井致遠(yuǎn)，許 一，張 偉，尹艷麗

(裝甲兵工程學(xué)院裝備再制造技術(shù)國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100072)

無硫磷有機(jī)鉬對(duì)不同基體材料的潤(rùn)滑效果研究

井致遠(yuǎn)，許 一，張 偉，尹艷麗

(裝甲兵工程學(xué)院裝備再制造技術(shù)國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100072)

將不同添加量的無硫磷有機(jī)鉬添加劑加入柴油機(jī)油中，利用SRV摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)考察其在不同添加量下對(duì)45號(hào)鋼和GCr15鋼的減摩抗磨性能；采用電子掃描電鏡(SEM)、X射線能譜儀(EDS)、光電子能譜(XPS)分析磨痕的表面形貌、元素組成及價(jià)態(tài)。結(jié)果表明：無硫磷有機(jī)鉬在45號(hào)鋼上的減摩性能隨添加量的增大而提高，但抗磨性能降低，當(dāng)添加量超過0.6%時(shí)，磨損體積甚至超過不添加無硫磷有機(jī)鉬時(shí)的磨損體積；無硫磷有機(jī)鉬在GCr15鋼上的潤(rùn)滑效果遠(yuǎn)好于在45號(hào)鋼上的潤(rùn)滑效果，且試驗(yàn)的摩擦因數(shù)和磨損體積均隨添加劑添加量的增加而減小。添加無硫磷有機(jī)鉬后，在摩擦過程中基體表面能夠附著含鐵和鉬氧化物的邊界潤(rùn)滑膜，起到潤(rùn)滑作用，但過量的無硫磷有機(jī)鉬在45號(hào)鋼表面形成MoO3磨粒，增大磨損體積，并導(dǎo)致基體表面氧化嚴(yán)重，發(fā)生嚴(yán)重磨損，加劇了磨損體積增大的趨勢(shì)；而GCr15鋼的硬度大，因此不會(huì)出現(xiàn)磨損體積增大的情況，無硫磷有機(jī)鉬能夠有效地起到抗磨作用。

無硫磷有機(jī)鉬 基體材料 減摩 抗磨

隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷提高，潤(rùn)滑油的標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格，對(duì)潤(rùn)滑油添加劑中的硫磷含量制定了新的要求，GF-5規(guī)格中明確要求硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過0.5%(0W-XX，5W-XX)和0.6%(10W-30)，磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過0.08%[1]。有機(jī)鉬是一種兼具減摩抗磨和抗氧化性的潤(rùn)滑油添加劑，為了適應(yīng)新的硫磷含量要求，從含硫磷型的二烷基二硫代磷酸鉬(MoDDP)和不含磷型的二烷基二硫代氨基甲酸鉬(MoDTC)向不含硫磷的鉬胺絡(luò)合物(Mo -A)、鉬酸脂(ME)和鉬酸鹽等方向發(fā)展[2-3]。然而，無硫磷有機(jī)鉬的減摩抗磨性能不如MoDDP和MoDTC等含硫磷有機(jī)鉬，尤其是在極壓抗磨性能方面，由于缺少硫磷元素，在高載荷下其抗磨性能較差，在成品油中甚至有可能增加磨損[4]。研究人員發(fā)現(xiàn)無硫磷有機(jī)鉬需要與其它添加劑復(fù)配才能更好地起到減摩抗磨作用[5]。實(shí)驗(yàn)表明，無硫磷有機(jī)鉬與含硫磷型抗磨劑二烷基二硫代磷酸鋅(ZnDDP)具有較好的減摩抗磨協(xié)同作用[4]，與胺類抗氧劑具有抗氧協(xié)同性能[6]。胡建強(qiáng)等[7]也在這方面做過大量的研究工作。本研究采用45號(hào)鋼和GCr15鋼作為摩擦副基體，研究無硫磷有機(jī)鉬在兩種基體上的減摩抗磨性能，為無硫磷有機(jī)鉬的減摩抗磨機(jī)理分析提供基礎(chǔ)。

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1 基礎(chǔ)油與添加劑

實(shí)驗(yàn)選用的基礎(chǔ)油為某重載車輛現(xiàn)用的CD+10W-40柴油機(jī)油，其中含有一定量的清凈劑、分散劑以及含硫磷的抗磨劑。無硫磷有機(jī)鉬添加劑為美國(guó)范德比爾特公司研制的鉬胺絡(luò)合物MOLYVAN 855(Mo -A)，其鉬質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.0%～8.5%，化學(xué)式見圖1。將Mo -A以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%，0.6%，0.8%，1.0%的添加量添加到柴油機(jī)油中，超聲震蕩30 min使之混合均勻，得到待測(cè)油樣。

