LUBRIFIANTS DE COUPE : ADDITIFS ANTI-USURE (AW) ET EXTREME PRESSION (EP)…

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ADDITIFS ANTI-USURE (AW) ET EXTREME PRESSION (EP)

Les additifs anti-usures (AW) et extrêmes pressions (EP) constituent les principaux additifs de formulation des lubrifiants qui protègent l’équipement contre l’usure et lui permettre de fonctionner dans des conditions sévères de pression et de température. Les limites (AW) et (EP) définissent les conditions auxquelles un lubrifiant est soumis à une contrainte dans des environnements de charge appliquée élevée. Dans ces conditions extrêmes, la hauteur des aspérités des surfaces devient supérieure à l’épaisseur du film à l’interface, la couche d’oxyde qui protège la surface est enlevée et les deux surfaces sont mises en contact. Cette situation engendre l’usure, augmente le frottement et peut provoquer la soudure des aspérités. La viscosité de l’huile n’intervient plus dans ces conditions extrêmes, ce sont les additifs présents dans l’huile qui vont interagir chimiquement avec les surfaces métalliques pour former un film protecteur appelé tribofilm dont l’épaisseur est de quelques dizaines de nm et qui protège les pièces contre l’usure. Les additifs (AW) en formant leur propre film sacrificiel, remplacent la couche protectrice d’oxyde et diminuent considérablement le taux d’usure. Les additifs (EP) ont un comportement similaire aux additifs (AW) mais ils sont plus réactifs chimiquement vis-à-vis des surfaces métalliques soumises à une contrainte. La cinétique de formation des tribofilms (EP) est plus élevée que celle des additifs (AW) et les films formés sont plus durs et épais [9]. Ces additifs protègent la surface métallique et empêchent le choc entre deux surfaces, le cisaillement à des vitesses élevées et le grippage des surfaces. Les additifs (AW) sont utilisés dans une large gamme de lubrifiants comme par exemple dans les huiles de moteur, de boîte de vitesses et dans les fluides de transmission automatique. Les additifs (AW) universellement utilisés sont les dialkyldithiophosphates de zinc (ZDDP). Ce succès est principalement dû à ses bonnes propriétés anti-oxydante et anti-usure et à son faible coût. Les additifs (EP) sont principalement utilisés dans les applications industrielles et spécifiquement dans les fluides de travail des métaux (la coupe des métaux, usinage, etc.). L’usage industriel classe les lubrifiants (EP) selon leur activité chimique. Pour les transmissions, on distingue les huiles moyennement EP (API GL-4) et les huiles très EP (API GL-5). Dans les applications industrielles, on parle d’huiles EP non actives chimiquement pour designer les huiles non corrosives vis-à-vis des métaux alors que les huiles EP actives chimiquement sont corrosives.

Réactivité des additifs Anti-Usure (AW) et Extrême Pression (EP)

Les additifs (AW) et (EP) sont classés selon leurs réactivités vis-à-vis de la surface métallique en deux types, les additifs actifs et les non actifs [9]. Les additifs actifs sont ceux qui réagissent chimiquement avec la surface métallique pour former un film. Par contre les additifs non actifs forment des films principalement sans réagir avec la surface. Les molécules qui contiennent du soufre, phosphore et des halogénures sont considérées comme des composés actifs tandis que les molécules qui contiennent du bore, aluminium et graphite sont classées comme des composés non actifs. Les performances (AW) et (EP) sont expliquées par la capacité des additifs à former un film entre les deux surfaces durant le frottement empêchant le contact entre les surfaces métalliques et réduisant ainsi le frottement et l’usure. Généralement, tout composé chimique qui a ces caractéristiques est considéré comme un additif EP/AW. Les additifs classiques (EP) et (AW) sont des composés chimiques solubles dans l’huile qui réagissent avec la surface métallique en formant un film qui réduit l’effet de compression. Les composés soufrés, phosphorés et les halogénés sont les plus utilisés parmi les additifs de lubrification. Le Tableau I -1 présente les principaux composés (AW) et (EP) utilisés en lubrification.

Familles d’additifs – FA –

Propriétés – P –

FA – Additifs Soufrés

— Oléfines sulfurisées – / – P – Très EP

— Esters sulfurisés – / – P – AW et moyennement/très EP

— Disulfures – / – P – EP

— Polysulfures – / – P – Très EP

— Thiocarbamates – / – P – EP

— Dithiocarbamates – / – P – AW et EP

FA – Additifs Phosphorés

— Alkyl d’acide phosphoré – / – P – AW et EP

— Alkyl phosphoré – / – P – AW

— Phosphites – / – P – AW

FA – Additifs Boratés

— Esters boratés – / – P – AW et EP

— Borates de potassium – / – P – AW et EP

— Borates de calcium – / – P – AW et EP

FA – Additifs mixtes

— Dithiophosphates métalliques (Zn,Co,Ni,..) – / – P – AW, faible EP et Anti-oxydant

Source: http://leslubrifiants.com/

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