán)庚烷一元酸、環(huán)辛烷一元酸、三甲基環(huán)戊烷二元酸(樟腦酸等)；具有7～40個(gè)碳原子的芳香族一元酸，例如苯羧酸(苯甲酸)、甲基苯羧酸(甲苯甲酸等)、乙基苯羧酸、丙基苯羧酸、苯二羧酸(鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸等)、苯三羧酸(1，2，4-苯三酸等)、苯四羧酸(均苯四酸等)，萘羧酸(萘甲酸等)；具有7～40個(gè)碳原子的芳基一元、二元、三元或四元羧酸(其中，烷基或烯基(如果存在作為取代基的話)可為直鏈或支鏈，雙鍵(如果有的話)可在任何理想位置，且取代基的數(shù)量和位置沒有限定)，例如苯基丙炔酸(氫化阿托酸)，苯基丙烯酸(阿托酸、肉桂酸等)，水楊酸，具有1～30個(gè)碳原子、含一個(gè)或多個(gè)烷基的烷基水楊酸。
雜環(huán)羧酸是指那些分子中有一個(gè)或多個(gè)羧基的，包括例如那些具有5～40個(gè)碳原子的，例如呋喃羧酸、硫代苯羧酸、吡啶羧酸(煙堿酸、異煙堿酸等)。
下面說明醚的實(shí)例。
3.1飽和或不飽和脂肪族醚。
3.2芳族醚。
3.3環(huán)醚。
3.4選自上述3.1～3.3中的兩種或更多種的混合物。
脂肪族一元醚具體是指具有1～40個(gè)碳原子的飽和或不飽和的脂肪族醚(其中，飽和或不飽和脂肪族結(jié)構(gòu)可為直鏈或支鏈，且不飽和鍵可在任何理想位置)，例如二甲醚、二乙醚、二正丙醚，二異丙醚，二丁醚，二異丁醚，二正戊醚，二異戊醚，二己醚，二庚醚，二辛醚，二壬醚，二癸醚，二(十一烷基)醚，二(十二烷基)醚，二(十三烷基)醚，二(十四烷基)醚，二(十五烷基)醚，二(十六烷基)醚，二(十七烷基)醚，二(十八烷基)醚，二(十九烷基)醚，二(二十烷基)醚，甲基乙基醚，甲基正丙基醚，甲基異丙基醚，甲基異丁基醚，甲基叔丁基醚，甲基正戊基醚，甲基異戊基醚，乙基正丙基醚，乙基異丙基醚，乙基異丁基醚，乙基叔丁基醚，乙基正戊基醚，乙基異戊基醚，乙烯醚，二烯丙基醚，甲基乙烯基醚，甲基烯丙基醚，乙基乙烯基醚，乙基烯丙基醚。
具體地，芳族醚包括例如苯甲醚，苯乙醚，二苯醚，二芐醚，苯基芐基醚，α-萘基醚，β-萘醚，聚苯醚，全氟醚；并且，它們可以具有一個(gè)飽和或不飽和的基團(tuán)(其中，飽和或不飽和基團(tuán)可為直鏈或支鏈，不飽和鍵可位于任何理想位置，且取代基的數(shù)量和位置沒有限定)。優(yōu)選地，它們?cè)诠ぷ鳁l件下、特別是在室溫下為液體。
具體地，環(huán)醚是那些具有2～40個(gè)碳原子的，包括例如環(huán)氧乙烷，環(huán)氧丙烷，氧雜環(huán)丁烷，四氫呋喃，四氫吡喃，二噁烷，縮水甘油醚；而且，它們具有一個(gè)飽和或不飽和基團(tuán)，一個(gè)碳環(huán)，或者一個(gè)含有飽和或不飽和脂肪族的碳環(huán)(其中，飽和或不飽和基團(tuán)可為直鏈或支鏈，不飽和鍵可在任何理想位置，且取代基的數(shù)目和位置沒有限定)。
下面說明酯的實(shí)例。
4.1脂肪族一元羧酸(脂肪酸)的酯。
4.2脂肪族多元羧酸的酯。
4.3碳環(huán)羧酸的酯。
4.4雜環(huán)羧酸的酯。
4.5醇或酯的烯化氧加合物。
4.6選自上述4.1～4.5的任何組分的混合物。
上述4.1～4.5的酯可以是其中羥基和羧基全部酯化的全酯，或是其中部分的羥基或羧基仍保持原樣的偏酯。
上述4.1的組分是選自上述脂肪族一元羧酸(脂肪酸)與一種或多種選自上述一元、二元、三元或更多元的多元醇的酯，它包括一種無灰脂肪酸酯摩擦改進(jìn)劑。該無灰脂肪酸酯摩擦改進(jìn)劑是一個(gè)具有6～30個(gè)、優(yōu)選8～24個(gè)、更優(yōu)選10～20個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基的脂肪酸酯，它包括具有上述烷基的脂肪酸與脂肪族一元醇、或脂肪族多元醇的酯。這里所說的脂肪酸是脂肪族一元羧酸。具體地，優(yōu)選的酯的實(shí)例是甘油一油酸酯，甘油二油酸酯，脫水山梨醇一油酸酯，脫水山梨醇二油酸酯，及其類似物。
除無灰脂肪酸酯摩擦改進(jìn)劑外，組分4.1包括具有1～5個(gè)碳原子、或者31～40個(gè)碳原子的含直鏈或支鏈烷基的脂肪酸酯。它們的實(shí)例是具有上述烷基的脂肪酸與脂肪族一元醇或脂肪族多元醇的酯。
上述之中，100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度在1～100mm2/sec之間的那些可用作潤滑油的基礎(chǔ)油，且通常與上述脂肪酸酯摩擦改進(jìn)劑區(qū)別開。它們的實(shí)例是多元醇酯，例如由具有3～40個(gè)、優(yōu)選4～18個(gè)、更優(yōu)選4～12個(gè)碳原子的三元或更高的多元醇，尤其是具有新戊基結(jié)構(gòu)的多元醇，與一種或多種選自上述具有1～40個(gè)、優(yōu)選4～18個(gè)、更優(yōu)選6～12個(gè)碳原子的一元羧酸的單酯或混合酯，以及它們與加入其中的烯化氧的加合物，例如三羥甲基丙烷辛酸酯，三羥甲基丙烷壬酸酯，季戊四醇2-乙基己酸酯，季戊四醇壬酸酯。它們可以是其中羥基和羧基全部酯化的全酯，或是其中部分羥基或羧基仍保持原樣的偏酯。但是，它們優(yōu)選為全酯。酯的羥基值通常最多為100mgKOH/g，優(yōu)選最多為50mgKOH/g，更優(yōu)選最多為10mgKOH/g。
