專利名稱：：用于改進(jìn)磨損性能的涂層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明的公開內(nèi)鄉(xiāng)及潤滑表面，并特另u涉湖于改進(jìn)表面潤滑以提供潤滑部件^s的磨損性能和摩擦特性的方法。
背景技術(shù)：
：io表面性質(zhì)如粗糙度、硬度和塑性對防止軸承和齒輪的磨損和疲勞是關(guān)鍵的。例如，為了減少齒輪上的點(diǎn)蝕和微點(diǎn)蝕，需要把表面粗糙度減至撮小?？稍诒砻嫱扛餐繉佣皇?超級后處理"表面以提高其抗磨損和抗疲勞性能。對未涂覆表面的研究揭示了潤滑齊贓少摩擦和形成膜的能力對于潤滑齊啲抗疲勞和抗磨損性能是關(guān)鍵的，特別對于滾動體，如辦由承或滾柱軸承、和齒輪。15—種可用于滾動體和齒輪的潤滑原理被稱為流體彈性動力學(xué)(EHD)潤滑。用于滾動軸承和齒輪的潤滑EHD理論是潤滑齊嘴膜她其接觸面以及薄膜影響軸承和齒輪的壽命。然而，表面粗糙度在EHD潤滑中是重要的考慮因素。粗糙度定義為表面的高點(diǎn)和低點(diǎn)之間距離的算術(shù)平均值，有時(shí)被稱為中心線平均值(CLA)。20延長的齒輪疲勞點(diǎn)蝕壽命對于今天的汽車和工業(yè)的齒輪油是基本性能要求。過去的研究表明齒輪表面粗糙度和油的化學(xué)及物理性能都對油防止表面點(diǎn)蝕形成的能力具有顯著的影響。如果油的膜厚增加并且邊界摩少，貝鵬防止點(diǎn)蝕的能力得到改進(jìn)。表面粗糙度對金屬疲勞行為的影響已經(jīng)被廣泛研究并被本領(lǐng)域技術(shù)人員充分理解。例如，表面點(diǎn)蝕的研究被Li,S.,Devlin,M.T.,Miner,25J.L.,Iyer,R.N.,HopricbM.R.,禾口Cameron^T.M.在題為"InvestigationofPittingMechnismintheFZGPittingTest",SAEPaperNo.2003-01-3233(2003)的文章中描述。表面粗糙度對齒輪點(diǎn)蝕的影響被Jao,T《，DevlinM.T.,Miner,J.,Iyer,R.禾口Hoeprich,M,R.，在題為"InfluenceofSrufaceRouhnessonGearPittingBehavior",GearTechnologyMav/June2006p30-38的文章中描述。用于預(yù)測疲勞壽命的模型30的發(fā)展被Jao,T-C,Devlin,M.T.,Baren,R.E.,Milner,J.，Koglin,C.,Ryan,H.T.和HoepricbM.R.在題為"DevelopmentofaModeltoPredictFatigueLifeintheFZGMcropittingTest",SAEPaperNo.2005-01-2179(2005)的文章中描述。已確定的是M^表面粗糙度使可發(fā)展形戯面凹坑的表面微凹坑的形成減到最少。因此，持續(xù)需要進(jìn)一步改進(jìn)潤滑表面的表面特性以延長特別用于齒輪和滾柱軸承應(yīng)用5的潤滑的部件的壽命。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)典型實(shí)施方案，本發(fā)明的公開內(nèi)容提供包括具有從約0.1到約0.5毫克每平方厘米的范圍的膜密度的憐酸錳膜的潤滑表面，和提供表面潤滑的潤滑10油，其中該油包括磷抗磨劑。在另一典型實(shí)施方案中，本發(fā)明的公開內(nèi)容提供一種對在其潤滑期間同時(shí)減少磨損和改進(jìn)疲勞M有效的涂覆表面。涂覆表面包含磷酸鹽成分，所述磷lta成分具有從約0.1到約0.5毫克每平方厘米的范圍的膜密度以及具有從約6至喲10縣的范圍的粒度。