圖1 Mo -A的化學(xué)式

1.2 摩擦磨損實(shí)驗(yàn)測(cè)試及基體材料

采用德國(guó)Optimal公司生產(chǎn)的SRV-4摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)評(píng)價(jià)柴油機(jī)油在添加Mo -A前后的摩擦學(xué)性能。試驗(yàn)參數(shù)分別為：頻率50 Hz，振幅1 mm，載荷100 N，溫度100 ℃，試驗(yàn)時(shí)間30 min。采用的上試樣鋼球?yàn)镚Cr15鋼(Φ12.7 mm)，下試樣底盤試件為45號(hào)鋼和GCr15鋼。兩種底盤試件均通過600，1 000，1 500，2 000目的砂紙打磨并經(jīng)過拋光處理，拋光時(shí)間為5 min。下試樣底盤試件的硬度采用美國(guó)標(biāo)樂公司生產(chǎn)的MICROMET-6030自動(dòng)顯微硬度計(jì)測(cè)量，45號(hào)鋼的維氏硬度為230HV0.2，GCr15鋼的維氏硬度為840HV0.2。

1.3 表征方法

摩擦磨損實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將底盤試件在無水乙醇中超聲清洗5 min，然后采用日本OLYMPUS公司生產(chǎn)的OLS4000 3D激光顯微鏡觀察磨痕形貌并測(cè)量磨損體積；采用美國(guó)FEI公司生產(chǎn)的Nova Nano SEM 50系列超高分辨掃描電鏡(SEM)及配備的OXFORD公司生產(chǎn)的X-Max 80型X射線能譜儀(EDS)觀察微觀磨痕形貌并分析表面的元素構(gòu)成；采用英國(guó)Thermo Fisher Scientific公司生產(chǎn)的ESCALAB 250Xi型X射線光電子能譜儀(XPS)分析磨痕表面主要元素的化學(xué)狀態(tài)，發(fā)射源采用能量為1 486.6 eV的單色Al-Kα靶，能量分辨率為±0.2 eV，譜圖采集在恒定能量模式下進(jìn)行，通過能量20 eV，采用標(biāo)準(zhǔn)碳污染峰(C1s：284.8 eV)對(duì)峰位進(jìn)行校正。

2 結(jié)果與討論

2.1 摩擦磨損性能

圖2 添加不同量Mo -A柴油機(jī)油潤(rùn)滑試驗(yàn)的平均摩擦因數(shù)■—45號(hào)鋼； ●—GCr15鋼

添加不同量Mo -A柴油機(jī)油潤(rùn)滑試驗(yàn)的平均摩擦因數(shù)見圖2。從圖2可以看出：不添加Mo -A時(shí)，柴油機(jī)油在兩種基體試驗(yàn)的摩擦因數(shù)差距很小，45號(hào)鋼、GCr15鋼試驗(yàn)的摩擦因數(shù)分別為0.15、0.14；當(dāng)加入Mo -A后，兩種基體試驗(yàn)的摩擦因數(shù)均隨添加量的增大而減小，但兩者的降幅不同，GCr15鋼試驗(yàn)的摩擦因數(shù)明顯低于45號(hào)鋼試驗(yàn)的摩擦因數(shù)；當(dāng)Mo -A添加量達(dá)到1.0%時(shí)，兩者試驗(yàn)的摩擦因數(shù)降到最低，分別為0.11和0.08，分別下降約26.7%和42.9%。表明Mo -A在GCr15鋼上的減摩性能優(yōu)于在45號(hào)鋼上的減摩性能。