優(yōu)選地，潤滑油的基礎(chǔ)油在100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度在2～60mm2/sec之間，更優(yōu)選在3～50mm2/sec之間。
組分4.2是一種或多種選自上述脂肪族多元酸與一種或多種選自上述一元、二元、三元或更多元的多元醇的酯。它的優(yōu)選實(shí)例是選自具有2～40個(gè)、優(yōu)選4～18個(gè)、更優(yōu)選6～12個(gè)碳原子的二元羧酸的一種或多種多元羧酸，與一種或多種選自具有4～40個(gè)、優(yōu)選4～18個(gè)、更優(yōu)選6～14個(gè)碳原子的一元醇的酯，例如馬來酸二丁酯，谷氨酸雙十三烷基酯，己二酸雙2-乙基己基酯，己二酸二異癸基酯，己二酸雙十三烷基酯，癸二酸雙2-乙基己基酯，以及這些酯(例如馬來酸二丁酯)與具有4～16個(gè)碳原子的聚α-烯烴的共聚物；以及α-烯烴加合物與醋酸酐及其類似物、和具有1～40個(gè)碳原子的醇的酯。上述化合物中，那些在100℃下運(yùn)動(dòng)粘度在1～100mm2/sec之間的可以用作潤滑油的基礎(chǔ)油。
組分4.3是一種或多種選自上述碳環(huán)羧酸與一種或多種選自上述一元、二元、三元或更高的多元醇的酯。它的優(yōu)選實(shí)例是芳族羧酸酯，例如鄰苯二甲酸酯，苯三酸酯，均苯四酸酯，水楊酸酯。上述酯中，那些在100℃下運(yùn)動(dòng)粘度在1～100mm2/sec之間的可以用作潤滑油的基礎(chǔ)油。
組分4.4是一種或多種選自上述雜環(huán)羧酸與一種或多種選自上述一元、二元、三元或更高的多元醇的酯。這些酯中，那些在100℃下運(yùn)動(dòng)粘度在1～100mm2/sec之間的可以用作潤滑油的基礎(chǔ)油。
組分4.5包括通過在一種或多種選自上述一元、二元、三元或更高的多元醇中加入一種烯化氧、然后酯化所制備的酯，以及通過在選自上述組分4.1～4.4的酯中加入烯化氧而制備的加合物。該化合物中，那些在100℃下運(yùn)動(dòng)粘度在1～100mm2/sec之間的可以用作潤滑油的基礎(chǔ)油。
上述有機(jī)含氧化合物的衍生物具體地包括，例如那些通過硫化一種選自上述醇、羧酸、酯和醚而制備的；那些通過鹵化(氟化、氯化)它而制備的；它與酸，例如硫酸、硝酸、硼酸、磷酸、或者它們的酯或金屬鹽的反應(yīng)產(chǎn)物；以及，它與金屬、含金屬化合物或胺化合物的反應(yīng)產(chǎn)物。
其中，優(yōu)選的是選自醇和羧酸和它們的衍生物中的一種或多種與胺化合物的反應(yīng)產(chǎn)物(例如曼尼希反應(yīng)產(chǎn)物、?；a(chǎn)物、酰胺)。
這里所說的胺化合物包括氨、一元胺、二元胺和多元胺。更具體地，它們的實(shí)例是氨；含1～30個(gè)碳原子、具有烷基基團(tuán)的烷基胺(其中，烷基基團(tuán)可為直鏈或支鏈)，例如甲胺，乙胺，丙胺，丁胺，戊胺，己胺，庚胺，辛胺，壬胺，癸胺，十一烷胺，十二烷胺，十三烷胺，十四烷胺，十五烷胺，十六烷胺，十七烷胺，十八烷胺，硬脂胺，二甲胺，二乙胺，二丙胺，二丁胺，二戊胺，二己胺，二庚胺，二辛胺，二壬胺，二癸胺，雙十一烷胺，雙十二烷胺，雙十三烷胺，雙十四烷胺，雙十五烷胺，雙十六烷胺，雙十七烷胺，雙十八烷胺，甲基乙基胺，甲基丙基胺，甲基丁基胺，乙基丙基胺，乙基丁基胺，以及丙基丁基胺；含2～30個(gè)碳原子、具有烯基基團(tuán)的烯基胺(其中，烯基可為直鏈或支鏈)，例如乙烯胺，丙烯胺，丁烯胺，辛烯胺，以及十八碳烯胺；含1～30個(gè)碳原子、具有鏈烷醇基團(tuán)的鏈烷醇胺(其中，鏈烷醇基團(tuán)可為直鏈或支鏈)，例如甲醇胺，乙醇胺，丙醇胺，丁醇胺，戊醇胺，己醇胺，庚醇胺，辛醇胺，壬醇胺，甲醇乙醇胺，甲醇丙醇胺，甲醇丁醇胺，乙醇丙醇胺，乙醇丁醇胺，以及丙醇丁醇胺；含1～30個(gè)碳原子、具有烯屬烴基基團(tuán)的烯屬烴基二胺，例如亞甲基二胺，亞乙基二胺，亞丙基二胺，以及亞丁基二胺；多元胺，例如二亞乙基三胺，三亞乙基四胺，四亞乙基五胺，五亞乙基六胺；衍生自上述一元胺、二元胺或多元胺、且進(jìn)一步包括一個(gè)具有8～20個(gè)碳原子的烷基或烯基基團(tuán)的衍生物，例如十一烷基二乙胺，十一烷基二乙醇胺，十二烷基丙醇胺，十八烷基二乙醇胺，十八烷基丙鄰二胺，十八?；囊蚁┪灏罚浑s環(huán)化合物，例如N-羥乙基油基咪唑啉(N-hydroxyethyloleylimidazoline)；這些化合物的烯化氧加合物，以及它們的混合物。
在那些含氮化合物中，優(yōu)選的是具有一個(gè)10～20個(gè)碳原子的烷基或烯基基團(tuán)(它們可為直鏈或支鏈)的脂肪族胺，例如癸胺，十二烷基胺，十三烷基胺，十七烷基胺，十八烷基胺(octadecylamine)，十八烯胺和十八胺(stearylamine)。