15又另一個典型實(shí)M案提供一種方法，所述方法用于同時(shí)防止?jié)櫥砻娴哪p和^it潤滑表面的疲勞壽命。該方法包括用^l酸鹽化合物涂覆潤滑表面以提供具有具有從約O.l到約0.5毫克每平方厘米的范圍的膜密度的層。磷M&涂覆的表面隨后被包含磷抗磨劑的潤滑油潤滑。本發(fā)明的公開內(nèi)容的另一典型實(shí)施方案提供一種用于改進(jìn)潤滑表面在表20面潤滑期間磨損性能的方法。該方法包括招閏滑表面涂覆磷Kk膜。磷酸鹽膜包含具有從約6到約10微米的范圍的粒度的磷顆粒。表面隨后被包括磷抗磨劑的潤滑油潤滑。因此，在此公開以下實(shí)案。方案l.潤滑表面，包括25在潤滑表面上的具有從約0.1到約0.5毫克每平方厘米的范圍的膜密度的磷勝鵬，和樹共表面潤滑的潤滑油，其中該油包含磷抗磨劑。方案2.方案l的潤滑表面，其中磷勝鵬包含具有從約6到約10的范圍的粒度的磷Mf，粒。30方案3.方案l的潤滑表面，其中潤滑表面包括齒輪表面。方案4.方案l的潤滑表面，其中il抗磨劑包括^^烷基酯化合物。方案5.方案4的潤滑表面，其中磷抗磨劑包括酸式磷IM基酯。方案6.—種涂覆表面，其對在其潤滑期間同時(shí)減少磨損和M疲勞壽命是有效的，該涂覆表面包括磷麟成分，所述磷麟成分具有從約0.1到約0.5毫克每平方厘米的范圍的膜密度以及具有從約6到約10微米的范圍的粒度。方案7.方案6的涂覆表面，其中磷lffi包括磷itf孟。方案8.方案6的涂覆表面，其中表面包括齒輪表面。方案9.方案6的涂覆表面，其中提供潤滑的潤滑劑包括磷抗磨劑。方案IO.方案6的涂覆表面，其中磷抗磨劑包括磷酸烷基酯化合物。方案ll.方案10的涂覆表面，其中磷抗磨劑包括酸式磷酸戊基酯。方案12.—種用于同時(shí)防止?jié)櫥砻婺p和改進(jìn)潤滑表面疲勞壽命的方法，包括用具有從約0.1到約0.5毫克每平方厘米的范圍的膜密度的磷酸鹽化合物涂覆潤滑表面，并且用包含磷抗磨劑的潤滑油潤滑磷M&涂覆的表面。方案13.方案12的方法，其中磷化合物包括磷^!孟。方案14.方案13的方法，其中磷酸錳包括具有從約6到約10M的范圍的粒度的磷Kk顆粒。方案15.方案12的方法，其中磷抗磨劑包括磷,基酯化合物。方案16.方案15的方法，其中磷抗磨劑包括酸式磷酸戊基酯。方案17.方案12的方法，其中潤滑表面包括齒輪表面。方案18.—種用于艦潤滑表面在表蹄閏滑期間磨損性能的方法，包括對潤滑表面施涂磷,膜，其中磷酸包含具有從約6到約10微米的范圍的粒度的磷Kk^粒；禾口用包含^l抗磨劑的潤滑油潤滑表面。方案19.方案18的方法，其中磷^k膜具有從約0.1到約0.5毫克每平方厘米的范圍的膜密度。方案20.方案18的方法，其中磷M^包括磷勝孟化合物。方案21.方案18的方法，其中磷抗磨齊抱括磷麟基酯化，。方案22.方案21的方法，其中磷抗磨齊抱括酸式磷艦基酯。方案23.方案18的方法，其中潤滑表面包括齒輪表面。本發(fā)明的公開內(nèi)容的實(shí)施方案的優(yōu)點(diǎn)是顯著改進(jìn)了用磷酸鹽化合物涂覆的潤滑表面的磨掛鵬挪摩擦性能，與未涂覆表面相比。ffl)l參考典型實(shí)施方案的詳細(xì)描述并結(jié)合下述附圖進(jìn)行考慮，典型實(shí)^"案的更多優(yōu)點(diǎn)可變得顯而易見，所述附圖中示出了所述典型實(shí)施方案的一個或多個非限制性方面，其中類似的附圖標(biāo)記在如下M附圖中表示類似或相似的元件10圖1是涂有根據(jù)本發(fā)明的公開內(nèi)容的磷涂層的表面的掃描電子顯微鏡圖像。圖2是根據(jù)本發(fā)明的公開內(nèi)容的潤滑表面上的磨損痕截面的典型痕跡圖示。圖3是根據(jù)本發(fā)明的公開內(nèi)容的潤滑表面的磨損和表面特性的相關(guān)曲線。