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润滑脂的主要特性
 
发布时间:2020-12-29 10:56 作者:本站 来源:本站  点击次数:72
 
     润滑脂是用润滑油和增稠剂制成的半固体润滑剂。增稠剂对润滑油在运动界面的作用影响很大,世界 上大多数工业化地区制造润滑脂所用的增稠剂主要由锂、钙和铝复合皂以及几种混合络合物构成。钠皂增 稠剂仍在限量使用。钡和钡复合物皂可能在一些环境和健康法规不太严格的国家仍在使用。非皂增稠剂包 括膨润土、炭黑、气相二氧化眭凝胶、聚脲类和专用合成聚合物。
润滑脂的主要成分为低到高粘度的润滑油,该润滑油既可以是矿物油、植物油,也可以是合成烃。增稠 剂的结构能像海绵那样围住和保持住润滑油。增稠剂的结构还能决定润滑剂是粘附在运动表面上还是在其 上流动。添加剂和填充剂能增强润滑脂的特性和功能。现有的大量种类各异的基础油、增稠剂、添加剂和填 充剂使得润滑剂制造者可以调配的润滑脂的特性范围十分宽广。因为润滑脂成分的组合方式很多.所以润 滑脂之间可能不兼容。因此.更换润滑脂品种或润滑脂来源时最好谨慎一些。
     运行工况对润滑脂增稠剂结构的影响可能是有利的.也可能是有害的。根据触变和流变特性的不同,在 受到剪切或振动时.润滑脂可能会变得更富流动性或更加僵硬。除非为水环境下使用而调配的,否则水污染 会危害润滑脂的增稠剂结构.使润滑脂降解。为防锈和抗腐浊调配的润滑脂一般也有一定的耐水性。反之, 为抗水洗和水密封特性调配的润滑脂也具有一定的防锈和抗腐蚀性。此外,不像润滑油那样自身具有流动 性,大多数润滑脂在受到外力时才流动。
一、硬度或稠度
稠度是确定润滑脂硬度/刚度的技术术语。(美)全国润滑脂协会(NLG1)为润滑脂稠度定义了数字级 别.规定从半流体的〇〇〇级.经〇〇、〇、1、2、3、4和5级,直到最硬的、接近固体的6级。最低的两个级别表示 半流体?〇级表示很软但不会流动.而6级代表刚度非常大,所以常称为砖脂。测定润滑脂级别的试验在第2 章中介绍。简单地说?就是用一特定几何形状和质量的小锥体,以一定的方式落在未使用过的润滑脂试样 上,测量经过5 s锥体沉入的深度,单位用m ni。锥体沉人得越深,润滑脂就越软.根据测量结果确定稠度级 别。为了确定润滑脂工作时.即增稠剂结构经受很大剪切时的稠度,需要进行模拟实际工况的实验室试验。 该试验结果称作工作锥人度值,用于为给定用途选择润滑脂。
二、泵送性
润滑脂通过管道、接头、仪表、控制阀、排泄阀等泵送的难易性是润滑脂的一个很重要的特性。可动性是 另一个与泵送性相关的名词?当借助于集中润滑系统将润滑脂分送到较远的润滑点时,可动性极其重要。有 些情况下,通过集中润滑系统分送会涉及到数百米的输送管道和很多内部通道直径很细的分配阀。
在严冬条件下使用润滑脂时.会发现在一般外界温度下泵送性几乎相同的润滑脂在低温下却差别很大。 这种差别可能源于制造者所选的基础油、增稠剂和添加剂不同,润滑剂的总体配方不同.甚至是润滑脂的制 造工艺不同。
三、抗水性
对于工艺用水会淹没或冲击所润滑零件的工况,润滑脂具有良好的抗水性非常重要.轧钢机要求润滑 脂在直接与水接触.包括高速喷洒情况下,能够继续履行润滑功能。钠皂润滑脂易溶于水,所以不宜用于有 水出现的场合。钙和钙复合增稠剂润滑脂的抗水性本身比锂基润滑脂强.尽管锂、锂复合物和铝复合物增稠 的润滑脂也可以调配成抗水性很强同时又保持其重要特性。除了增稠剂之外,其它因素如基础油的类型和 其粘度、增粘剂和湿润剂等都可能会影响抗水性?图1 - 10所示为ASTM D 4049试验模拟实际情况下高 速喷水的装置。石墨和二硫化钼等填充剂虽然本身不影响抗水性,但在有水出现时用含有这些材料的润滑 脂润滑滑动轴承很有利,当水代替了部分润滑脂时.这些微粒会嵌人较软的轴承材料表面帮助润滑。1.5.4剪切稳定性该名词说明在反复经受剪切时?润滑脂增稠剂的 结构保持完好或受到损害.造成过分软化.甚至基础 油与增稠剂分离的程度。开发过程中和实验室中用 的一个描述性更强的名词是“机械稳定性”。保持原 稠度不变或者只发生了少量变化的润滑脂可认为其 稳定性很好。滚动轴承一般最好使用剪切稳定性好 的润滑脂,因为这有助于这些零件长期正常地工作。
