CN103097578B - 用于提供低摩擦表面的方法 - Google Patents

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Abstract

一种制造方法，包括提供（210）机械元件。相对于所述机械元件的表面机械地摩擦（212）一个工具。将处理液提供（214）到在所述机械元件和所述工具之间的接触区域。所述处理液包括：第一元素，即难熔金属元素；和第二元素，即硫族元素。所述第一元素和第二元素是以液体物质提供的。所述机械地摩擦是以所述机械元件的1%至100%的极限强度的接触压力来进行的。所述机械地摩擦因而导致所述机械元件的所述表面与摩擦膜沉积的组合抛光。在所述机械元件的所述表面上形成的摩擦膜包括所述第一元素和所述第二元素。

Description

用于提供低摩擦表面的方法
技术领域
本发明总体上涉及提供低摩擦表面，特别是提供摩擦化学(tribochemically)沉积低摩擦表面。
背景技术
表面之间的摩擦是导致诸如内燃机和各种机器和机构等机械设备的能量损失的最大原因之一。摩擦也会导致磨损，这限制了上述机械设备的使用寿命。因此，在许多应用中，有一种普遍的要求，即提供具有低摩擦和经历与其他表面接触尽可能少的磨损的表面。最传统的方式是通过使用润滑剂，以减少摩擦。润滑剂保持表面分开，其本身容易受剪切力作用，从而降低了获得相对运动所需的力。诸如油等液体润滑剂仍然是最常用的类型的润滑剂。
某些固体薄膜润滑剂的效用已经被人们所知相当长的时间。下面只是几个例子。美国专利1,654,509描述了嵌入金属粘结剂的石墨以使轴承形成抗磨涂层的应用。已公开的专利申请GB776502A描述了通过以含有磷、硫、硒或卤素原子的气化反应物质处理而形成的保护膜。这些保护膜对于有效的润滑作用提供了至少两个功能优势：(i)它们提供了固体润滑剂的承载膜；以及(ii)它们最大限度地减少抑制金属催化活性的碳化和上漆。GB782263表明，通过在含有碱金属氰化物的熔融盐浴中加热亚铁金属部件至温度高于500℃下使这些部件硫化，碱金属氰酸盐和活性硫会改善它们的耐磨损性和咬合性。已公布的国际专利申请WO03091479A描述了通过在含有合适的添加剂的油中加热来对活塞的活塞环进行化学处理。美国专利5,363,821公开了使用石墨、MoS2、BN固体润滑剂掺入聚合物载体/粘合剂用于通过喷雾以及随后的热固定在在气缸孔壁上制成抗磨擦涂层的应用。
在已公布的日本专利申请2004-76914也揭示了一种用于生产低摩擦涂层的方法。滑动部件相对于滑动面移动，含有钼和硫的润滑油被供给到该滑动面。钢粉末被添加到聚酰胺酰亚胺树脂中，并在所述润滑油、钼和硫存在的条件下通过相对于该滑动面按压聚酰胺酰亚胺树脂，以在铁表面上发生反应，在树脂的基质中产生二硫化钼。因而，该树脂用作所产生的二硫化钼的粘合剂。
在现有技术中还提出了一些技术，它们描述了通过PVD法、CVD法和/或等离子溅射法产生低摩擦的薄膜。因此，已公布的美国专利申请2005/0214540描述了用于活塞的PVD/CVD涂层，而美国专利4,629,547描述了通过等离子体溅射法获得的低摩擦的含硼的膜。
通常，对于大多数固体润滑剂系统，润滑剂是被沉积到表面上，作为纯润滑剂物质或者作为承载物质内的润滑剂。沉积之后可以伴随不同种类的后处理，典型的是热处理或机械处理。因此，润滑剂将被提供为在将要润滑的表面的顶上的一层。难以在获得良好的粘附性的同时也获得对于相邻表面的低摩擦性。