15圖4是根據(jù)本發(fā)明的公開內(nèi)容的潤滑表面的邊界摩擦系數(shù)和表面特性的相關(guān)曲線o圖5是根據(jù)本發(fā)明的公開內(nèi)容的潤滑表面上的兩種油的EHD膜厚度圖示。圖6是根據(jù)本發(fā)明的公開內(nèi)容的潤滑表面的疲勞性能和表面特性的相關(guān)曲線。20具體實(shí)施例方式本文使用的術(shù)語"烴基取代基"或'烴基基團(tuán)"以其被本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的通常意義被使用。具體地，其指代具有直接連接到分子剩余部分的碳原子并主要具有纟勁寺性的基團(tuán)。烴基基團(tuán)的例賴?yán)?5(l)烴取代基，聊旨肪族的(例如烷基和烯萄、月旨環(huán)族的(例如環(huán)烷基、環(huán)烯萄取代基和芳方務(wù)、月旨肪腠和脂環(huán)膝取代的芳族取代基，以及其中環(huán)ffl31分子的另一部分完成的環(huán)狀取代與例如兩個取代基一起形成一個脂環(huán)族基助；(2)取代的烴取代基，即包含非烴基團(tuán)的取代基，根據(jù)本發(fā)明的上下文，所述基團(tuán)不改鼓要的烴取代與例如離素(尤其是氯和氟)、羥基、烷氧基、巰基、30烷S^基、硝基、亞硝凝n硫氧基)；(3)雜取j堪，即當(dāng)取代基具有主要的傲寺性時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的上下文，在另外由碳原子組成的環(huán)或Hi:包含碳以夕卜的原子的取代基。雜原^括硫、氧、氮，并包括取代基如吡啶基呋喃基噻吩基和咪唑基。通常，在烴基基團(tuán)中每十個碳原子中存在不超過兩個非烴取代基，tt^不超過一個；典型地，烴基5基團(tuán)中將不存在非烴取〗堪。本文使用的術(shù)語"重量百分?jǐn)?shù)"，除非清楚地另外規(guī)定，表示列舉的組分在全部成分的重量中的百分?jǐn)?shù)。為了改進(jìn)齒輪和滾柱軸承的磨損特性，可以使用與特別的磷Kfc涂層相結(jié)合的潤滑油成分。具體地，包含具有特別的^^層膜密度和粒度的磷酸鹽^^層的io潤滑表面可以提供鵬的磨損特性和摩擦特性。對于從約6到約10的范圍的磷Kfe粒度，磷酸鹽涂層的膜密度希望在約O.l到約0.5毫克每平方厘米的范圍內(nèi)。當(dāng)涂層膜密度增力口超過約0.5毫克每平方厘米時(shí)，己觀察至U邊界摩擦系數(shù)增大。3^見察到表面的耐磨性隨粒度從約6'絲到約10的增加而增加。因此，在前述范圍內(nèi)并具有指定粒度的磷酸鹽涂層可能特別適于改進(jìn)齒輪和滾柱15軸承的磨損特性和摩擦特性。磷^&涂層中，/，擦和/鵬損的觀點(diǎn)來看，磷,孟涂層是最理想的?？墒褂霉耐扛布夹g(shù)如在GB812,095和GB1,417,369所一般描述的，^il酸錳涂層涂覆于金屬表面。另一個可有利于^S磷Kfe涂層性能特征的因素是，在用于潤滑表面的潤20滑劑成分中包括一些表面活性劑。特別地，潤滑油配方可包含除其它常規(guī)潤滑劑添加劑和基礎(chǔ)油外的磷ii^基酯抗磨添加劑。特別合適的用于潤滑劑配方的磷^S酯抗磨劑是酸式磷酸戊基酯。潤滑劑可包含基于潤滑劑總重量的約0.1至喲1.0wt.%的磷麟基酯以M^潤滑劑磨損和減小潤滑齊啲邊界摩擦系數(shù)。適用于配制根據(jù)本發(fā)明的公開內(nèi)容的典型實(shí)施方案的潤滑劑成分的基礎(chǔ)25油可選自任何合成^^然的油或其混合物。天然的油包括動物油和植物油(如蓖麻油、豬油)以及礦物潤滑油如液條油和石蠟、環(huán)烷或混合的石蠟-環(huán)烷鄉(xiāng)的溶劑處理或酸處理的礦物潤滑油。從煤或頁巖得到的油也^i合的。