Laut einer Studie von SKF sind etwa 50 % der Wälzlagerausfälle auf abrasiven bzw. adhäsiven Verschleiß sowie Korrosion zurückzuführen. Um diesen Ausfällen entgegenzuwirken, werden Schmierstoffe häufig mit Kombinationen aus Verschleißschutzadditiven (EP/AW) und Korrosionsinhibitoren (CI) formuliert. Durch ihre Oberflächenaffinität können Wechselwirkungen der Additive an den beanspruchten Oberflächen von Wälzlagern auftreten. Diese Wechselwirkungen können zu synergistischen als auch antagonistischen Effekte führen, welche den Verschleiß- und Korrosionsschutz von Wälzlagern beeinflussen. Ziel des Forschungsvorhabens war daher, die Wechselwirkungen von EP/AW- und CI‑Additiven zu untersuchen und deren Einfluss auf den Verschleiß- und Korrosionsschutz kombiniert additivierter Schmierstoffe zu bewerten.
Zur Erreichung des formulierten Ziels wurden Wälzlagerversuche im FE8-Prüfstand durchgeführt und die gebildeten Grenzschichten mikroanalytisch untersucht. Als Einflussfaktoren auf die Additivwechselwirkungen wurden lokale Kontaktbedingungen, die Wahl des CIs (Additivkombination) und die CI‑Konzentration identifiziert. Hingegen haben das Grundöl, weitere polare Bestandteile wie Löslichkeitsverbesserer und die Betriebsbedingungen keinen signifikanten Einfluss auf die Wechselwirkungen zwischen EP/AW- und CI-Additiven. Die Zugabe von Calciumsulfonat (CaSulf) zu Zinkdialkyldithiophosphat (ZDDP) führt zu einer inhomogenen Grenzschicht mit lokalen Anreicherungen von verschleißfördernde Calciumphosphaten. Die Zugabe Zinkcarboxylat (ZnCarb) zu ZDDP führt hingegen zu einer zweilagigen Grenzschicht, wobei die untere, substratnahe Schicht aus Eisen‑ und Zinkoxid besteht, auf der sich eine typische ZDDP-Grenzschicht bildet. Für beide untersuchten CI‑Additive (CaSulf und ZnCarb) führt eine übermäßige Konzentration zu einer Verschlechterung des Korrosionsschutzes, wobei mit einer geringeren Konzentration ein guter Kompromiss zwischen Verschleiß- und Korrosionsschutz gefunden werden kann.