兩種基體添加不同量Mo -A柴油機(jī)油潤(rùn)滑下45號(hào)鋼和GCr15鋼磨痕的磨損體積見圖3。從圖3可以看出，當(dāng)Mo -A添加量為0.4%時(shí)，45號(hào)鋼磨痕的磨損體積減小，說明Mo -A在柴油機(jī)油中具有一定的抗磨性，但隨Mo -A添加量的增加，45號(hào)鋼磨痕的磨損體積增大，且在Mo -A添加量為0.8%時(shí)，45號(hào)鋼磨痕的磨損體積超過不添加Mo -A的柴油機(jī)油潤(rùn)滑下磨痕的磨損體積，表明過量的Mo -A在柴油機(jī)油中反而會(huì)增大45號(hào)鋼的磨損，影響柴油機(jī)油原有的抗磨性。從圖3還可以看出，GCr15鋼磨痕的磨損體積在添加Mo -A后的柴油機(jī)油潤(rùn)滑下均有大幅降低，且磨痕的磨損體積隨著Mo -A添加量的增加而減小，說明Mo -A在GCr15鋼上具有優(yōu)異的減摩抗磨作用。

圖3 兩種基體在添加不同量Mo -A的柴油機(jī)油潤(rùn)滑下磨痕的磨損體積

2.2 磨痕形貌及表面分析

將不添加有機(jī)鉬添加劑的柴油機(jī)油命名為油樣1，將添加1.0%Mo -A的柴油機(jī)油命名為油樣2。45號(hào)鋼和GCr15鋼在油樣1和油樣2潤(rùn)滑下的磨痕表面掃描電鏡照片見圖4。從圖4可以看出：①在45號(hào)鋼上，油樣1潤(rùn)滑的磨痕表面出現(xiàn)明顯的黏著磨損和磨粒磨損的跡象，磨痕上有被拉起的大塊磨屑和切屑，以及沿滑動(dòng)方向的劃痕(見圖4a)，這是由于在油樣1的潤(rùn)滑下，摩擦副之間仍存在一定量微凸體直接接觸，并在載荷的作用下造成塑性變形或局部斷裂，出現(xiàn)“冷焊”，另外，摩擦過程中產(chǎn)生一些磨粒造成了大量劃痕的出現(xiàn)[3]；油樣2潤(rùn)滑的磨痕表面只有磨粒磨損的跡象，犁溝較細(xì)且均勻(見圖4b)，表明摩擦表面出現(xiàn)了一定量細(xì)小且均勻的磨粒，這些磨粒與油樣1潤(rùn)滑下產(chǎn)生的磨粒不同，應(yīng)來自于添加劑。②在GCr15鋼上，由于基體硬度大，油樣1潤(rùn)滑的磨痕表面黏著磨損和磨粒磨損輕微，但仍存在少量的變形和犁溝(見圖4c)；油樣2潤(rùn)滑表面的磨痕磨損最輕，只有少量的磨粒磨損且犁溝更細(xì)，并且磨痕表面存在明顯的修復(fù)膜(見圖4d)，說明在GCr15鋼上油樣2中無硫磷有機(jī)鉬在摩擦過程中生成了摩擦保護(hù)膜，起到了減摩抗磨的作用。

圖4 45號(hào)鋼和GCr15鋼在油樣1和油樣2潤(rùn)滑下的磨痕表面掃描電鏡照片

在油樣1和油樣2潤(rùn)滑下45號(hào)鋼和GCr15鋼的磨損表面EDS能譜元素含量見表1。由表1可見，在油樣2潤(rùn)滑的磨痕表面均有少量Mo元素生成，表明Mo -A在摩擦表面形成了含Mo的摩擦膜，起到了潤(rùn)滑作用，并且，GCr15鋼磨損表面上的Mo含量大于45號(hào)鋼磨損表面上的Mo含量，這也體現(xiàn)了Mo -A在GCr15鋼上的減摩抗磨效果優(yōu)于在45號(hào)鋼上的效果。另外，油樣2潤(rùn)滑的GCr15鋼磨損表面，O元素的含量遠(yuǎn)小于另外3個(gè)磨痕上的O含量，表明Mo -A在GCr15鋼上能夠顯著降低氧化磨損[8-10]。