基礎(chǔ)油在IO(TC下典型地具有約2到約15cSt的粘度^約2到約10cSt。因此，所用的可以4OT的基礎(chǔ)油可選自列舉在美國石油學(xué)會基礎(chǔ)油可交換性準(zhǔn)貝iJ(American30PetroleumInstitute(API)BaseOilInterchangeabilityGuidelines)里的I—V組的任亍可基礎(chǔ)油。這^S礎(chǔ)油組如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>I—m組是礦物油基本原料。5為了評價(jià)用于齒輪和滾柱軸承應(yīng)用的磷酸鹽涂層的效力，評估了表面涂層對潤滑劑性能的影響。具體地，在未涂覆和磷酸鹽涂覆的齒輪上進(jìn)行高頻率往復(fù)鉆機(jī)(HFRR)的磨損和摩擦測試。檢驗(yàn)了磷離涂層對疲勞壽命和磨損的影響。具體地，表面上磷^f孟(MnP)的密度和MnP粒自疲勞和磨損的影響根據(jù)以下非限制性實(shí)施例得以確定。10實(shí)施例1檢驗(yàn)了六種不同的磷酸鹽涂覆表面。磷酸鹽涂覆表面具有不同的沉積在表面上的MnP的密度并且表面上的MnP顆粒尺寸也是變化的。圖1是幾個被檢驗(yàn)的表面的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像。圖1中，圖像10A和10B是涂覆了粒15度為約2.5的MnP的表面，圖像12A和12B是涂覆了粒度為4.5的MnP的表面，以及圖像14A和14B是涂覆了粒度為12'的MnP的表面。還檢驗(yàn)了施涂了涂層的鋼鐵材料。表1包括了所有研究的表面以及M表面的表面粗糙度(Ra)的列表。表I:檢驗(yàn)過的表面<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>禾,戰(zhàn)涂覆表面湖賦符合APIGL5齒輪油規(guī)格的兩種新鮮油。油1包含0.75wt.%磷麟基酯抗磨劑和5.5wt.%常規(guī)添加劑。油2包含0.45wt.%磷酸烷5基酯抗磨齊訴卩8.0wD常規(guī)添加劑。用于油中的常規(guī)添加劑是硫化烯烴、多硫化物、琥珀酰亞胺分散劑、胺摩擦改性劑、二硫代二唑緩蝕劑和防沫劑。油形成膜和減少摩擦的能力與齒輪疲勞壽命有關(guān)。因此，基于具有的不同膜成形和摩4、性能鵬擇進(jìn)行測試的油。有油的磨損測試il31使用HFRR進(jìn)行。在HFRR測試中，球體跨躍表1所io述的表面的lcmxlcm的片(piece)擺動。球體以20Hz的皿在一毫米的路《處擺動，在球體和觀Uitt面之間夕卜力卩700g載荷。測i敬12(TC的^^下進(jìn)行60併中。在觀賦期間，測定針油-表面組合的邊界摩擦系數(shù)。測i貌，4頓PrecisionDevicesIncorporated(PDI)的MircoAnalyzer2000測量了測試表面上磨損痕的表面痕跡。圖2圖示了ffi51前述磨損測試產(chǎn)生的典型的PDI磨損痕跡16。測定每15個油-表面組合的磨損,的截面面積。4頓光學(xué)干涉儀測量兩種油的EHD膜厚度。膜厚度在IOO"C和lm/sec的下測量。4頓油的邊界摩擦和膜厚與材料的表面粗糙度計(jì)算FZG點(diǎn)蝕測試中的預(yù)計(jì)疲勞壽命。表面涂層對磨損、邊界摩擦和預(yù)計(jì)疲勞壽命的影響可使用以下方程進(jìn)行描述20性能二A+BxMnP的密度+0粒度+Dx油影響(1)在方程(l)中，"油影響"為被測試表面的油1和油2之間的性育瞎異。常數(shù)A、B、C和D的Hffi標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)方法確定。