1、潤滑劑基礎知識與性能主要內容v 潤滑的意義v 潤滑油脂基本結構v 如何判斷潤滑劑(指標)v 潤滑劑的性能測試潤滑的意義v 應用已有的摩擦與潤滑知識,每年至少可以節約5.15億英鎊,約占當時英國國民生產總值的1% -喬斯特報告1966年v “根據對我國冶金、石油、煤炭、鐵道運輸和機械五大行業的測算,應用已有的摩擦學知識,每年可以節約37.8億元左” -全國摩擦學工業應用調查報告1986v 估計應用潤滑技術其它數據： 英國：2005年，每年可節約費用20-22億英鎊 美國：1999年，車輛每年可節約1200億 中國：2006年，可以節省3270億元，約占GDP的1.55%主要國家單位GDP能耗比較

2、國家2000年2001年2002年2003年2004年2005年2006年2007年2008年美國2.352.222.182.0921.881.761.711.62日本1.11.251.31.21.131.151.181.171.03英國1.551.571.41.231.051.010.940.780.8德國1.731.771.631.361.21.161.130.940.85法國1.911.921.751.441.271.221.150.990.9意大利1.591.571.431.191.061.040.980.850.77加拿大4.154.154.13.593.162.852.522.32

3、.36澳大利亞2.662.862.662.071.761.61.611.341.17俄羅斯24.0720.2518.3914.8310.948.416.865.294.26中國8.117.67.287.467.387.046.425.674.63印度6.296.136.115.194.994.484.193.63.56巴西3.043.533.963.633.132.431.871.641.41南非8.1299.9675.684.954.824.584.78中國中國GDP占世界占世界4%，消耗世界，消耗世界3440%鋼，鋼，50%的水泥，的水泥，2010年中國單位年中國單位GDP能耗是世界平均水

4、平的能耗是世界平均水平的2.2倍。倍。2011年中國能源消費總量為年中國能源消費總量為34.8億噸標準煤，比上年增長億噸標準煤，比上年增長7.0，GDP增長增長9.2%(單位：萬噸油當量/億美元)潤滑是什么？v潤滑部件 間隙及油膜厚度 v滾動軸承 0.1-0.3 micronv齒輪 0.1-1.0 micronv滑動軸承 0.5-50 micron v潤滑的作用、控制摩擦；、控制磨耗；、控制溫度；、控制腐蝕；、絕緣功能；、傳遞動力；、吸收弱振動；、排除污染；、形成密封75 m 頭發的直徑頭發的直徑10微米厚度的油膜上的工業潤滑的工作是什么？根源：油品低劣,用油錯誤,污染顆粒,污染介質, 油品劣

5、化 。機械性能下降噪聲高溫磨損合理潤滑技術服務振動消除潤滑隱患，也就是消除設備故障的根源主要內容v 潤滑的意義v 潤滑油脂基本結構v 如何判斷潤滑劑(指標)v 潤滑劑的性能測試認識潤滑油潤滑油：基礎油添加劑調和而成基礎油（Base stock)礦物油（Mineral Oil） 組: 石蠟基、環烷基 組: 加氫裂化 組: 深度加氫 合成類基礎油(Synthetic Oil) IV組: PAOs V 組: 其它（酯類、聚醚、硅油、 氟素油、磷酸酯等） 在潤滑油成分中，一般占90以上添加劑（Additives) 加入少量的添加劑可增加新的特殊性能，或強化其原有的性能。抗磨劑、極壓劑、抗氧化劑、抗泡劑

6、、防銹抗腐蝕劑、粘度指數改進劑清凈分散劑、乳化劑（金屬加工液）、耦合劑、增溶劑(金屬加工液)殺菌劑(金屬加工液)各類基礎油的使用溫度各類基礎油的性能比較性能礦物油PAO 烷基苯 PoE DE PAG 磷酸酯 硅油粘溫特性低溫性能高溫氧化穩定性礦物油相容低揮發油漆相容性礦物油從石油中分餾出來 選用適于潤滑油性能的原油,經分溜、精制、脫蠟等工藝生產而成。 分餾決定了礦物型潤滑油為一混合物 潤滑油在石油產品中為（L）類。“礦物油”VS“合成油”認識潤滑脂v 潤滑脂：v 基礎油+添加劑+稠化劑v 基礎油：可由礦物油或合成油組成v 添加劑：改善或強化某方面的性能v 稠化劑：如同海綿般將基礎油及添加劑緊緊