含氧有機(jī)化合物的衍生物中，優(yōu)選的是具有8～20個(gè)碳原子的碳酰胺，例如油酰胺。
脂肪族胺化合物的實(shí)例是每個(gè)都含有C6～C30、優(yōu)選C8～C24、更優(yōu)選C10～C20直鏈或支鏈的烴鏈或基團(tuán)的脂族胺化合物。當(dāng)烷烴鏈中的碳原子數(shù)不在6～30范圍內(nèi)時(shí)，潤滑油就有可能不能產(chǎn)生預(yù)期的充分減摩效果。
C6～C30直鏈或支鏈烴鏈的具體實(shí)例包括烷基，例如己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、二十三烷基、二十四烷基、二十五烷基、二十六烷基、二十七烷基、二十八烷基、二十九烷基、三十烷基；以及烯基，例如十六碳烯基、十七碳烯基、十八碳烯基、十九碳烯基、二十碳烯基、二十一碳烯基、二十二碳烯基、二十三碳烯基、二十四碳烯基、二十五碳烯基、二十六碳烯基、二十七碳烯基、二十八碳烯基、二十九碳烯基、三十碳烯基。上述烷基和烯基包括所有可能的異構(gòu)體。另外，烯基的位置自由。
脂族胺化合物可以脂肪族一元胺及其烯化氧加合物、脂肪族多元胺、咪唑啉化合物、及其衍生物為例。上述脂族胺的具體實(shí)例包括脂族胺化合物，例如十二胺，十二烷基二乙基胺，十二烷基二乙醇胺，十二烷基二丙醇胺，十六胺，十八烷基胺，十八烷基四乙烯基五胺，十八胺，油基丙鄰二胺，油基二乙醇胺，以及N-羥乙基油烯基咪唑炔(N-hydroxyethyloleylimidazolyne)；上述脂族胺(C6～C28烷基或烯基胺)與烯化氧的加合物，例如N，N-聚氧化亞烷基-N-烷基胺；以及由上述脂族胺與C2～C30一元羧酸(例如脂肪酸)或C2～C30多元羧酸(例如乙二酸，鄰苯二甲酸，苯三酸和均苯四酸)反應(yīng)以中和或酰胺化全部或部分殘余氨基和/或亞氨基從而制備的酸改性化合物。關(guān)于本發(fā)明，N，N-二聚氧化亞乙基-N-油胺是優(yōu)選使用的。
用于手動(dòng)變速器的潤滑油組合物中所含脂族胺化合物的量(含量)沒有特殊限制，優(yōu)選基于潤滑油總量的0.05～3.0％，更優(yōu)選0.1～2.0％，最優(yōu)選為0.5～1.4％。當(dāng)脂肪酸酯摩擦改進(jìn)劑和/或脂肪族胺摩擦改進(jìn)劑的含量低于0.05％時(shí)，就有可能潤滑油不能產(chǎn)生足夠的減摩效果。當(dāng)脂肪酸酯摩擦改進(jìn)劑和/或脂肪族胺摩擦改進(jìn)劑的含量超過3.0％時(shí)，潤滑油產(chǎn)生足夠的減摩效果，但是在儲(chǔ)存穩(wěn)定性和兼容性方面不理想地惡化從而導(dǎo)致沉淀。
另外，用于本發(fā)明的連續(xù)可變變速器油或用于連續(xù)可變變速器的變速器油優(yōu)選包括作為無灰分散劑的聚丁烯基琥珀酰亞胺和/或其衍生物。本發(fā)明適用的聚丁烯基琥珀酰亞胺的具體實(shí)例包括下述通式(1)和(2)表示的化合物 在結(jié)構(gòu)式(1)和(2)中，n是1～5之間的整數(shù)，優(yōu)選為2～4以獲得良好的清潔效果。另外，PIB表示衍生自聚丁烯的聚丁烯基。聚丁烯可以在氟化硼或氯化鋁催化劑存在下、以聚丁烯能得到900～3500、優(yōu)選為1000～2000數(shù)均分子量的方式聚合高純度的異丁烯或者1-丁烯與異丁烯的混合物而制備得到。當(dāng)聚丁烯的數(shù)均分子量小于900時(shí)，就有可能不能得到足夠清潔效果。當(dāng)聚丁烯的數(shù)均分子量超過3500時(shí)，聚丁烯在低溫流動(dòng)性方面可能不理想地惡化。在聚丁烯基琥珀酰亞胺的生產(chǎn)中，聚丁烯可以在通過任何適當(dāng)處理(例如吸附法或清洗法)而除去痕量氟和氯殘留的精制之后使用，這些痕量氟和氯殘留是由上述聚丁烯生產(chǎn)催化劑所導(dǎo)致的。氟和氯的殘留量優(yōu)選控制在50ppm或更低，更優(yōu)選10ppm或更低，最優(yōu)選1ppm或更低。
聚丁烯琥珀酰亞胺的生產(chǎn)不受特別的限制。例如，聚丁烯基琥珀酰亞胺可以通過使上述聚丁烯的氯化物、或者已除去氟氯殘留的聚丁烯在100～200℃下與馬來酸酐反應(yīng)以生成聚丁烯基琥珀酸酯，然后使得到的聚丁烯基琥珀酸酯與多元胺(例如二亞乙基三胺，三亞乙基四胺，四亞乙基五胺，五亞乙基六胺)反應(yīng)來制得。
聚丁烯基琥珀酰亞胺衍生物可以以硼改性和酸改性的化合物為例，它們是通過使結(jié)構(gòu)式(1)和(2)的聚丁烯基琥珀酰亞胺與硼化合物或含氧有機(jī)物反應(yīng)以中和或酰胺化殘余氨基和/或亞氨基而制備的。其中，含硼聚丁烯基琥珀酰亞胺，尤其是含硼二(聚丁烯基)琥珀酰亞胺是優(yōu)選使用的。