此外，一旦B和C的值己知，就可5如下面所示計(jì)算MnP的密度和粒度對磨損、邊界摩擦或預(yù)計(jì)點(diǎn)蝕的相關(guān)影響。表n示出了在表I所述的與油-1或油-2結(jié)合的表面上進(jìn)行的HFRR測試的磨損痕截面面積。油-1被設(shè)計(jì)形成比油-2厚的EHD膜，但是沒有如油-2—樣減少摩擦。HFRR磨損測試被設(shè)計(jì)以至EHD膜的形成減至嘬少，因此油性能的不同是兩種流體中不同表面活性劑的結(jié)果而不是其形成EHD膜的能力不同的結(jié)io果。表II:涂覆表面上的磨損<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>②括號內(nèi)的值是在磨損痕觀懂中的標(biāo)準(zhǔn)偏差i5如表n所示，由于油中的表面活性劑的不同，油-2在所有表面上比油-i更好地防止了磨損。耐磨性隨表面形態(tài)而變化。使用油-i進(jìn)行的磨損測試表明，防止磨損的最好的表面^^涂覆表面、表面2和或許表面5。使用油-2進(jìn)行的磨損測試表明，防止磨損的最好的表面是未涂覆表面、表面2和表面5。表面特性對磨損的影響通過使表n中的磨損數(shù)據(jù)和表i示出的表面特性用20方程(l)相關(guān)聯(lián)而確定。圖3示出了表面特性和磨損數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性具有0.79的R平方值。使用油-1產(chǎn)生的磨損數(shù)據(jù)如圖3中空心菱形所示，以及^ffl油-2產(chǎn)生的磨損如圖3中實(shí)心菱形所示。4鵬損和表面特性關(guān)聯(lián)的相關(guān)方程如下磨損痕二4800+4.7xMnP的密度405x粒度+4390x油1對油2(2)方程(2)表明，平均起來，油-1產(chǎn)生比油-2更大的磨損痕，這在表n中是明顯的。方程(2)蹄明，當(dāng)表面上的MnP密度增加時(shí)，磨損增加，但當(dāng)粒度增加時(shí)磨損減少。MnP密度和粒度對磨損的相對影響可f柳方程(2)確定。在表I中，表面上的MnP膜層密度從0變化到1206mg/ft2并且平均粒度從0變化到12^m。io因此，MnP密頗磨損的最大影響是1206x4.7或+5670nm2。粒頗磨損的最大影響是一405x12或一4860^im2。MnP密度對磨損的絕對影響稍大于粒度對磨損的絕對影響。表HI示出了在HFRR觀賦期間觀啶的邊界摩擦系數(shù)，所述測試是在表I所描述的與油-1和油-2相結(jié)合的表面上進(jìn)行的。15表III:在涂覆表面上測量的邊界摩擦系數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>在表III中，油-1被設(shè)計(jì)形成比油-2更厚的EHD膜，但是沒有如油-2—樣20減少摩擦。此外，摩擦隨表面皿而變化。當(dāng)進(jìn)行用油-1的測試時(shí)，測量的邊界摩擦系數(shù)在未涂覆表面和表面2上是最低的。當(dāng)進(jìn)行用油-2的領(lǐng)賦時(shí)，測量的邊界摩擦系數(shù)在未涂覆表面及表面1和6上;M低的。表面特性對摩擦的影響通過使表ffl中的摩擦數(shù)據(jù)和表I示出的表面特性用方程(l)相關(guān)聯(lián)而確定。圖4示出了相關(guān)性具有0.82的R平方值。使用油-1測量5的摩擦系數(shù)如圖4中空心菱形所示，以及使用油-2測量的摩擦系數(shù)如圖4中實(shí)心菱形所示。