表1 在油樣1和油樣2潤(rùn)滑下45號(hào)鋼和GCr15鋼的磨損表面EDS能譜元素含量 w，%

45號(hào)鋼和GCr15鋼在油樣2潤(rùn)滑下磨痕表面主要元素的XPS能譜圖見圖5和圖6。從圖5(a)和圖6(a)可以看出，45號(hào)鋼上和GCr15鋼上的Fe元素均含有一定的Fe單質(zhì)、鐵的各種氧化物和FeS，45號(hào)鋼上還有一定量的FeS2，而GCr15鋼上則還有一定量的Fe2(SO4)3，另外，45號(hào)鋼上Fe元素中Fe單質(zhì)的峰較為突出，說明在45號(hào)鋼上有較多新鮮的鐵暴露在外，表明該磨痕的磨損嚴(yán)重，與磨損體積增大的現(xiàn)象一致。從圖5(b)和圖6(b)可以看出，兩種基體磨痕表面的O元素均由鐵、鋅和鉬的氧化物以及非橋氧構(gòu)成，這些氧化物均能起到一定的抗磨作用，而MoO3的生成則源自添加的無硫磷有機(jī)鉬，其減摩抗磨效果更好，而在45號(hào)鋼上鐵的氧化物相對(duì)較多，MoO3的相對(duì)含量少于GCr15鋼上的MoO3，因此在油樣2的潤(rùn)滑下抗磨性的改善仍不如GCr15鋼。另外，從圖6(c)～(f)可以看出，在GCr15鋼上，磨痕表面還檢測(cè)到了磷酸鹽、硫酸鐵和MoO2等生成物，這些生成物在45號(hào)鋼上并沒有檢測(cè)到(圖5c～圖5f)，而生成的磷酸鹽也有助于基體抗磨性能的提高[11]，MoO2的存在表明GCr15鋼上的Mo沒有完全氧化，說明完全生成MoO3的45號(hào)鋼磨痕表面氧化嚴(yán)重[12]。

一般認(rèn)為，含硫有機(jī)鉬的減摩抗磨機(jī)理是在摩擦過程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，分解生成MoS2和MoO3并吸附沉積在摩擦表面形成邊界潤(rùn)滑膜起到摩擦保護(hù)的作用，其中MoS2具有層狀結(jié)構(gòu)，層間通過微弱的范德華力連接，易滑動(dòng)，因此具有減摩性能[13-14]，MoO3為六方晶體結(jié)構(gòu)，層間的結(jié)合力小，也具有一定的潤(rùn)滑性[15]。而無硫磷有機(jī)鉬中由于沒有S，因此不會(huì)生成MoS2，這也是無硫磷有機(jī)鉬減摩抗磨能力相對(duì)較弱的原因之一[16]。當(dāng)油中含有ZDDP等含硫添加劑時(shí)，無硫磷有機(jī)鉬能夠與之起到減摩抗磨的協(xié)同作用，生成的MoS2等物質(zhì)起到潤(rùn)滑作用[17-18]。在油樣2的潤(rùn)滑下，雖然油品中本身具有含硫添加劑，但在磨痕的檢測(cè)中均沒有檢測(cè)到MoS2存在，說明Mo -A添加劑在柴油機(jī)油中沒有與其中的含硫添加劑發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生協(xié)同，也可能是生成的MoS2已全部被氧化成為MoO3。在45號(hào)鋼上，Mo -A的抗磨最佳添加量為0.4%，過量的Mo -A生成的MoO3在表面以磨粒的形式存在，這種微小的磨粒雖然能夠起到類似“球軸承”作用減小摩擦，但其鋒利的晶體邊界在摩擦過程中造成了磨粒磨損，增大了磨損體積[19-20]。同時(shí)，由于磨損體積增大而暴露出來的新鮮的金屬表面能夠?qū)?rùn)滑油的氧化起到催化的作用，加劇潤(rùn)滑油的氧化失效，并在基體表面產(chǎn)生局部高溫閃溫，導(dǎo)致氧化層剝落，使得磨損更加嚴(yán)重，因而再次暴露出更多新鮮的金屬表面，產(chǎn)生潤(rùn)滑油氧化的惡性循環(huán)，加劇了磨損體積的增大[21-22]。而過大的載荷和較軟的基體性質(zhì)使得在摩擦過程中產(chǎn)生亞表層變形，也使得表層氧化物脫落加劇，致使基體內(nèi)部出現(xiàn)氧化，并使磨損體積迅速增加，從輕微氧化磨損向嚴(yán)重磨損轉(zhuǎn)變，最終致使磨損體積超過油樣1潤(rùn)滑時(shí)的磨損體積[23]。而在GCr15鋼上，由于基體硬度大，MoO3則無法作為磨粒增大磨損，在摩擦過程中仍以邊界潤(rùn)滑膜的形式存在于摩擦表面并起到抗磨作用，因而也不會(huì)出現(xiàn)氧化磨損及后續(xù)的嚴(yán)重磨損。