上述硼化合物可以是硼酸、硼酸鹽或硼酸酯。硼酸的具體實(shí)例包括原硼酸、偏硼酸和對(duì)硼酸。硼酸鹽的具體實(shí)例包括銨鹽，例如偏硼酸銨、四硼酸銨、五硼酸銨和八硼酸銨。硼酸酯的具體實(shí)例包括硼酸和烷基醇(優(yōu)選C1～C6烷基醇)的酯，例如硼酸一甲酯、硼酸二甲酯、硼酸三甲酯、硼酸一乙酯、硼酸二乙酯、硼酸三乙酯、硼酸一丁酯、硼酸二丁酯、硼酸三丁酯。這里，硼和氮在含硼聚丁烯基琥珀酰亞胺中的含量比(B/N)以質(zhì)量計(jì)通常為0.1～3，優(yōu)選為0.2～1。
上述含氧化合物以下述為例C1～C30一元羧酸，例如甲酸、乙酸、乙醇酸、丙酸、乳酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一酸、十二酸、十三酸、十四酸、十五酸、十六酸、十七酸、硬脂酸、油酸、十九酸和二十酸；C2～C30二元羧酸，例如乙二酸、鄰苯二甲酸、苯三酸和均苯四酸，及其酸酐和酯；C2～C6烯化氧；以及羥基(聚)氧化亞烷基碳酸酯。
加入到潤滑油中的聚丁烯基琥珀酰亞胺和/或其衍生物的量不受特別的限制，優(yōu)選基于變速器油的總質(zhì)量為0.1～15％，更優(yōu)選1.0～12％。當(dāng)聚丁烯基琥珀酰亞胺和/或其衍生物的量低于0.1％時(shí)，就有可能不能得到足夠的清潔效果。當(dāng)聚丁烯基琥珀酰亞胺和/或其衍生物的量超過15％時(shí)，不經(jīng)濟(jì)。另外，這么大的聚丁烯基琥珀酰亞胺和/或其衍生物的量易于導(dǎo)致反乳化能力的惡化。
如上面所討論的，關(guān)于本發(fā)明，潤滑油可以在用于諸如DLC的硬碳薄膜的滑動(dòng)面與相對(duì)組件之間的情況下顯示出非常好的低摩擦特性。為了提高用于連續(xù)可變變速器的潤滑油(組合物)所需的性能，潤滑油可含其它添加劑，如金屬清潔劑，抗氧化劑，粘度指數(shù)改進(jìn)劑，除上述脂肪酸酯摩擦改進(jìn)劑和/或脂族胺摩擦改進(jìn)劑之外的其它摩擦改進(jìn)劑，除上述聚丁烯基琥珀酰亞胺和/或其衍生物之外的其它無灰分散劑，抗磨損劑或極壓(extreme-pressure)添加劑(試劑)，防銹劑，非離子型表面活性劑，反乳化劑，金屬減活化劑，和/或當(dāng)用于內(nèi)燃機(jī)時(shí)的消泡劑。這些添加劑可以單獨(dú)或者以兩種或多種混合物的形式使用，以滿足所需的變速器油性能。
金屬清潔劑可以是潤滑油通常所用的任何金屬清潔劑化合物。用于與本發(fā)明相關(guān)的金屬清潔劑的具體實(shí)例包括堿金屬或堿土金屬的磺酸鹽、酚鹽和水楊酸鹽；及其兩種或多種的混合物。堿金屬的實(shí)例包括鈉(Na)和鉀(K)，堿土金屬的實(shí)例包括鈣(Ca)和鎂(Mg)。與本發(fā)明相關(guān)，磺酸鈉和鈣、苯酚鈉和鈣、以及水楊酸鈉和鈣是適用的。金屬清潔劑的總堿值和量可以根據(jù)所需潤滑油的性能進(jìn)行選擇。金屬清潔劑的總堿值根據(jù)ISO 3771“堿值的測(cè)定-高氯酸電位滴定法”用高氯酸測(cè)量，通常為0～500mgKOH/g，優(yōu)選150～400mgKOH/g。金屬清潔劑的量通常為基于潤滑油總質(zhì)量的0.1～10％。
抗氧化劑可以是通常用于潤滑油的任何抗氧化劑。與本發(fā)明相關(guān)適用的抗氧化劑包括酚型抗氧化劑，例如4，4’-亞甲基對(duì)(2，6-二叔丁基苯酚)-和十八烷基-3-(3，5-二-叔丁基-4-羥基苯基)丙酸鹽；氨基型抗氧化劑，例如苯基-α-萘胺、烷基苯基-α-萘胺和烷基二苯胺；及其兩種或多種的混合物?？寡趸瘎┑牧客ǔ榛跐櫥涂傎|(zhì)量的0.01～5％。
粘度指數(shù)改進(jìn)劑可以下述為例非分散型粘度指數(shù)改進(jìn)劑，例如選自基丙烯酸以及共聚物的氫化物的一種或多種單體；以及分散型粘度指數(shù)改進(jìn)劑，例如甲基丙烯酸酯的共聚物(包括氮化合物)。也可以使用乙烯和α-烯烴的共聚物(例如丙烯、1-丁烯和1-戊烯)及其氫化物，聚異丁烯及其氫化物，苯乙烯和二烯烴的加氫共聚物，苯乙烯和馬來酸酐和聚烷基苯乙烯的共聚物作為粘度指數(shù)改進(jìn)劑。
粘度指數(shù)改進(jìn)劑的分子量需要根據(jù)剪切穩(wěn)定性進(jìn)行選擇。例如，粘度指數(shù)改進(jìn)劑的數(shù)均分子量，對(duì)分散型或非分散型聚甲基丙烯酸酯而言優(yōu)選在5,000～1,000,000之間，更優(yōu)選在100,000～800,000之間；對(duì)聚異丁烯及其氫化物而言在800～5,000之間；對(duì)乙烯/α-烯烴共聚物及其氫化物而言在800～300,000之間，優(yōu)選在10,000～200,000之間。上述粘度指數(shù)改進(jìn)化合物可以單獨(dú)或者以兩種或多種混合物的形式使用。粘度指數(shù)改進(jìn)劑的量優(yōu)選基于潤滑油總質(zhì)量為0.1～40.0％。
除上述脂族胺化合物之外的摩擦改進(jìn)劑可以以諸如硼酸酯、更高的醇和脂肪族醚的無灰摩擦改進(jìn)劑、以及諸如二硫代磷酸鉬、二硫代碳酸鉬和二硫化鉬的金屬摩擦改進(jìn)劑為例。
除上述聚丁烯基琥珀酰亞胺和/或其衍生物之外的無灰分散劑可以舉例如每個(gè)都具有900～3,500數(shù)均分子量的聚丁烯基的聚丁烯基苯胺和聚丁烯胺，具有低于900的數(shù)均分子量的聚丁烯基琥珀酰亞胺及其衍生物。