摩擦膜(tribofilm)在减少摩擦和磨损方面的优点是在摩擦学领域所熟知的。已公布的国际专利申请WO2009/071674已经采用固体润滑剂的摩擦化学沉积，该文献揭示了如何在硫存在时相对于将要被涂覆的表面机械地摩擦一个工具(通常包括Mo或W)来产生摩擦化学沉积膜。这样的摩擦化学沉积薄膜表现出非常吸引人的与光滑度、耐磨性和低摩擦性有关的特性。一个重要的值得注意的方面是：摩擦化学方法也涉及基质材料，导致在基质材料和固体润滑剂之间的逐渐转变。WS2和MoS2摩擦膜允许增加润滑剂薄膜强度，作为结果，提高了耐磨损性。而且，在运转期间和运转之后，改善了表面完整性，也减少了劳损。润滑剂薄膜也具有低的边界摩擦。摩擦膜也具有低的边界摩擦。
在WO2009/071674中提出的方法具有小的缺点：工具表面(通常由含有Mo和/或W的合金制成)是在加工过程中被消耗，必须在间隔期间进行更换。另外，摩擦膜的沉积率受限于在固体金属和活性硫之间的相对较慢的非均相反应。
发明内容
本发明的一个目的是提供用于产生摩擦化学沉积的固体润滑剂涂层的更高生产效率的方法。
上述目的是根据随附的独立权利要求而实现的。在从属权利要求中提出了优选的多种实施例。总的来说，摩擦调节(triboconditioning)方法包括：提供机械元件。相对于所述机械元件的表面机械地摩擦一个工具。将处理液提供到在所述机械元件和所述工具之间的接触区域。所述处理液包括：第一元素，即难熔金属元素；和第二元素，即硫族元素。所述第一元素和第二元素是以液体物质提供的。所述机械地摩擦是以所述机械元件的1％至100％的极限强度的接触压力来进行的。所述机械地摩擦因而导致所述机械元件的所述表面与摩擦膜沉积在所述机械元件的所述表面上的组合抛光。所述摩擦膜包括所述第一元素和所述第二元素。
本发明的一个优点是与现有技术的方法相比，可以制造具有较低的工具磨损和更好的工艺参数控制的固体润滑剂的摩擦膜。本发明的其它优点将在下面的详细描述进一步阐述。
附图说明
本发明连同其进一步的目的和优点可以通过参考以下说明连同附图而得到最好的理解，在这些附图中：
图1A-B是固体润滑剂沉积的示意图；
图1C是固体润滑剂的摩擦膜的示意图；
图2是显示涂覆时间与工具和工件(workpiece)之间的接触压力之间关系的图；
图3是一个根据本发明所述方法的一个实施例的步骤的流程图；以及
图4是一个曲线图，显示了根据本发明所述的摩擦产生的固体润滑剂的摩擦膜的效果。
具体实施方式
贯穿本说明书，在不同的附图和实施例中等同或直接对应的特征将被标示为相同的附图标记。
正如在背景中所述，固体润滑剂的摩擦膜呈现出非凡的性能，主要是关于允许的接触压力、抗磨性能以及形态。为了理解的摩擦膜的结构的重要性，首次给出摩擦膜性能的简要介绍。
当根据非摩擦化学方法将固体润滑剂沉积在一个表面上时，最终产品可能看起来像在图1A所示的产品。基质2的表面3具有一定的粗糙度4，由固体润滑剂1的层6涂覆该基质2。如果仅由固体润滑剂1来进行沉积，或者如果在沉积之后的工艺(例如热处理或机械处理)除去任何额外的元素，整个层6通常由固体润滑剂1组成。在基质2相与固体润滑剂1相之间有一个界面5，该界面5是较尖锐或较平缓的。所涂覆的表面的耐磨和耐压性能在很大程度上取决于这个界面5的特性。为了避免剥落，在界面5上的结合必须强。同时，固体润滑剂1本身通常应该是容易可剪切的。固体润滑剂1的层6的表面7将取决于所使用的沉积方法。然而，表面7的粗糙度9通常大于基质2的表面3的粗糙度4。如果需要平滑的表面，有必要进行后处理，例如研磨或抛光)。