7、吸附以達潤滑效用，一般稠化劑沒潤滑性。 潤滑脂的皂基(稠化劑)按稠化劑分：一。皂基脂：1。單皂基脂：鋰基脂，鈣基脂，鈉基脂，鋇基脂，鋁基脂2。混合皂基脂：鋰-鈣基脂，鈣-鈉基脂，鋁-鈣基脂；3。復合皂基脂：復合鋰基脂，復合鋁基脂，復合鈉基脂二。非皂基脂 1。無機脂：膨潤土脂，硅膠脂 2。烴基脂：工業凡士林，石蠟，地蠟。 3。有機脂：氟素脂，聚脲脂，酰胺脂，酞菁酮脂。常見潤滑脂的滴點v鋰基(Lithium soaps)滴點170200 ,多種類型，從好到極佳，機械穩定性佳，防水性佳 v鈣基(Calcium soaps) 滴點80100 ,便宜，防水性佳，低溫 v鋁基(Aluminum soaps

8、),滴點100120 ,透明，耐水性好，食品加工用 v鋰復合基(Lithium Complex) 滴點230250 ,耐高壓性良好，極佳機械穩定性，防酸，防水性佳 v鋁復合基(Aluminum Complex) 滴點200260, 耐高壓性良好，極佳機械穩定性，防酸，防水性佳 v鋇復合基(Barium Complex)滴點200240 ,防酸，防堿，防水性佳 v膨潤土(Bentonite)無滴點,膠狀或不深性油脂。 v尿素基Polyurea(無機皂基)250,耐高溫，極佳機械穩定性，防酸，防水性佳 v復合磺酸鈣300,抗水性能佳，高溫性能佳 vPTFE（聚四氟乙稀） 無滴點,耐高溫，抗酸堿，抗

9、水 v使用溫度比較？各種稠化劑的相容性C 相容 B-不能確定 I-不相容v 不同的稠化劑在混合后可能出現如右圖的結晶現象，直接導致潤滑失效，所以在更換潤滑脂前一定非常慎重固體潤滑劑示意圖固體粉末二硫化鉬MoS2石墨C聚四氟乙烯PTFE顏色灰黑黑白負荷100,00050,0006,000耐溫400 650 300顆粒大小2-6微米3-10微米0.02-1微米主要內容v 潤滑的意義v 潤滑油脂基本結構v 如何判斷潤滑劑(認識指標)v 潤滑劑的性能測試潤滑油的身份說明某 潤 滑 油屬性測試原理標準值粘度40，cStASTM D 44528.8粘度100，cStASTM D 4455.5傾點, AST

10、M D 97-57閃點, ASTM D 92245比重,15.6自燃點, ASTM D 12980.915殘碳測定,%ASTM D 1890.02蒸發,99時22小時,%ASTM D 972 1.0銅析腐蝕,100時3小時,ASTM D 1301a抗乳化性54ml油/水/乳狀液(分鐘)ASTM D 140140/38/2( 250OIL SEPARATION, 18H/40 (DIN 51817)分油率1NLGI CONSISTENCY（DIN 51818）NLGI稠度Grade 2UNWORKED PENETRATION, 25（ASTM D-217）初始針入度255-295 0.1mmWO

11、RKED PENETRATION 100000W（ASTM D-217）延時工作針入度+20 0.1mmSPECIFIC GRAVITY AT 25比重Approx. 0.875 g/3潤滑脂的身份說明-理化性能OXIDED ASHES（ASTM D-482）氧化灰分0.05FLUIDITY PRESSURE AT -35（DIN 51805）流動壓力1500 mbarOIL SEPARATION, 18H/40 (DIN 51817)分油率 4COPPER CORROSION, 24h/100（ASTM D-4048）銅條防銹測試1bWATER RESISTANCE, 3h/90（DIN 5

12、1807）抗水性Grade 0WATER WASH-OUT RESISTANCE, 1h/80（ASTM D-1264）抗水沖淋1.5OXIDATION STABILITY, 100h/100（ASTM D-942） 氧化穩定性0.1 barEVAPORATION WEIGHT LOSS. 22h/100 （ASTM D-972）揮發損失180 Scar wear diameter 1/80磨痕直徑500NLIFE TEST IN BEARINGS SKF-ROF, 160, 10000 rpm： L50SKF壽命測試 700h潤滑油的性能指標v 物理性能 粘度*，粘度指數*，密度，抗泡性，抗