抗摩擦劑或極壓添加劑可以舉例如二硫化物，硫化脂肪和油，烯烴硫化物，具有一～三個(gè)C2～C20烷烴基團(tuán)的磷酸酯，硫代磷酸酯，亞磷酸酯，硫代亞磷酸酯，以及這些酯的胺鹽。
防銹劑可以舉例如烷基苯磺酸酯，二壬基萘，烯基琥珀酸的酯及多元醇的酯。
非離子型表面活性劑和反乳化劑可以舉例如非離子型聚烯基乙二醇表面活性劑，例如聚氧乙烯基烷基醚，聚氧化乙烯基烷基苯基醚，以及聚氧化乙烯基烷基萘基醚。
金屬減活性劑可以舉例如咪唑啉化合物，嘧啶衍生物，噻唑和苯并三唑。消泡劑可以舉例如硅氧烷，氟硅氧烷和氟烷基醚。
除脂肪酸酯摩擦改進(jìn)劑和/或脂族胺摩擦改進(jìn)劑之外的摩擦改進(jìn)劑、除聚丁烯基琥珀酰亞胺和/或其衍生物之外的無灰分散劑、抗磨損劑或極壓添加劑、防銹劑和反乳化劑中的每一種通常占潤滑油總質(zhì)量的0.01～5％，且金屬減失活劑以基于潤滑油總質(zhì)量的0.0005～1％被包含在內(nèi)。
實(shí)驗(yàn)1參考下面的實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例更具體地描述本發(fā)明，但實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例并非為了限制本發(fā)明的范圍。用滲碳SCM420不銹鋼作為基體材料。它被形成為塊和環(huán)，其尺寸是由Falex公司為LFW-1試驗(yàn)而限定的(參見下面提到的“LFW-1試驗(yàn)條件”)。
塊SCM420不銹鋼的滑塊是滲碳的且在低溫下回火，而且它們的滑動(dòng)面用包裝帶(wrapping tape)拋光和磨光以使表面粗糙度Ra為0.03μm。如此處理后的滑塊的表面任選地經(jīng)PVD或CVD處理以涂覆上一層鍍敷材料，從而在它的上面形成一層厚度為1.1μm的鍍層(硬碳薄膜)，然后再用包裝帶拋光和磨光，使表面粗糙度Ra為0.03μm。
環(huán)SCM420不銹鋼的環(huán)是滲碳的且在低溫下回火，而且它們的滑動(dòng)面用包裝帶拋光和磨光以使表面粗糙度Ra為0.04μm。如此制備的塊和環(huán)的細(xì)節(jié)總結(jié)在后附表1中。制備一種石蠟基礦物油(100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度為4.3mm2/sec)作為基礎(chǔ)油。在其中適當(dāng)添加脂肪酸酯、脂肪族胺、酰胺或醇摩擦改進(jìn)劑、以及CVTF包裝添加劑和聚甲基丙烯酸酯，以制備CVTF組合物。如在實(shí)施例1-1～1-11以及對(duì)比實(shí)施例1-1和1-2中那樣，得到的CVTF組合物與上述滑動(dòng)區(qū)聯(lián)用。這些實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例的細(xì)節(jié)表示在后附表2中。
表2中，脂肪酸酯是甘油一酯；商業(yè)產(chǎn)品CVTF是Nissan genuine油“NS-2”，該CVTF包括一種摩擦改進(jìn)劑；且CVTF包裝添加劑含有清潔分散劑、抗氧化劑、抗磨損劑、防銹劑、傾點(diǎn)下降劑、消泡劑及其類似物的混合物(但不含摩擦改進(jìn)劑)。根據(jù)ASTM D2714規(guī)定的LFW-1測(cè)試方法，在下面提到的測(cè)試條件下測(cè)試試樣。由各試樣在試驗(yàn)開始后60分鐘內(nèi)的摩擦力計(jì)算其摩擦系數(shù)。得到的結(jié)果表示在表4中。LFW-1測(cè)試條件測(cè)試設(shè)備Falex環(huán)-塊(Block-on-Ring)摩擦和磨損試驗(yàn)機(jī)，F(xiàn)alex公司生產(chǎn)；試樣塊(Falex型H-60)環(huán)(Falex型S-10)滑動(dòng)速度0.26米/秒負(fù)載222.5N；油溫110℃；且測(cè)試時(shí)間60分鐘。
由表2可以理解，聯(lián)合使用摩擦改進(jìn)劑和DLC(α-C)帶來了比僅用DLC(α-C:H)或沒有鍍層的情況更大的減摩效果?，F(xiàn)在可以相信，實(shí)施例3-6在減摩效果方面是最好的。
如上面所描述，在這一實(shí)施方案中，一定量的連續(xù)可變變速器油組合物存在于涂覆有硬碳薄膜的滑動(dòng)件與由任何材料形成的相對(duì)組件之間的位置上。因此，本實(shí)施方案提供了一種在連續(xù)可變變速器中的低摩擦滑動(dòng)件，它的優(yōu)點(diǎn)是良好耐磨損性，為其提供了無極變速器油組合物。
第二個(gè)實(shí)施方案將討論根據(jù)本發(fā)明的變速器中的低摩擦滑動(dòng)件的第二個(gè)實(shí)施方案。