图1B显示了一种情形，其中，层6具有嵌入载体基质材料9的固体润滑剂1域，该层6被沉积在基质表面上。在这样的情况下，载体基质材料9可被改良以提供对基质2的强结合。然而，在层表面7上可用的固体润滑剂的总量是较低的，因而摩擦性能可能不如图1A所示的情形那样好。
图1C显示了摩擦膜10的沉积。在有利条件下的摩擦化学沉积过程中，将在下面进一步讨论，摩擦膜10的沉积将组合原始表面3的抛光，在这里用虚线表示。通过在工具和工件之间的机械接触来实现抛光，从而拉平或研磨掉凹凸面。同时，这样磨损材料将会与用于形成摩擦化学沉积膜的物质接触和反应。由此，摩擦化学沉积膜——或称摩擦膜——是通过在将被涂覆的表面、磨损材料和处理液的物质以及可能的加工工具之间的化学反应所形成的，提供能够进行反应的局部热量和压力。总之，所有这些物质形成了固体润滑剂1的摩擦膜10。然而，摩擦膜10将不会是一个均匀的膜。摩擦膜10将具有从纯基质物质改变到几乎纯固体润滑剂物质的变化的成分。固体润滑剂物质的厚度和分布也将在其表面之上横向变化，取决于例如原始表面拓扑形态。磨损材料与物质接触和反应
在本说明书中，摩擦膜是被定义为保护层，它是在两个表面之间的摩擦接触的滑动或滚动过程中产生的，在存在特殊添加剂的条件下，这些特殊添加剂经受摩擦化学反应最终在摩擦表面形成新的化学化合物。因此，所形成的摩擦膜避免直接的金属-金属接触以及相关的冷焊现象。根据本发明产生的摩擦膜呈现摩擦化学产生的固体润滑剂的化合物与被涂覆表面的直接结合。
这种直接的结合提供了极好的耐擦伤性、耐冲击性和热电阻。与本发明相反，例如日本专利申请2004-76914，在生产过程中没有使用金属粉末，不需要有机粘合剂用于将固体润滑剂保留在表面上。
本发明的基本思想之一是提供一种包含用于摩擦化学反应的所有活性物质的处理液。前述摩擦化学沉积已经以加工工具的一个组件与在处理液中的其他成分来实施。然而，该加工工具会相继磨损，这导致在工具/工件的接触几何形态的不可控的变化，且要求该加工工具需要定期更换为新的或翻新的工具。在包含金属钨的加工工具的试验中，处理液包括硫以及在操作期间提供的可溶性钨化合物。结果发现，相比于采用仅含硫的处理液的方法，本发明所述方法减少了加工工具的磨损。因此，可以得出这样的结论：被整合进固体润滑剂中的至少一部分钨是直接来源于处理液的。在处理液中采用过量的钨化合物，工具的磨损可显著减少。因此，采用包含钨和硫的处理液被认为是优选的解决方案。
作为这样做的结果，但也可有可能以惰性的加工工具来实施摩擦化学沉积，该加工工具没有任何钨含量，在加工液中的钨含量是足够大以致确保可接受的成膜率/处理时间。
另一个非常重要的参数是压力。为了获得真正的摩擦膜，将被涂覆的工作表面必须还涉及重要的抛光部件。抛光需要局部的凹凸-凹凸接触压力，该接触压力超过工件材料的屈服应力。抛光不仅对于改善表面平滑度是必要的，而且对于将新鲜的金属表面暴露给反应物以致能够化学结合也是必要的。将被涂覆的表面的组合抛光与摩擦生成和固体润滑剂的沉积将导致真正的摩擦膜。结果发现，为实现这样的摩擦膜所需的压力取决于将被涂覆的表面的机械性能。通常，需要对应于所涂覆元件的至少1％的极限强度的接触压力，以产生摩擦膜。当然，该接触压力不能超过100％的极限强度，否则被涂覆的元件将会被损坏。对于被涂覆的元件，它是由延性材料制成的，屈服应力的也是重要的参数。通常，屈服应力只是稍微低于极限强度，而接触压力则不应超过100％的屈服应力。对于具有极限强度和屈服应力的材料，在大多数情况下，这两个值是在相同的数量级。