使摩擦系數(shù)和表面特性相關(guān)聯(lián)的相關(guān)方程如下邊界摩擦系數(shù)二0.090+0.00002xMnP的密度一0.0012x粒度+0.017x油1對油2(3)io方程(3)表明，平均起來，油-1產(chǎn)生比油-2更高的摩擦系數(shù)，這在表m中是明顯的。方程ra明，表面上的MnP密度增加時(shí)，摩擦系數(shù)增大，但當(dāng)粒度增加時(shí)摩擦系數(shù)減小。MnP密度和粒自摩擦的相對影響可1與確定這些表面參M磨損的影響的相同方式^ffi方程③來確定。MnP密自摩擦的最大影響是1206x0.00002或+0.024。粒頗摩擦的最大影響是-0.0012x12或0.014。MnP15密M摩擦的絕對影響大于粒自磨損的絕對影響。油的膜成形和邊界摩^^性質(zhì)與FZG點(diǎn)蝕測試中的疲勞壽命相關(guān)。由潤滑劑形成的月繊厚并且邊界摩擦越低，F(xiàn)ZG澳賦中形成點(diǎn)蝕的時(shí)間越長。圖5示出了油-1在100。C形成了比油-2形成的更厚的EHD膜。然而，表m示出了油-2在各種涂覆表面上減少邊界摩擦好于油-1。此外，齒輪表面的粗糙度影響20了FZG測試中形成點(diǎn)蝕的時(shí)間，更光滑的表面具有更長的疲勞壽命。為了評估表面涂層對疲勞壽命的影響，j頓圖5所示的膜厚娜、表m所示的邊界摩擦數(shù)據(jù)和表I所示的表面粗糙度娜計(jì)算^^面上每種油在FZG測試中形成點(diǎn)蝕的預(yù)計(jì)小時(shí)。這些計(jì)算的結(jié)果在表IV中示出。表IV:計(jì)算的每種油凍面組合的形成點(diǎn)蝕的預(yù)計(jì)小時(shí)<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>油-1在全部表面上的預(yù)計(jì)疲勞壽命長于油-2在全部表面上的預(yù)計(jì)疲勞壽命。此外，油-1的預(yù)計(jì)疲勞壽命在改變表面時(shí)變化不明顯。油-1的形成點(diǎn)蝕的5預(yù)計(jì)小時(shí)從在表面3上的292小時(shí)至U在未涂覆表面和表面2上的306小時(shí)。另一方面，油-2在各種表面上的形成點(diǎn)蝕的預(yù)計(jì)小時(shí)從在表面3上的216小時(shí)到在未涂覆表面上的263小時(shí)。因此，當(dāng)利用任何表面測試油-1時(shí)，疲勞壽命可能良好，但在同樣的表面上測試油-2時(shí)顯著波動。特定的表面特性對預(yù)計(jì)疲勞壽命的影響通過使表IV中的數(shù)據(jù)和表I示出的io表面特性用方程(l)相關(guān)聯(lián)而確定。圖6示出了相關(guān)性具有0.92的R平方值。對于油-1計(jì)算的疲勞a如圖6中空心菱形所示，以M于油-2計(jì)算的疲勞*娜如圖6中實(shí)心菱形所示。j頓勞壽命和表面特性相關(guān)的相關(guān)聯(lián)方程如下形成點(diǎn)蝕的頁計(jì)小時(shí)二245—0.030xMnP的密度+2.38x粒度+63x15油1對油2(4)方程(4)表明，油-1可比油-2更好地保護(hù)表面不形成點(diǎn)蝕，這在表IV中是明顯的。方程碌明，表面上的MnP密度增加時(shí)，形成點(diǎn)蝕的小時(shí)M^、，但當(dāng)粒度增加時(shí)形成點(diǎn)t蟲的小時(shí)增加。MnP密度和粒度對磨損的相對影響可4吏用方20程(4)確定。在表I中，表面上的MnP密度從0變化到1206并且平均粒度從0變化到12。MnP密頗形成點(diǎn)蝕的預(yù)計(jì)小時(shí)的最大影響是1206x-0.030或-36小時(shí)。粒度對磨損的最大影響^"2.38xl2或+29小時(shí)。MnP密度對疲勞壽命的絕對影響稍大于粒頗疲勞壽命的纟樹影響。