在自動(dòng)變速器中的低摩擦滑動(dòng)件是至少一個(gè)在連續(xù)可變變速器油或可被稱作“ATF(組合物)”的流體(組合物)存在下彼此滑動(dòng)接觸的滑動(dòng)件。該低摩擦滑動(dòng)件具有一個(gè)滑動(dòng)區(qū)，該滑動(dòng)區(qū)的滑動(dòng)面涂敷有硬碳薄膜。自動(dòng)變速器油(潤滑油)含有有機(jī)氧化合物和脂族胺化合物中的至少一種作為無灰摩擦改進(jìn)劑。依靠自動(dòng)變速器油，滑動(dòng)件的至少一個(gè)滑動(dòng)面被硬碳薄膜涂覆，且因此滑動(dòng)件可以用遠(yuǎn)低于常規(guī)技術(shù)的摩擦彼此滑動(dòng)接觸。低摩擦滑動(dòng)件的實(shí)例是連續(xù)可變變速器中的齒輪、旋轉(zhuǎn)軸、軸承的部件及其類似物。圖2表示用于自動(dòng)變速器中的一個(gè)齒輪的一個(gè)齒10A的一個(gè)部分。齒輪齒10A包括滑動(dòng)面上被硬碳薄膜14A涂覆的基體材料12A。
硬碳薄膜是由例如主要由碳原子和無定形組成的DLC(類金剛石碳)材料所形成。該DLC材料在碳間成鍵方式上有金剛石(SP3成鍵)結(jié)構(gòu)和/或石墨(SP2成鍵)結(jié)構(gòu)。更具體地，硬碳薄膜是由由碳組成的不含氫無定形碳(α-C)、含氫無定形碳(α-C:H)、或者含有金屬元素鈦(Ti)或鉬(Mo)作為其一部分的金屬碳化物或金屬碳(MeC)形成的。
隨著硬碳薄膜中的氫含量增加，摩擦系數(shù)增加。因此在本發(fā)明中必須的是，硬碳薄膜中的氫含量上限為20原子％。為了充分降低潤滑油在滑動(dòng)中的摩擦系數(shù)并得到穩(wěn)定的滑動(dòng)特性，硬碳薄膜中的氫含量優(yōu)選不超過10原子％，更優(yōu)選不超過0.5原子％。
具有如此低的氫含量的硬碳薄膜是通過基本上不使用氫和/或含氫化合物的PVD方法得到的，例如濺射法或離子鍍方法。這種情況下，優(yōu)選在烘烤反應(yīng)器和用于支撐基體材料的工具，及充分清洗基體材料的表面以減少硬碳薄膜中的氫含量，以及在薄膜形成操作中使用不含氫的氣體時(shí)，進(jìn)行硬碳薄膜的薄膜形成操作。
硬碳薄膜形成在基體材料的表面上。由于硬碳薄膜的薄膜厚度相當(dāng)小，硬碳薄膜形成前的基體材料表面粗糙度極大地影響著形成于基體材料表面上的硬碳薄膜的表面粗糙度。因此，在基體材料沒有被硬碳薄膜涂覆之前，基體材料的表面粗糙度(中心線平均粗糙度)Ra優(yōu)選不大于0.1μm。如果基體材料的薄膜粗糙度超過0.1μm，由硬碳薄膜的表面粗糙度造成的凸起部分增加了對(duì)相對(duì)組件的局部Hertz’s接觸壓，從而誘導(dǎo)了硬碳薄膜中裂縫的形成。表面粗糙度Ra在JIS(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))B 0601(:2001)中解釋為Ra75。
硬碳薄膜優(yōu)選具有在10g載荷應(yīng)用下測(cè)量的、范圍在1000～3500之間的表面硬度或顯微維氏硬度(Hv)，以及范圍在0.3～2.0μm之間的厚度。如果硬碳薄膜的表面硬度和厚度超出了上述范圍，則在薄膜硬度(Hv)小于1000且厚度小于0.3μm時(shí)將發(fā)生硬碳薄膜的磨損，在表面硬度(Hv)超過3500且厚度超過2.0μm時(shí)將傾向于發(fā)生硬碳薄膜的剝離。
本實(shí)施方案的低摩擦滑動(dòng)件用作自動(dòng)變速器中的滑動(dòng)件尤其有效，該自動(dòng)變速器的滑動(dòng)件具有各自的滑動(dòng)表面，這些表面在可接觸滑動(dòng)面之間提供的自動(dòng)變速器油的存在下，與由鐵基材料或鋁合金形成的相對(duì)組件的滑動(dòng)面之間滑動(dòng)接觸。本實(shí)施方案的自動(dòng)變速器油不包括連續(xù)可變變速器，因此意味著得到了速度改變操作非連續(xù)或步進(jìn)式的變速器。
下面，將討論用于連續(xù)可變變速器的自動(dòng)變速器油。
該自動(dòng)變速器變速器油優(yōu)選含有一種基礎(chǔ)油，以及有機(jī)含氧化合物和脂族胺化合物中的至少一種作為無灰摩擦改進(jìn)劑。必須指出的是，在滑動(dòng)表面被硬碳薄膜涂覆處存在變速器油時(shí)，能得到非常優(yōu)越的低摩擦特性。
自動(dòng)變速器油的基礎(chǔ)油、有機(jī)含氧化合物和脂族胺化合物與第一實(shí)施方案連續(xù)可變變速器油中所用的相同。另外，本實(shí)施方案中的自動(dòng)變速器油可以含有除連續(xù)可變變速器油所用的基礎(chǔ)油、有機(jī)含氧化合物、脂肪族胺化合物之外的其它組分。
實(shí)驗(yàn)2參考下面的實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例更具體地描述本發(fā)明，但實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例并非為了限制本發(fā)明的范圍。用滲碳SCM420不銹鋼作為基體材料。它被形成為塊和環(huán)，其尺寸是由Falex公司為LFW-1試驗(yàn)而限定的(參見下面提到的“LFW-1試驗(yàn)條件”)。