因此，对于典型的由铸铁制成的将被涂覆的元件，接触压力将是至少50-100MPa。对于典型的由高速钢制成的将被涂覆的元件，接触压力将是至少100-200MPa。这些数字仅仅作为典型的例子，而合适的接触压力必须对于每个单独的元件分别来确定。
已发现的另一个特征是，摩擦膜的沉积速度是高度取决于接触压力。总的趋势是，较大的接触压力导致较高的沉积率。当接触压力相当于被涂覆的元件的5％的极限强度时，沉积率显著提高，而当接触压力相当于被涂覆的元件的10％的极限强度时，沉积率增加得更多。这可被解释为：在承重表面取样的膨胀之处发生了摩擦反应(triboreaction)。正如上述所讨论的，对于延性材料，例如灰口铸铁，屈服应力可以用于代替极限强度，大致给出上述行为的相同的总体情景。
图2显示了基本的考虑因素，在此基础上确定运行性能窗口105(ABCD)用于特定的工件/工具组合。如果接触压力太低，通常低于工件材料的1％的屈服应力(或非延性材料的相对极限强度)时，摩擦膜形成率变得过低，工艺效率变得不令人满意。这定义了左边的运行性能边界AD。在另一方面，如果接触压力过高，接近于工件材料的屈服应力时，工件损坏的风险会迅速增加。这定义了右边的运行性能边界BC。另外，如果处理时间过短，也不可能产生足够的反应产物，并获得足够程度的表面抛光。这定义了下面的运行性能边缘DC。最后，如果处理时间太长，也不可能获得足够的工艺输出，且整体工艺效率会下降。对于典型的被涂覆的元件，优选的接触压力是超过10MPa，更优选超过50MPa，甚至更优选为100MPa以上，最优选超过200MPa时，只要不超过极限强度。作为比较，采用的接触压力，例如用于运行或珩磨，通常是在1至10MPa的范围内。
由于这里所公开的工艺包括涂覆元件和运行元件，可以相互替代地称为“摩擦调节(triboconditioning)”。
图3显示了根据本发明所述的一种摩擦调节方法的一个实施例的步骤的流程图。该摩擦调节方法开始于步骤200。将被涂覆的机械元件被提供在步骤210。在步骤212中，相对于机械元件的表面以足够高的压力机械地摩擦一个工具。所述机械地摩擦是以所述机械元件的1％至100％的极限强度的接触压力来进行的。在步骤214中，将处理液提供到在机械元件和工具之间的接触区域。所述处理液包括：第一元素，它是难熔金属元素；和第二元素，它是硫族元素。所述第一元素和第二元素是以液体物质提供的。活性组分可以一种共同的活性组分以液体物质来提供，或者以分离的活性组分以液体物质来提供。所述机械地摩擦因而导致所述机械元件的所述表面与摩擦膜沉积的组合抛光。这样所产生的摩擦膜在所述机械元件的所述表面上包括所述第一元素和所述第二元素。该方法结束于步骤299。
在现有技术中最常用的两种固体润滑剂WS2和MoS2。二硫化钨(摩尔重量248g/mole，密度7.5g/cm3，分解温度为1250℃下)是由硫化合物与钨源根据以下反应产生的：
W+2S→WS2.
同样地，二硫化钼(摩尔重量160g/mole，密度5.0g/cm3，熔点2375℃，升华点450℃)是由硫化合物与钼源根据以下反应产生的：
Mo+2S→MoS2.
