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目前，齿轮油已在工业生产中获得了极为广泛的应用，它对延长重负载下相对运动的部件和设备的寿命起着重要的作用。随着现代汽车大功率化、载重能力的不断增加和车身的流线型设计，车辆齿轮的润滑条件越来越苛刻，这就对车辆齿轮油的质量提出了进一步的要求。
极压抗磨性能[14]是齿轮油极为重要的一个使用性能，主要通过加入极压剂、抗磨剂和摩擦改进剂来实现，因此对齿轮油的研究开发工作而言，新型极压抗磨添加剂的研究开发和添加剂复合配方技术的发展是两个最为重要的内容。硫系、磷系添加剂是硫一磷型齿轮油配方的主剂，硫一磷型齿轮油的发展主要是围绕着磷剂的改进和添加剂复配技术的开发而发展的。含磷添加剂具有良好的极压、抗磨和金属去活性能，在高扭矩苛刻运转的条件下能防止齿面磨损、点蚀和剥落，是应用于现代高档润滑油等石油产品中的一类非常重要的多功能添加剂，而磷氮剂则是齿轮油中磷元素的主要来源，它在降低齿轮低速、高扭矩下的磨损起着重要的作用。
国外早在60年代，就已经丌始研究在齿轮油中使用磷氮型极压抗磨添加剂，而国内近二十年也开始对磷氮剂进行了一些研究应用。但是，我国对于齿轮油用磷氮剂的研究与国外还存在较大的差距，成熟的产品在市场上还很少。
1.3.2 极压抗磨添加剂的作用机理
在传统的润滑理论中，把润滑分为液体润滑和边界润滑。作相对运动的两个金属表面完全被润滑油膜隔开，没有金属的直接接触，这种润滑状态叫做液体润滑；随着载荷的增加，金属表面之间的油膜厚度逐渐减薄，当载荷增至一定程度，连续的油膜被金属表面的峰顶破坏，局部产生金属表面之间的直接接触，这种润滑状态叫做边界润滑。 在边界润滑中，当金属表面只承受中等负荷时，如有一种添加剂能被吸附在金属表面上或与金属表面剧烈磨损，这种添加剂称为抗磨添加剂。当金属表面承受很高的负荷时，大量的金属表面直接接触，产生大量的热，而抗磨剂形成的膜也被破坏，不再起保护金属表面的作用，如有一种添加剂能与金属表面起化学反应生成化学反应膜，起润滑作用，防止金属表面擦伤，甚至熔焊，通常把这种最苛刻的边界润滑叫做极压润滑。
就极端苛刻工况下运行的摩擦副而言，通常采用含S、P、C1的有机化合物作为极压添加剂(EP)或抗磨添加剂(AW)以满足其润滑和抗磨需要，并在高速重载等条件下与摩擦表面元素反应生成化学反应膜以减轻磨损。然而，如果生成的反应膜容易剥落，或添加剂活性太强，则反而造成腐蚀磨损。针对上述问题，在选择添加剂时，尚需研究其生成的边界膜在润滑性、稳定性以及对金属表面的腐蚀性等综合性能。除了上述含S、P、C1等元素的极压添加剂外，还可采用石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯等固体材料作为润滑油的极压添加剂，其润滑机理与边界润滑膜相似，在摩擦表面生成固体边界膜。
1.3.3 极压抗磨添加剂的主要类型
极压抗磨添加剂[15]按其化学成分的不同，一般可以分为氯系、硫系、磷系、有机金属盐、硼酸盐。氯系极压抗磨剂最常用的为氯化石蜡(T301)和氯化联苯。氯化石蜡活性高、极压性好，摩擦系数小，安定性低，对金属腐蚀性强。常用的硫系极压剂有二苄基二硫化物、硫化萜烯、硫化二聚丁烯(T303)、硫化异丁烯(T308)。二苄基二硫化物的抗磨极压性好,主要缺点是油溶性较差，常与二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP 或ZDTP，代号T202)复合使用。硫化萜烯又名硫化松节油，近年来已很少应用。硫化异丁烯又名硫化烯烃，是一种新型的硫系极压剂，极压性、油溶性和安定性都较好，腐蚀性小。典型的有机金属盐有环烷酸铅(T341)、二烷基二硫代磷酸锌(T201，T202)和二烷基二硫代氨基甲酸钼(MoDTC)。环烷酸铅过去用于齿轮油和双曲线齿轮油，但由于它易分解，遇水易乳化并水解，油溶性不好，并污染环境，近年来已趋淘汰。二烷基二硫代磷酸锌是多效添加剂，抗氧、防腐、防锈、抗磨性均较好。MoDTC是一种抗氧、抗磨的多效添加剂，与清净分散剂的配伍性好。新型高效多功能无毒的硼型极压抗磨添加剂，主要为无机硼酸盐和有机硼酸酯。这类添加剂不仅具有极好的极压抗磨减摩性，而且具有很好的氧化安定性，在高温下对铜无腐蚀，对钢铁具有良好的防锈性能，同时还具有很好的密封适应性，无毒无臭，有利于环境保护，比磷系、硫系添加剂性能更优越，已广泛应用于节能工业齿轮油中。磷系添加剂按其所含的活性元素的不同，主要分为磷型、硫-磷-氮型和磷-氮型。
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