圖5 在油樣2潤(rùn)滑下45號(hào)鋼的磨痕表面主要元素XPS圖譜

圖6 在油樣2潤(rùn)滑下GCr15鋼的磨痕表面主要元素XPS圖譜

3 結(jié) 論

(1) 實(shí)驗(yàn)所采用的無硫磷有機(jī)鉬Mo -A在GCr15鋼上具有比45號(hào)鋼更優(yōu)異的減摩抗磨性能。在45號(hào)鋼上，Mo -A的減摩性能隨著添加量的增加而提高，但當(dāng)添加量超過0.4%后抗磨性能開始下降，當(dāng)添加量超過0.6%時(shí)磨損體積反而會(huì)增大，甚至超過不含無硫磷有機(jī)鉬的柴油機(jī)油潤(rùn)滑下的磨損體積；在GCr15鋼上Mo -A的減摩和抗磨性能均隨添加量的增加而提高。

(2) 在45號(hào)鋼和GCr15鋼上，一定量的Mo -A在摩擦過程中均能生成含MoO3及眾多鐵的氧化物等摩擦反應(yīng)膜，這些膜附著在基體表面并起到減摩抗磨作用。

(3) 過量的Mo -A在45號(hào)鋼表面會(huì)形成磨粒，增大磨損，并加劇潤(rùn)滑油的氧化，導(dǎo)致抗磨性能失效，并使基體表面發(fā)生嚴(yán)重磨損，從而減弱柴油機(jī)油原有的抗磨性能。

[1] 謝欣，武志強(qiáng)，王立華，等.ILSAC節(jié)能車用潤(rùn)滑油和發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架評(píng)定技術(shù)的進(jìn)展[J].石油煉制與化工，2011，42(8)：7-11

[2] 胡建強(qiáng)，胡利明，胡役芹，等.非硫、磷有機(jī)鉬添加劑在發(fā)動(dòng)機(jī)油中的應(yīng)用[J].合成潤(rùn)滑材料，2006，33(2)：20-24

[3] 郭志光，劉維民.新型無硫、磷有機(jī)鉬化合物潤(rùn)滑油添加劑對(duì)鋼鋼摩擦副摩擦磨損性能影響研究[J].摩擦學(xué)學(xué)報(bào)，2006，26(2)：97-101

[4] 謝鳳，胡建強(qiáng)，鄭發(fā)正，等.非活性有機(jī)鉬與二烷基二硫代磷酸鋅的抗磨協(xié)同效應(yīng)[J].石油學(xué)報(bào)(石油加工)，2007，23(2)：24-29

[5] 謝鳳，王洋，鄭發(fā)正，等.非活性有機(jī)鉬與硫磷型添加劑的抗磨協(xié)同效應(yīng)[J].潤(rùn)滑與密封，2006(4)：129-132

[6] 胡建強(qiáng)，劉長(zhǎng)城，魏賢勇，等.有機(jī)鉬酸脂與芳胺抗氧劑在合成潤(rùn)滑油中的抗氧協(xié)同作用[J].精細(xì)石油化工，2007，24(1)：61-64

[7] 胡建強(qiáng)，楊士釗，謝鳳，等.非硫磷有機(jī)鉬化合物與其它潤(rùn)滑油添加劑的協(xié)同性能研究[J].石油煉制與化工，2013，44(11)：86-90

[8] 曹聰蕊，劉功德，張潤(rùn)香，等.無硫磷型有機(jī)減摩劑的研究與應(yīng)用進(jìn)展[J].潤(rùn)滑油，2011，26(4)：1-6

[9] 葉紅，武志強(qiáng)，閭邱祁鳴.利用高頻往復(fù)試驗(yàn)機(jī)對(duì)內(nèi)燃機(jī)油減摩劑減摩抗磨性能考察[J].潤(rùn)滑油，2007，22(6)：25-30

[10]Arabyan S G，Holomonov I A，Karaulov A K，et al.An investigation of the effectiveness of antifriction additives in motor oils by laboratory methods and engine tests[J].Lubricant Science，1993，5(3)：241-244

[11]高曉成，岳文，王成彪，等.含二烷基二硫代磷酸鋅潤(rùn)滑下等離子滲氮鋼的摩擦磨損性能研究[J].摩擦學(xué)學(xué)報(bào)，2011，31(6)：592-598

[12]齊尚奎，薛群基，張旭壽，等.二硫化鉬表面氧化行為的研究：Ⅱ.二硫化鉬摩擦表面氧化與電子轉(zhuǎn)移的研究[J].摩擦學(xué)學(xué)報(bào)，1994，14(1)：17-24