所述二硫化物也可以通过一些含硫金属配合物的摩擦转化来产生，该含硫金属配合物包括但不限于：硫代氨基甲酸盐、硫代磷酸盐、硫代黄原酸和类似的化学物质。
除了这两个公知的固体润滑剂，也有其他的可能的产品，并已经进行对不同的方法与流体组合物的许多试验。
取决于基质与含硫的处理液的反应性，除了WS2和MoS2以外的一定量的金属硫化物将会通过摩擦沉积方法来产生。因此，摩擦膜的实际组合物将取决于基质的类型和处理液成分。对于钢，所述摩擦膜被确信是分别主要由硫化钨或硫化钼和硫化铁组成。在一定的条件下，也可以形成混合氧化物，例如钨青铜。然而，应当注意的是，作为一个经验法则，摩擦膜没有明确定义的化学计量公式。
优选地，固体润滑剂的金属组分通常是选择为一种难熔金属。正如上面所述，最突出的候选物是Mo和W。这些难熔金属是被提供为溶解在处理液中的金属化合物，也可能作为在加工工具中的金属或金属化合物。优选地，溶解在处理液中的金属化合物是盐或有机金属配合物。可用于这些目的的钨化合物的非排除性例子如下：
·简单钨，
·硫代钨酸盐，
·钨二硫代氨基甲酸盐，
·钨二硫代磷酸盐，
·钨羧酸盐和二硫代甲酸盐，
·钨黄原酸酯和硫代黄原酸，含羰基、环戊二烯基和作为配体的硫的多核钨配合物，
·以嘧啶、二吡啶、腈和膦作为配体的包含钨配合物的卤素，
·钨酸与脂肪酸甘油酯、酰胺、胺的加成物。
可用于这些目的的钼化合物的非排除性例子如下：
·简单的钼酸盐，
·硫代钼酸盐，
·钼二硫代氨基甲酸盐，
·二硫代磷酸钼，
·钼羧酸盐和二钼代甲酸盐，
·钼黄原酸盐和硫代黄原酸，
·含羰基、环戊二烯基和作为配体的硫的多核钼配合物，
·以嘧啶、二吡啶、腈和膦作为配体的包含钼配合物的卤素，
·钼酸与脂肪酸甘油酯、酰胺、胺的加成物。
固体润滑剂的非金属成分可以不同的方式进行选择。已发现的可被包含在固体润滑剂的候选物中，除了一般的硫族化合物，硫目前被认为是主要的选择。硫可以溶解在处理液中的元素硫或硫的衍生物参与摩擦化学反应。最有用的硫衍生物通常被称为活性硫，它包括例如有机硫化物和有机多硫化物。这样的活性硫的非排除性例子是：dibensyldisulfide、硫化异丁烯、硫化脂肪酸和dialkylpolysulfides。可选择地，硫可参与难熔金属成分(例如，硫代氨基甲酸盐、硫代磷酸酯或硫代黄原酸)的摩擦化学反应，在这种情况下，不需要二次硫源。
此外，在处理液中所采用的溶剂呈现出各种可能性。合适的候选物是低挥发性、高闪的溶剂，例如矿物油、聚α-烯烃、酯类、聚乙二醇和离子液体。在处理液中所采用的溶剂通常是不希望成为最终产品的一部分。
在一个实施例中，处理液包括至少三种组分：通常作为溶剂的液态物质，第一和第二活性组分。第一活性组分包括第一元素，它是一种难熔金属元素。第二活性组分包括第二元素，它是一种硫族元素。第一活性组分和所述第二活性组分都是以液体物质提供的。
在另一个实施例中，处理液，从而包括至少两种组分，通常作为一种溶剂和一种活性组分的液态物质。的活性组分包括第一元素，它是一种难熔金属元素，和一个第二元素，它是一种硫族元素。将活性组分在液体中物质提供。
正如已经提到的，加工工具不必须包括用于摩擦膜的任何组分。这样一种被动工具的主要功能是：在存在处理液的条件下，在工件表面上触发摩擦反应。除了正常磨损之外，该被动工具是不会消耗的。被动工具的例子是：高速钢(HSS)、碳化钨(WC)、氮化硼(BN)、类金刚石碳(DLC)的涂布工具，各种陶瓷和金属陶瓷等。
在另一个实施例中，所述工具包括第一活性组分。这样一种活性工具具有双重功能。它提供了至少一部分的活性成分，它最终形成摩擦膜。它也具有这样的功能：在工件表面和处理液之间触发摩擦反应。因而，活性工具结合了触发想要的摩擦反应的功能与以对于摩擦膜生成所需的反应剂反馈它们的功能。在本发明中采用的活性工具的例子是含有钨或钼的金属或烧结金属工具。