塊SCM420不銹鋼的滑塊是滲碳的且在低溫下回火，而且它們的滑動(dòng)面用包裝帶拋光和磨光以使表面粗糙度Ra為0.03μm。如此處理后的滑塊的表面任選地經(jīng)PVD或CVD處理以涂覆一層鍍敷材料，從而在它的上面形成一層厚度為1.1μm的鍍層(硬碳薄膜)，然后再用包裝帶拋光和磨光，使表面粗糙度Ra為0.03μm。
環(huán)SCM420不銹鋼的環(huán)是滲碳的且在低溫下回火，而且它們的滑動(dòng)面用包裝帶拋光和磨光以使表面粗糙度Ra為0.04μm。如此制備的滑塊和環(huán)的細(xì)節(jié)總結(jié)在后附表3中。制備一種石蠟基礦物油(100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度為4.3mm2/sec)作為基礎(chǔ)油。在其中適當(dāng)添加脂肪酸酯、脂肪族胺、酰胺或醇摩擦改進(jìn)劑、以及ATF包裝添加劑和聚甲基丙烯酸酯，以制備ATF組合物。如在實(shí)施例2-1～2-11以及對(duì)比實(shí)施例2-1和2-2中那樣，得到的ATF組合物與上述滑動(dòng)區(qū)聯(lián)用。這些實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例的細(xì)節(jié)表示在后附表4中。
表4中，脂肪酸酯是甘油一酯；商業(yè)產(chǎn)品ATF是Nissan genuine油“Matic-J”，該ATF包括一種摩擦改進(jìn)劑；且ATF包裝添加劑含有一種摩擦改進(jìn)劑。根據(jù)ASTM D2714規(guī)定的LFW-1測(cè)試，在下面提到的測(cè)試條件下測(cè)試試樣。由各試樣(塊)在試驗(yàn)開始后60分鐘內(nèi)的摩擦力計(jì)算其摩擦系數(shù)。得到的結(jié)果表示在表4中。LFW-1測(cè)試條件測(cè)試設(shè)備Falex環(huán)-塊摩擦和磨損試驗(yàn)機(jī)，F(xiàn)alex公司生產(chǎn)；試樣塊(Falex型H-60)環(huán)(Falex型S-10)；滑動(dòng)速度0.26m/sec；
負(fù)載222.5N；油溫110℃；且測(cè)試時(shí)間60分鐘。
由表4可以理解，聯(lián)合使用摩擦改進(jìn)劑和DLC(α-C)帶來了比僅用DLC(α-C:H)或沒有鍍層的情況更大的減摩效果。現(xiàn)在可以相信，實(shí)施例2-6在減摩效果方面是最好的。
如上所述，在這一實(shí)施方案中，一定量的連續(xù)可變變速器油組合物存在于涂覆有硬碳薄膜的滑動(dòng)件與由任何材料形成的相對(duì)組件之間的位置上。因此，本實(shí)施方案提供了一種在連續(xù)可變變速器中的低摩擦滑動(dòng)件，其優(yōu)點(diǎn)是它的摩擦非常低而且穩(wěn)定，它具有良好的耐磨損性，并為其提供了自動(dòng)變速器油組合物。
雖然在實(shí)施方案中硬碳薄膜(例如鉆石類碳薄膜)描述成用PVD工藝制備，很顯然硬碳薄膜也可用CVD工藝制備。
日本專利申請(qǐng)P2003-208366(2003年8月22日申請(qǐng))，P2003-208368(2003年8月22日申請(qǐng))，P2004-230038(2004年8月6日申請(qǐng))和P2004-230039(2004年8月6日申請(qǐng))的全部內(nèi)容通過參考而包括在此。
盡管上面通過參考本發(fā)明的某些實(shí)施方案和實(shí)例而描述了本發(fā)明，但是，本發(fā)明并非限制到上述實(shí)施方案和實(shí)例上。根據(jù)上述教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員將想到上述實(shí)施方案和實(shí)例的修改和變異。本發(fā)明的范圍參考下面的權(quán)利要求進(jìn)行限定。
表1
注HRC表示洛氏硬度(C Scale)
表2
表3
注HRC表示洛氏硬度(C-Scale)
表權(quán)利要求
1.一種變速器中的低摩擦滑動(dòng)件，該滑動(dòng)件是在變速器油組合物存在下彼此滑動(dòng)接觸的滑動(dòng)件中的至少一個(gè)，該低摩擦滑動(dòng)件包括具有滑動(dòng)區(qū)的基體材料；和涂覆在基體材料滑動(dòng)區(qū)的滑動(dòng)面上的硬碳薄膜，該硬碳薄膜含有不超過20原子％的氫，其中，變速器油組合物包括有機(jī)含氧化合物和脂族胺化合物中的至少一種。
2.如權(quán)利要求1所述的低摩擦滑動(dòng)件，其中變速器是一種連續(xù)可變變速器，而且變速器油組合物是一種連續(xù)可變變速器油組合物。
3.如權(quán)利要求2所述的低摩擦滑動(dòng)件，其中硬碳薄膜含有不超過10原子％的氫。
4.如權(quán)利要求2所述的低摩擦滑動(dòng)件，其中硬碳薄膜含有不超過0.5原子％的氫。
5.如權(quán)利要求2所述的低摩擦滑動(dòng)件，其中，在基體材料被硬碳薄膜涂覆以前，基體材料的滑動(dòng)區(qū)具有不大于0.1μ的表面粗糙度(Ra)。