13、乳化性* 折光系數，色度，空氣釋放性，吸水性v 化學性能 總酸值/總堿值*，氧化安定性*，腐蝕性/銹蝕性*(銅腐蝕測試)， 水溶性酸堿，水解安定性v 熱性能 熱穩定性，蒸發性*，殘碳測定* 比熱系數，導熱系數v 耐溫性能 傾點與凝點*，濁點，低溫泵送性 閃點*，燃點，自燃點v 電性能 導電系數潤滑脂的性能指標v 基本性能 錐入度(硬度)*，滴點*，NLGI稠度 基礎油性能，水解安定性v 安定性 機械安定性(工作針入度)*，膠體安定性(分油率)*，氧化安定性，蒸發性(揮發損失)，氧化穩定性*，氧化灰分*v 應用性能 潤滑性能，抗磨/極壓性能*，防銹/防腐性能*，抗水性能*，水沖淋*v 其它性能

14、橡膠相容性，四球測試*，Timken測試*，SKF壽命測試 游離酸、堿，水分，機械雜質固體潤滑劑的性能指標-略v 粉末潤滑劑的性能測試 純度，水分，揮發物，灰分，水溶物含量，pH值或酸堿度，含油量，粘度及篩余物，密度，潤滑性， 其它評定方法v 覆膜狀固體潤滑劑的測試 膜厚度，附著力，抗液性，耐熱性，固含量，硬度，變曲試驗和耐沖擊性，耐磨壽命和承載能力，儲存穩定性v 復合材料的摩控學性能 摩擦磨損性能 極限pv值粘度v 粘度：粘度是液體流動時內摩擦的量度，也是評價油品流動性的最基本指標。是各種潤滑油分類分級、質量鑒別和確定用途的重要指標。一定程度上影響了油膜的厚度。是選用潤滑油確定油牌號的主要依

15、據。粘度包括運動粘度和動力粘度v 運動粘度：表示液體在規定溫度下，在重力作用下流動時內摩擦阻力的亮度，習慣用mm2/s表示。單位：Stoke，簡稱St（斯）。1St=100mm2/s=100cSt（厘斯）粘度v 檢測標準：GB/T 265、GB/T 11137、ASTM D 445粘度粘度降低粘度升高油品劣化 受熱導致分子破裂 剪切作用使粘度指數改 進劑破壞 聚合 氧化 蒸發損失 碳化和氧化不溶物外界污染 燃油 冷卻劑 溶劑 用錯油 積炭 用錯油 水（乳化水） 空氣v 建議：據試驗，機油的粘度降低一個級別，發動機的節油率為1%-3%。因此，在保障潤滑的前提下，建議使用粘度較低的潤滑油粘溫特性（

16、粘度指數）v 概念：是指粘度隨溫度變化而變化的程度。通常把粘度隨溫度變化而變化的程度小者稱為之為粘溫性能好，反之，稱為粘溫性能差。v 一般來講：礦物油粘度100；合成油粘度100抗乳化性（水分離性）v 概念：乳化是一種液體在另一種液體中緊密分散形成乳狀液的現象，是混合而不是相互溶解。抗乳化性是從乳狀物中把兩種液體分離的過程。即是油品遇水不乳化，或一時乳化但經靜置，油-水迅速分離的性能。抗乳化性是油品和水形成的乳化液分為兩層的能力。v 試驗方法：40ml油和40ml蒸餾水在設定溫度下，經攪拌后油水分離的時間，如30分鐘尚未徹底分離，記錄油、水、乳化液的體積。40/40/0（10）40/37/3（

17、30）v 檢測標準：GB/T 7305、ASTM D1401水分v 概念：指油中含水量的百分數（游離水、乳化水、溶解水）v 一般檢測采用蒸餾法（GB/T 260、ASTM D 95）v 水分來源冷卻器水管滲漏使水進入油中；密封不好，外部水經密封不良處進入；溫熱氣候及溫差變化大情況下，油箱呼吸帶入。水分v 油中含水的危害破壞油膜，降低潤滑性，加劇摩擦副部件的磨損能夠與液壓油起反應，形成酸、膠質和油泥水能析出油中的添加劑，降低油品的使用性能高溫時，在泵入口或其他低壓部位產生氣蝕損害造成控制閥的粘結，導致控制反應遲鈍低溫時使油品流動性變差腐蝕、銹蝕金屬閃點v 概念：在規定的條件下，加熱油品所逸出的蒸