包括主动和被动的工具都可以并入用于将反应剂传输到摩擦接触表面的管道系统，在该摩擦接触表面发生实际的摩擦反应。由此，至少一部分的处理液能够通过工具本身而被供应。
当启动摩擦膜的沉积时，在所述工具与工件表面之间通常有非常高的摩擦。对于工具会有阻塞的风险，导致划痕、磨损或其它对于工件表面的损伤。为了解决这个问题，在本发明的一个实施例中，所述处理液还包括溶解在其中的一种或多种运行性能试剂。这些运行性能试剂通常可以作为：极端压力添加剂、抗磨添加剂或摩擦改良剂、抗氧化剂、腐蚀抑制剂和消泡剂。不同于难熔金属和硫族元素的成分，它们的主要功能是产生摩擦涂布(tribocoating)，这些运行性能试剂的主要功能是通过以下方式保证对于特定的底物/工具组合的平滑工艺运行：
·使抗氧化的处理液稳定；
·保持表面清洁度；
·防止工件和工具的腐蚀；
·控制泡沫的形成。
这样的运行性能试剂的非排除性例子是：二烷基二硫代磷酸锌(ZnDDP)、磷酸三甲苯酯(TCP)、磷酸酯、硼酸酯、离子化的植物油、脂肪酸酰胺和脂肪酸酯。
为了进一步说明本发明，下面将给出两个特定的实施例。
实施例1
使用包含金属钨的工具，以在用于汽车内燃机的凸轮轴的表面上产生二硫化钨的摩擦涂布。在本研究中，该凸轮轴是由470HV硬度的冷硬铸铁制成。在所述工具和凸轮轴之间的接触压力是在100至200MPa的范围内。含有3％(重量％)钨和1％(重量％)活性硫的处理液被溶解于烃溶剂中，在100℃具有2cSt(厘沲)的运动粘度。该凸轮轴的摩擦调节是以100rpm运转10分钟。所涂覆的凸轮轴的摩擦学特性与原始凸轮轴的特性进行了比较。实验条件如下：对于每个涂层取10个测量样：对于三种不同的旋转速度(对应于0.1至0.7m/s的滑动速度)各有三个摩擦系数的重复测量，最后一个是磨损试验。来自轴承钢的辊子被用作摩擦探针。该辊的半径为5.5mm，而轴节点半径为18mm。每个摩擦试验在5N负载下运行10分钟，使用嘉实多SLX5W-30发动机油作为润滑剂。磨损试验在相同的负载下运行1小时。利用光学显微镜分析了磨损标记。
这些实验表明被涂覆的凸轮轴的改进的摩擦性能：摩擦系数降低20％至60％，参见表1。同时，磨损减少4至10倍。从表中可以很容易地看出，与相应的条件下的未处理的凸轮轴相比，被涂覆的凸轮轴呈现出显著较低的摩擦系数。(需注意的是，摩擦系数是一个速度依赖的特性。)
表1：在凸轮轴与随动件之间的摩擦的WS2摩擦涂布的效果
实施例2
使用包含金属钨的工具，以在用于汽车内燃机的气缸衬套的表面上产生二硫化钨的摩擦涂布。在本研究中，该衬套是由450HV硬度的冷硬铸铁制成。在所述工具和衬套之间的接触压力是在50至100MPa的范围内。含有3％(重量％)钨和1％(重量％)活性硫的处理液被溶解于烃溶剂中，在100℃具有2cSt(厘沲)的运动粘度。
所涂覆的衬套的摩擦学特性与原始衬套的特性进行了比较。实验条件如下：采用往复摩擦钻机以测量在气缸衬套区段与活塞环之间的摩擦。振荡频率为5Hz时，正常的应力为3MPa，冲程长度为5mm，并使用嘉实多SLX5W-30发动机油作为润滑剂。
这些实验表明，对于被涂覆的衬套的摩擦系数显著降低，参见图4。对于被涂覆的衬套表面101和原始的衬套表面100，摩擦系数随时间而降低，对应于正在运行的程序。然而，摩擦调节的衬套表面通常呈现出较低的摩擦系数。此外，对于摩擦调节的衬套表面的摩擦系数在一定的水平显著低于原始衬套表面，这表明，即使在广泛的机械接触之后，固体润滑剂的涂层仍然保持。