6.如權(quán)利要求2所述的低摩擦滑動(dòng)件，其中硬碳薄膜具有以10g載荷下測(cè)量的顯微維氏硬度計(jì)范圍在1000～3500之間的表面硬度(Hv)，以及范圍在0.3～2.0μm之間的厚度。
7.如權(quán)利要求2所述的低摩擦滑動(dòng)件，其中有機(jī)含氧化合物是選自由至少一種一元醇、至少一種多元醇、至少一種羧酸、至少一種醚、至少一種一元醇的衍生物、至少一種多元醇的衍生物、至少一種羧酸的衍生物、至少一種醚的衍生物以及至少一種酯的衍生物組成的組中的至少一種化合物，該有機(jī)含氧化合物以基于連續(xù)可變變速器油組合物總量的0.05～3.0％的量而被包含在內(nèi)。
8.如權(quán)利要求2所述的低摩擦滑動(dòng)件，其中連續(xù)可變變速器油組合物含有包括6～30個(gè)碳原子的烴鏈的脂族胺化合物，其含量基于連續(xù)可變變速器油組合物的總質(zhì)量為0.05～3.0質(zhì)量％。
9.如權(quán)利要求2所述的低摩擦滑動(dòng)件，其中連續(xù)可變變速器油組合物包括聚丁烯基琥珀酰亞胺和聚丁烯基琥珀酰亞胺衍生物中的至少一種。
10.如權(quán)利要求9所述的低摩擦滑動(dòng)件，其中，聚丁烯基琥珀酰亞胺和聚丁烯基琥珀酰亞胺衍生物中的至少一種是以基于連續(xù)可變變速器油組合物總質(zhì)量的0.1～15質(zhì)量％的量而被包含在內(nèi)。
11.如權(quán)利要求1所述的低摩擦滑動(dòng)件，其中變速器是一種自動(dòng)變速器，而變速器油組合物是一種自動(dòng)變速器油組合物。
12.如權(quán)利要求11所述的低摩擦滑動(dòng)件，其中硬碳薄膜含有不超過10原子％的氫。
13.如權(quán)利要求11所述的低摩擦滑動(dòng)件，其中硬碳薄膜含有不超過0.5原子％的氫。
14.如權(quán)利要求11所述的低摩擦滑動(dòng)件，其中，在基體材料被硬碳薄膜涂覆以前，基體材料的滑動(dòng)區(qū)具有不大于0.1μ的表面粗糙度(Ra)。
15.如權(quán)利要求11所述的低摩擦滑動(dòng)件，其中硬碳薄膜具有以10g載荷下測(cè)量的顯微維氏硬度計(jì)范圍在1000～3500之間的表面硬度(Hv)，以及范圍在0.3～2.0μm之間的厚度。
16.如權(quán)利要求11所述的低摩擦滑動(dòng)件，其中有機(jī)含氧化合物是至少一種選自由至少一種一元醇、至少一種多元醇、至少一種羧酸、至少一種醚、至少一種一元醇的衍生物、至少一種多元醇的衍生物、至少一種羧酸的衍生物、至少一種醚的衍生物以及至少一種酯的衍生物組成的組的化合物，該有機(jī)含氧化合物以基于自動(dòng)變速器油組合物總量0.05～3.0％的量而被包含在內(nèi)。
17.如權(quán)利要求11所述的低摩擦滑動(dòng)件，其中連續(xù)可變變速器油組合物含有包括6～30個(gè)碳原子的烴鏈的脂族胺化合物，其含量基于自動(dòng)變速器油組合物的總質(zhì)量為0.05～3.0質(zhì)量％。
18.如權(quán)利要求11所述的低摩擦滑動(dòng)件，其中自動(dòng)變速器油組合物包括聚丁烯基琥珀酰亞胺和聚丁烯基琥珀酰亞胺衍生物中的至少一種。
19.如權(quán)利要求18所述的低摩擦滑動(dòng)件，其中所述的聚丁烯基琥珀酰亞胺和聚丁烯基琥珀酰亞胺衍生物中的至少一種以基于自動(dòng)變速器油組合物總質(zhì)量的0.1～15質(zhì)量％的量而被包含在內(nèi)。
20.一種用于變速器中的低摩擦滑動(dòng)件的變速器油組合物，該滑動(dòng)件是在變速器油組合物存在下彼此滑動(dòng)接觸的滑動(dòng)件中的至少一個(gè)，該低摩擦滑動(dòng)件包括一個(gè)具有滑動(dòng)區(qū)的基體材料，以及涂覆在該基體材料滑動(dòng)區(qū)的滑動(dòng)面上的硬碳薄膜，該硬碳薄膜含有不超過20原子％的氫，該變速器油組合物包括有機(jī)含氧化合物和脂族胺化合物中的至少一種。
全文摘要
變速器中的低摩擦滑動(dòng)件是在變速器油組合物存在下彼此滑動(dòng)接觸的滑動(dòng)件中的至少一個(gè)。該低摩擦滑動(dòng)件包括一個(gè)具有滑動(dòng)區(qū)的基體材料。一硬碳薄膜涂覆在該基體材料滑動(dòng)區(qū)的滑動(dòng)面上。該硬碳薄膜含有不超過20原子％的氫。該變速器油組合物包括有機(jī)含氧化合物和脂族胺化合物中的至少一種。
文檔編號(hào)C10M133/06GK1597888SQ20041006415
公開日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2004年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月22日
發(fā)明者石川貴朗, 中村清隆, 加納真, 上野貴文 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社