18、氣與空氣所形成的混合氣遇火發生瞬間閃火時的最低溫度，稱為閃點，以表示。v 開口閃點常用于測定潤滑油（GB/T 3536、ASTM D92）v 閉口閃點常用于測定煤油、柴油、變壓器油等（GB/T 261、ASTM D93）閃點v 閃點的檢測意義v 閃點可以表示油品的蒸發性，用以判斷油品餾分組成的輕重。一般規律是，油品的飽和蒸汽壓越高，餾分組成越輕，則油品的閃點越低。v 閃點是一個安全指標，用以鑒定油品及其它可燃液體發生火災的危險性。閃點是有火災危險出現的最低溫度。v 測定閃點可檢查是否混油。在重質油品中混入輕質油品閃點降低，如柴油中混入汽油或煤油，閃點就明顯下降。傾點v 概念：試樣在規定的試驗條

19、件下，被冷卻的試樣能夠流動的最低溫度（90傾斜，5s）。v 試驗方法:油樣先預熱，然后以規定的速度冷卻，每隔3檢查一次試樣的流動性。v 檢測意義：傾點是潤滑油低溫性能的重要指標，也是鑒別多級機油的重要參數。v 檢測標準：ASTM D97、 GB/T 3535 油品在低溫下使用時一般應高于傾點5-10凝點、濁點v 凝點（GB/T 510）：在規定的冷卻條件下油品停止流動的最高溫度。（45度傾斜、1min）v 濁點（GB/T 6986、ASTM D2500）以規定速度冷卻試樣，當試管底部開始出現渾濁時的溫度。總酸值v 概念：中和1g油液試樣中全部酸性組分所需要的堿量，以mgKOH/g表示。v 新油

20、酸值反應添加劑的多少；v 酸值反應油品氧化變質程度；v 酸值過高，能對設備產生腐蝕。v 檢測標準：GB/T 4945、ASTM D 974總堿值v 概念：中和1g油液試樣中全部堿性組分所需要的酸量，換算成等量的堿量，以mgKOH/g表示。v 總堿值降低，可能是因為高堿度添加劑的損耗；v 總堿值增高，可能是被另一種含堿量高的油品污染所造成。v 測試標準：SH/T 0251、ASTM D 2896氧化安定性v 概念：是指油品抵抗大氣（或氧氣）的作用而保持其性質不發生永久變化的能力。亦稱抗氧化性。v 油品氧化的危害：粘度會增大，酸值升高，沉淀物增多，顏色變深等，縮短了油品使用壽命。油品氧化會生成和膠

21、質、瀝青質等物質，氧化安定性則是抑制上述不利于油品使用的物質生成的性能。v 測試方法：旋轉氧彈、Ruler、紅外光譜等氧化安定性v 旋轉氧彈是把潤滑油放在一個密封金屬彈筒中，放入一圈銅絲，加入少量蒸餾水，注入一定壓力的氧氣（所以叫做氧彈）。然后把氧彈放在150的油浴中旋轉。潤滑油在純氧、催化劑（銅絲）和高溫的作用下，會快速氧化、水解，并消耗氧氣，使壓力下降。下降到一定程度就表示試驗結束，記錄試驗的時間。下降得越快，試驗的就越短，表明油液的抗氧化性越差；試驗結果越大，表明抗氧性越好。氧化安定性v 紅外光譜將一束不同波長的紅外光照射到物質的分子上，該分子根據其獨有的組織和結構選擇吸收特定的紅外波長

22、，從而形成這一分子的紅外吸收光譜，因此可以根據紅外光譜對分子的結構進行分析和鑒定。銅片腐蝕v 概念：是指潤滑油如果含有活性硫化物和低分子有機酸以及油品制備時殘留的無機酸和堿，對金屬的腐蝕作用。齒輪油的換油要測試該項指標。v 試驗方法：將銅片全部浸入到潤滑脂試樣中，在銅片腐蝕100 烘箱中放置24h。試驗結束后，取出銅片，洗滌并確定腐蝕級別。v 檢測標準：GB/T 7326、ASTM D4048蒸發(揮發)性v 概念：油品在規定條件下蒸發后其損失量所占的重量百分數。蒸發損失與油品的揮發度成正比。v 試驗方法：把放在蒸發器中的潤滑油試樣，置于規定溫度的恒溫浴中，熱空氣通過試樣表面22h。然后根據試