因此，本发明公开了一种用于提高金属表面的摩擦学性能的方法。一个特别的重点是减少了由含铁材料和合金(例如，铸铁、表面渗碳硬化钢、carbinitrided钢、高速钢等)制成的金属部分的摩擦和磨损，通过对于这些金属部分的摩擦调节来获得，通过在存在处理液的条件下相对于工件摩擦所述工具，该处理液包含用于形成固体润滑剂物质的组分。该方法是非常适合用于处理诸如内燃机、汽缸衬套、轴、齿轮、轮毂、轴承、滑道导轨等的零件，以及承受严重的摩擦应力的其他机械部件。这里所公开的方法组合了表面抛光与薄的低摩擦的摩擦膜的沉积，其中的化学成分不同于前述化学成分的根本材料和特征元素。在本发明中，抛光是以通常的方式起作用——通过在所述工具与工件之间的机械接触，因而表面的凹凸面被拉平或研磨掉——通过在工件表面的摩擦化学反应，伴随产生膜沉积。摩擦化学反应是通过在所述工具与工件表面之间的接触区域的温度和压力的组合而被启动的。
以上描述的具体实施方式应当被理解为本发明的一些示例性的实施例。本领域技术人员应该理解，可对这些实施例进行各种修改、组合和改变而不会脱离本发明的范围。特别地，在技术上可行之处，不同实施方式中的不同部分的解决方案能在技术上可能的情况下与其它配置相结合。然而，本发明的范围是由所附的权利要求所定义的。

Claims (14)

1.一种具有增强的摩擦学特性的表面的制造方法，包括以下步骤：
提供（210）机械元件；以及
将处理液提供（214）到在所述机械元件和工具之间的接触区域；
所述处理液包括以液体物质提供的第一元素；
所述第一元素是硫；
所述处理液还包括以所述液体物质提供的第二元素；
所述第二元素是钨或钼；
其特征在于，还包括以下步骤：
相对于所述机械元件的表面机械地摩擦（212）所述工具；
所述机械地摩擦是以所述机械元件的1%至100%的极限强度的接触压力来进行的；
所述机械地摩擦因而导致所述机械元件的所述表面与摩擦膜沉积的组合抛光，并导致在所述表面、通过所述抛光而磨损的材料和所述处理液进入摩擦膜的物质之间的摩擦化学反应，在所述机械元件的所述表面上形成的摩擦膜包括所述第一元素和所述第二元素。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述液体物质包括：第一活性组分，其包含所述第一元素；以及第二活性组分，其包含所述第二元素。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述液体物质包括活性组分，其包含所述第一元素和所述第二元素。
4.根据权利要求1至3之一所述的制造方法，其特征在于：所述第二元素是W。
5.根据权利要求1至3之一所述的制造方法，其特征在于：所述第二元素是Mo。
6.根据权利要求1至3之一所述的制造方法，其特征在于，所述第一活性组分是元素硫。
7.根据权利要求1至3之一所述的制造方法，其特征在于，所述第一活性组分是活性硫。
8.根据权利要求1至3之一的制造方法，其特征在于：所述接触压力超过所述机械元件的极限强度的10%。
9.根据权利要求1至3之一所述的制造方法，其特征在于：所述工具包括所述第二活性组分。
10.根据权利要求1至3之一所述的制造方法，其特征在于：所述处理液还包括一种或多种运行性能试剂，所述运行性能试剂是选自：极端压力添加剂、抗磨添加剂或摩擦改良剂、抗氧化剂、腐蚀抑制剂和消泡剂。
11.根据在权利要求1至3之一所述的制造方法，其特征在于，所述液体物质包括选自以下的溶剂：矿物油、聚α-烯烃、酯类、聚乙二醇和离子液体。
12.根据权利要求1至3之一所述的制造方法，其特征在于：所述机械地摩擦是以超过50MPa的接触压力进行的。
13.根据权利要求1至3之一所述的制造方法，其特征在于：所述机械地摩擦是以超过100MPa的接触压力进行的。
14.根据权利要求1至3之一所述的制造方法，其特征在于：所述机械地摩擦是以超过200MPa的接触压力进行的。
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