為了易于比較，將幾個前述表面和從其中得到的結(jié)果的比較結(jié)合到以下的5表中。表V在不同的磷酸鹽涂覆表面上進(jìn)行的磨損和摩擦觀賦結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>表面i和2包含相似的磷酸鹽層密度但是具有不同大小的iliiM粒。在10表面上具有較大顆粒的表面2對磨損更有抵抗力，如更低的磨損痕截面面積所證實(shí)。表面3在表面上具有比表面1更高的磷SM涂層密度但具有與表面1類似的粒度。與表面1相比，表面3上的摩擦更高而磨損與表面1的磨損類似。如上所示，當(dāng)表面上的磷^f孟的層密度增加時(shí)，摩擦增加。表面4顯示出可通過增加MnP粒度到9.5來^>磨損，但是由于表面上的^l酸^凃?qū)拥拿芏?5較高，表面4的摩擦系數(shù)相對地高。延長齒輪疲勞點(diǎn)蝕壽命和防止磨損對于今天的汽車和工業(yè)齒輪油是基本性能要求。表畫性質(zhì)如粗糙度、硬度和塑性對于保護(hù)齒輪表面是關(guān)鍵的。例如，為了M^齒輪上的點(diǎn)蝕和微點(diǎn)蝕，應(yīng)該把表面粗糙度減到最小。然而，可在表面施涂涂層而不是'超級后處理"表面以改進(jìn)其抗疲勞和抗磨損性能。特別是磷20麟涂層，如上所述，可被施涂于表面以防止在機(jī)械劐牛的初始運(yùn)玩開始工作)期間的腐蝕和磨損。磷艦涂層的特性可隨用于施涂涂層的處理?xiàng)l件而變化。如上面的實(shí)施例所示，磷酸鹽涂覆表面的磨損可通過減小表面上的磷酸鹽密度或者M(jìn):增加磷酸鹽粒度而M^，如方程(2)所示。同樣地，表面活性劑的正確選擇可用于與磷酸鹽涂層結(jié)合以防止磨損(比較表n中油1和油2的結(jié)果)。如上面的實(shí)施例所示，當(dāng)磷酸鹽涂層的特性變化時(shí)，潤滑劑的抗磨損性能可變化(見表n)。過去的研究已經(jīng)表明，如果油膜厚度增加并且邊界摩少，則油防止點(diǎn)蝕的能力得到改進(jìn)。然而，表m和方程(3)表明，當(dāng)磷酸鹽涂覆表面的表面形態(tài)5變化時(shí)，邊界摩擦系數(shù)變化。特別地，當(dāng)表面上的磷酸鹽密度增加時(shí)摩擦系數(shù)增加，以及當(dāng)磷酸鹽粒度增加時(shí)，摩擦系數(shù)減小。表面形態(tài)對摩擦的影響連同涂覆表面的表面粗造度的變化(見表i)一起可影響油凍面組合的疲勞壽命(見表IV和方程4)。特另樹于形成薄的EHD膜的油-2，當(dāng)表面上的磷Kk密度增加時(shí)，預(yù)計(jì)疲勞壽^^減少，以及當(dāng)磷酸鹽粒度增加時(shí)，預(yù)計(jì)疲勞壽命增加。對于形成10較厚的EHD膜的油-1，表面絲對預(yù)計(jì)疲勞^^具有非常小的影響。因此，為了使磷酸鹽涂覆表面上的疲勞壽命最佳，配制油以形成厚EHD膜應(yīng)比配制油以控制摩擦?xí)瓿傻酶??？偟膩碚f，表n和表iv表明，當(dāng)使用未涂覆表面時(shí)，潤滑劑防止磨損和改進(jìn)疲勞壽命最好。然而，在開始工作狀態(tài)期間需要磷酸鹽涂覆的表面以防止腐15蝕和防止磨損。因此，在新的成本節(jié)約的涂層或表面精制技術(shù)被開發(fā)以前，需要發(fā)展能防止磷酸鹽涂覆表面上的磨損并改進(jìn)疲勞壽命的潤滑劑。為了使?jié)櫥RIJ〈對戶表面的能力最佳，需要很好i鵬律麟,涂層的特性。方程2、3和4表明最佳的磷酸鹽涂層在涂覆表面上包含相對大的磷酸鹽顆粒和最小的磷酸鹽密度。20貫穿本說明書的多處均參考了多個美國專利。所有這些弓l用的文獻(xiàn)如同在此充分闡明的那樣被清魁也整體引入到本發(fā)明的公開內(nèi)容內(nèi)。貫穿說明書和權(quán)利要求書中使用盼'一個"和/或'一種"可指代一個(種)或多于一啊種)。