稠度易于发生很大变化的润滑脂使用时会变软并从 轴承中流出.如图1 -11所示。
在实验室通过将工作锥人度试验中用的机械润滑脂工作器的捣动次数提高至高达1000次(测量工作后 锥人度时一般为60次),可很方便地测量该特性。评价剪切稳定性的另一个有用的试验为滚动稳定性试验。 该试验用转速为65 r/min的滚筒内的辊子连续滚压润滑脂试样2 h.然后测其稠度并与试验前的稠度比较。 第2章对该试验有详细介绍。
四、液体成分
油液或液体是润滑脂中起润滑作用的成分.增稠剂的特殊结构会使它们保持在原位,直到使之起润滑作 用。润滑脂的很多特性与其液体成分有关。除非因特殊需要而使用合成液,大多数情况下为了合乎可生物 降解的要求,使用的都是矿物油和植物油.因为低温流动性和添加剂的响应性较好,环烷基油一直是使用最 为普遍的矿物基油。然而.自从2]世纪00年代初起很多炼油厂关闭.全球环烷基油供应趋紧,所以越来越 多的润滑脂改用石蜡基基础油配制。
基础油的粘度直接影响润滑脂的承载能力和低温栗送性。基础油与添加剂包的兼容性也同样重要。基础 油的粘度变化范围很广,大多数用途所用粘度约为40°C时22?220 mmVs,但像水泥厂、矿厂、造纸厂和钢铁厂 等重工业使用的润滑脂需要用粘度大于40t’时1000 mmVs的基础油配制。使用环境温度极低时所用的润滑 脂可能要用粘度小于5 mmVs的合成基础油配制。润滑脂中基础油的使用量随增稠剂的类型、使用的填充剂 和最终产品的稠度而变。但是.质量非常好至优质润滑脂中的基础油含量一般在85%?95%之间。 对于极端工况,如温度范围很宽、持续长时间连续高温,合成基润滑脂是非常划算的选择。聚a -稀烃、 有机酯和聚乙二醇是调和一般工业和陆基运输机械用润滑脂最常用的合成基础液。桂酮、氟化油或更加奇 异的合成基础液用于调和某些特殊润滑脂,如航空、电子、医疗和核工业等,以及一般工业的某些专用润滑 脂,如终身密封高温输送带滚轮用润滑脂。
调和合成基润滑脂所用的增稠剂、添加剂和填充剂的范围很广。像石油基润滑脂的调和一样,合成基润 滑脂中应用最为广泛的增稠剂为锂和锂复合物。但是.极高温和高度敏感用途所用的顶级合成基润滑脂经 常用无灰(无金属)增稠剂.如聚脲.聚四氟乙烯和其它聚合物^同合成润滑油的情况一样.消耗润滑脂量很大的工业,如钢铁工业.不愿意将合成基润滑脂的使用扩展 到那些可以增加安全性和环境效益的特殊用途之外。但是,随着新的、速度更高、功率密度更大的设备和它 们的零部件的使用要求逼近石油基润滑脂的使用极限,这种情况正在发生改变。
五、滴点
增稠剂或胶凝剂是决定润滑脂滴点的主要因素。润滑脂从半固态到液态的转变温度决定其滴点。对于 皂稠化润滑脂.滴点代表状态的转变。使用其它增稠剂,如无机胶(膨润土和气相二氧化硅>和聚合物,如聚 脲等时,滴点代表增稠剂状态不发生改变而润滑油析出的温度。滴点是在实验室测定的?而且必须强调的是 除了数量有限的全合成基润滑脂外.其它润滑脂的滴点值总是高于其 最高工作温度。一般说来.石油基润滑脂的最大间断工作温度是 55°C .该温度低于其滴点.而最大连续工作温度是70?80°C .该温度也 在其滴点以下?根据所用的合成基础油不同,合成基润滑脂的有用最 大间断和连续工作温度通常不同程度地高于类似的石油基润滑脂。
 
 
 



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