23、樣的質量損失計算蒸發損失。根據該方法，潤滑油品的蒸發損失可以在99-150內的任一溫度下測定。v 檢測標準：GB/T 7325、ASTM D 972 康氏殘炭v 概念：油品受熱蒸發和燃燒后形成的焦黑色殘留物稱為殘炭。基礎油中的膠質、瀝青質及多環芳烴等物質在空氣不足的條件下，受強熱分解、縮合而形成殘。所以油品的精制深度越深，膠質、瀝青質及多環芳烴越少，殘炭就越小。一般講，空白基礎油的殘炭值越小越好。v 試驗方法：測定時，在儀器的磁坩堝中準確稱取10 g0.5 g試油，裝好儀器后，用噴燈加熱至高溫，在規定的條件下，試油蒸發及分解，排出的蒸汽用火點燃，燒完后進行強熱，最后稱出殘留物重量。以占試油的質

24、量百分數作為結果。v 檢測標準：GB/T 268、ASTM D 189、灰分v 概念：潤滑油燃燒后剩下的無機物，主要是是一些金屬元素及其鹽類。以重量百分數表示。v 灰分對不同的油品具有不同的概念，對基礎油或不加添加劑的油品來說，灰分可用于判斷油品的精制深度。v 對于加有金屬鹽類添加劑的油品（新油），灰分就成為定量控制添加劑加入量的手段。國外采用硫酸灰分代替灰分。其方法是：在油樣燃燒后灼燒灰化之前加入少量濃硫酸，使添加劑的金屬元素轉化為硫酸鹽。潤滑脂性能指標: 錐入度v 概念：是鑒定潤滑脂稠度的指標（稠度即為軟硬程度）。在規定質量（150g)，在規定溫度（25）下標準圓錐體自由落體直入杯內樣脂中

25、，經過5S所達到的深度，其單位為1/10mm. v 檢測標準GB/T 269、ASTM D217滴點v 概念：潤滑脂在規定的加熱條件下，從不流動狀態到一定流動性的最低溫度。對于非皂基稠化劑類的潤滑脂，可以沒有狀態的變化，而是析出油。將其視為油脂耐溫之最高點。v 脂的最高使用溫度要比滴點低20-80。v 檢測標準：GB/T 4929、GB/T3498油脂越硬越好嗎？v 一般常將2、3號油脂作為一般性使用號數，而0、1號常見使用于自動潤滑油脂添加機中，因其低稠度適合使用于長距離使用。v 一般錯誤的觀念: 常將油脂的稠度視為耐溫的程度，以為稠度越高耐溫愈高。正確的認知是: 稠度越高，其皂基含量越高，

26、而皂基只是將油脂中基礎油保持住，以使油脂能維持潤滑性。請注意:皂基是不具潤滑性。稠度主要是為了加脂的方便，無具體的性能意義。潤滑脂蒸發性v 概念：是按規定溫度和其他試驗條件下，在一定時間內的蒸發量來表示0/0(重量)。如果脂中基礎油損失50%,就會造成潤滑失效v 試驗方法：將盛滿厚1mm潤滑脂試樣的鋼皿(內徑21mm)置于專門恒器中。在規定溫度下,保持一定時間,測定其損失質量百分數。v 檢測標準：GB/T 7325-1987 、ASTM D972-02 鋼網分油v 概念：在外力作用下潤滑脂能在其稠化劑中保存油的能力，用分油量來判定。當潤滑脂的析油量超過5-20時，此潤滑脂基本上不能使用。v 試

27、驗方法：將一定量的試樣裝入金屬絲鋼網中，在100 條件下，加熱30h后，測定經過鋼網流出油的質量百分數。v 檢測標準：SH/T0324、ASTM D6184 抗水性/水沖淋v 概念：抗水性指在水中不溶解、不從周圍介質中吸收水分和不被水洗掉等的能力。v 試驗方法：將試樣裝入球軸承中，以一定的速度轉動。用一定溫度的水以5mL/s的速度噴淋，以60min內被水沖掉的潤滑脂量來衡量潤滑脂的抗水淋能力。抗水性能對鋼廠許多工況條件下運行的設備都非常重要。 v 檢測標準：SH/T0109、ASTM D1264油脂速度值v 油脂速度值 Speed Factor：在滾珠軸承使用下此數值相當的重要，此數值系考慮基礎油與皂基組合后之內部摩擦力，通常此數值需大于 (Dn Value)。 軸承數值Dn Value: (外徑+內徑)/2 軸承轉速rpmdDR轉速B軸承軸承主要內容v 潤滑的意義v 潤滑油脂基本結構v 如何判斷潤滑劑(認識指標)v 潤滑劑的性能測試四球測