除非另外指出，所有表示成分、'M如好量、百分?jǐn)?shù)、比率、反應(yīng)條件等等用在說明書和權(quán)禾腰求書中的數(shù)量的數(shù)字應(yīng)當(dāng)被理解為在一切情況25下通駄語"約"被修飾。因此，除非作出相反表示，在說明書和權(quán)利要求書中闡明的數(shù)字參數(shù)是可基于想要的通過本發(fā)明探尋獲得的性質(zhì)變化的近似值。最低限度地，且在不試圖去限制權(quán)利要求范圍的等效方式的原則的應(yīng)用的情況下，每一個數(shù)字參數(shù)都應(yīng)該至少根據(jù)所報(bào)道的有效數(shù)字的數(shù)字并通過使用四舍五入法被解釋。盡管本發(fā)明闡明的寬范圍的數(shù)字范圍和參數(shù)是近似值，但在具體實(shí)30施例中闡明的數(shù)值被盡可能精確地報(bào)道。然而，任何數(shù)值固有地包含不可避免地來源于在其各自的測試測量中出現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)偏差的某些誤差。本發(fā)明的公開內(nèi)容的其它實(shí)案對于本領(lǐng)域技術(shù)人員，通過考慮此處公開的實(shí)施方案的說明書和實(shí)施方式，將會是顯而易見的。因此，實(shí)施方案不擬被限制在上文闡述的特定例證。相反，前述的實(shí)驗(yàn)案在所附權(quán)利要求書的精5神和范圍內(nèi)，包括其作為法律問題可獲得的等效方式。專利權(quán)人不打算為公眾獻(xiàn)出任何公開的實(shí)施方案，并且到任何公開的變型或改變將不會逐字地,權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的程度，這些變型或改變在這里被考慮為在等效方式的原則下的部分。權(quán)利要求1.潤滑表面，包括在潤滑表面上的具有從約0.1到約0.5毫克每平方厘米的范圍的膜密度的磷酸錳膜，和提供表面潤滑的潤滑油，其中該油包含磷抗磨劑。2、權(quán)利要求1的潤滑表面，其中磷^f鵬包含具有從約6到約10歸的范圍的粒度的磷勝，粒。3、權(quán)利要求i的潤滑表面，其中磷抗磨劑包括酸式磷M;基酯。4、一種涂覆表面，其對在其潤滑期間同時(shí)減少磨損和,疲勞壽命是有效的，該涂覆表面包括磷酸鹽成分，所述磷酸鹽成分具有從約0.1到約0.5毫克每平方厘米的范圍的膜密度以及具有從約6到約10微米的范圍的粒度。5、權(quán)利要求4的涂覆表面，其中磷Kk包括磷lil孟。6、一種用于同時(shí)防止?jié)櫥砻婺p和M潤滑表面疲勞壽命的方法，包括15用具有從約0.1到約0.5毫克每平方厘米的范圍的膜密度的磷酸鹽化合物涂覆潤滑表面，并且用包含磷抗磨劑的潤滑油潤滑磷Kk涂覆的表面。7、一種用于艦潤滑表面在表面潤滑期間的磨損性能的方法，包括對潤滑表面施涂磷Kk膜，其中磷膜包含具有從約6到約10微米的范圍的粒度的f!M^粒；和用包含磷抗磨劑的潤滑油潤滑表面。8、權(quán)利要求7的方法，其中磷酸鵬包括磷^f孟化合物。9、豐又利要求7的方法，其中潤滑表面包括齒輪表面。全文摘要描述了用于改進(jìn)磨損性能的涂層，用于改進(jìn)齒輪和軸承的磨損性能的潤滑表面和方法。潤滑表面包括在表面上的具有從約0.1到約0.5毫克每平方厘米的范圍的膜層密度的磷酸錳膜。包含磷抗磨劑的潤滑油被用于提供表面潤滑。文檔編號C10M125/24GK101280239SQ200810096659公開日2008年10月8日申請日期2008年4月3日優(yōu)先權(quán)日2007年4月4日發(fā)明者C·惠特,J·M·格夫雷蒙特,M·T·德夫林,T·-C·姚申請人:雅富頓公司