[13]Barros’Bouchet M I，Martin J M，Le-Mogne T，et al.Boundary lubrication mechanisms of carbon coating by MoDTC and ZDDP additives[J].Tribology International，2005，38：257-264

[14]Miklozic K T，Graham J，Spikes H.Chemical and physical analysis of reactionlms formed by molybdenum dialkyl-dithiocarbamate friction modier additive using Raman and atomic force microscopy[J].Tribology Letters，2001，11(2)：71-81

[15]郭永明，李緒強(qiáng)，王海軍，等.超音速等離子噴涂NiCr-Cr3C2Mo復(fù)合涂層的高溫摩擦磨損性能[J].中國(guó)表面工程，2012，25(5)：31-36

[16]Yao J B，Gaston A，Glenn A M.The friction-reducing，antiwear and antioxidation properties of an organo-molybdenum lube additive without sulfur and phosphorus[J].Lubricating Oil，2007，22(3)：43-48

[17]閆麗麗.新型無硫磷有機(jī)鉬添加劑的制備與摩擦學(xué)性能研究[D].北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，2010

[18]Yan Lili，Yue Wen，Wang Chengbiao，et al.Comparing tribological behaviors of sulfur- and phosphorus-free organomolybdenum additive with ZDDP and MoDTC[J].Tribology International，2012，53：150-158

[19]Haque T，Morina A，Neville A.Inuence of friction modier and antiwear additives on the tribological performance of a non-hydrogenated DLC coating[J].Surface & Coatings Technology，2010，204：4001-4011

[20]謝鳳，劉書君，葛世榮，等.納米三氧化鉬的制備及其抗磨性能研究[J].潤(rùn)滑與密封，2011，36(8)：71-73

[21]陳康敏，王樹奇，楊子潤(rùn)，等.鋼的高溫氧化磨損及氧化物膜的研究[J].摩擦學(xué)學(xué)報(bào)，2008，28(5)：475-479

[22]鄧廣勇，陸明，崔光淑.對(duì)潤(rùn)滑油中使用的抗氧劑及金屬鈍化劑的一點(diǎn)認(rèn)識(shí)[J].潤(rùn)滑油，2008，23(5)：48-51

[23]王樹奇，崔向紅.鋼氧化磨損的輕微-嚴(yán)重磨損轉(zhuǎn)變[J].材料研究學(xué)報(bào)，2012，26(1)：1-7

LUBRICATING EFFECT OF SULFUR- AND PHOSPHORUS-FREE ORGANIC MOLYBDENUM ON DIFFERENT MATRIX MATERIALS

Jing Zhiyuan， Xu Yi， Zhang Wei， Yin Yanli

(ScienceandTechnologyonRemanufacturingLaboratory，AcademyofArmoredForceEngineering，Beijing100072)

Different amounts of sulfur- and phosphorus-free organic molybdenum (SPFOM) additive were added into diesel engine oil to measure the friction reduction and anti-wear properties of SPFOM on No.45 steel and GCr15 steel using SRV friction wear machine. Scanning electron microscope (SEM)， energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) were employed to analyze the worn surface morphologies， elements with various valences. The test results show that the friction reduction property of SPFOM on No.45 steel is improved with increasing additive amount， but the anti-wear property declines， and the wear volume is even larger than that of diesel engine oil without SPFOM when the additive amount is above 0.6%； the lubricating effect of SPFOM is much better on GCr15 steel than that on No.45 steel， and both friction coefficient and wear volume decrease with the increasing of additive amount. Boundary lubricating film containing molybdenum and ferrous oxide is formed on the matrix surface during friction process with SPFOM in the oils， but too much SPFOM forms MoO3particles， which increase wear volume of No.45 steel， serious oxidation of the matrix surface， and wear trend.While the hardness of GCr15 steel is high enough to avoid the increase of wear volume， resulting in effective anti-wear for lubricating oil with SPFOM.

sulfur-and phosphorus-free organic Mo； matrix material； friction-reduction； anti-wear

2016-05-04； 修改稿收到日期： 2016-07-11。

井致遠(yuǎn)，碩士研究生，主要從事潤(rùn)滑材料研發(fā)與性能檢測(cè)、表面工程技術(shù)與摩擦學(xué)研究工作。

許一，E-mail：zjbgcxuyi@163.com。