1、润滑剂基础知识与性能主要内容v 润滑的意义v 润滑油脂基本结构v 如何判断润滑剂(指标)v 润滑剂的性能测试主要国家单位GDP能耗比较国家2000年2001年2002年2003年2004年2005年2006年2007年2008年美国2.352.222.182.0921.881.761.711.62日本1.11.251.31.21.131.151.181.171.03英国1.551.571.41.231.051.010.940.780.8德国1.731.771.631.361.21.161.130.940.85法国1.911.921.751.441.271.221.150.990.9意大利1.5
2、91.571.431.191.061.040.980.850.77加拿大4.154.154.13.593.162.852.522.32.36澳大利亚2.662.862.662.071.761.61.611.341.17俄罗斯24.0720.2518.3914.8310.948.416.865.294.26中国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中国中
3、国GDP占世界占世界4%，消耗世界，消耗世界3440%钢，钢，50%的水泥，的水泥，2010年中国单位年中国单位GDP能耗是世界平均水平的能耗是世界平均水平的2.2倍。倍。2011年中国能源消费总量为年中国能源消费总量为34.8亿吨标准煤，比上年增长亿吨标准煤，比上年增长7.0，GDP增长增长9.2%(单位：万吨油当量/亿美元)润滑是什么？v润滑部件 间隙及油膜厚度 v滚动轴承 0.1-0.3 micronv齿轮 0.1-1.0 micronv滑动轴承 0.5-50 micron v润滑的作用、控制摩擦；、控制磨耗；、控制温度；、控制腐蚀；、绝缘功能；、传递动力；、吸收弱振动；、排除污染；、形
4、成密封75 m 头发的直径头发的直径10微米厚度的油膜上的工业润滑的工作是什么？根源：油品低劣,用油错误,污染颗粒,污染介质,油品劣化。机械性能下降噪声高温磨损合理润滑技术服务振动消除润滑隐患，也就是消除设备故障的根源主要内容v 润滑的意义v 润滑油脂基本结构v 如何判断润滑剂(指标)v 润滑剂的性能测试认识润滑油润滑油：基础油添加剂调和而成基础油（Base stock)矿物油（Mineral Oil）组:石蜡基、环烷基 组:加氢裂化 组:深度加氢 合成类基础油(Synthetic Oil)IV组:PAOs V 组:其它（酯类、聚醚、硅油、氟素油、磷酸酯等）在润滑油成分中，一般占90以上添加剂
5、（Additives)加入少量的添加剂可增加新的特殊性能，或强化其原有的性能。抗磨剂、极压剂、抗氧化剂、抗泡剂、防锈抗腐蚀剂、粘度指数改进剂清净分散剂、乳化剂（金属加工液）、耦合剂、增溶剂(金属加工液)杀菌剂(金属加工液)各类基础油的使用温度各类基础油的性能比较性能矿物油PAO 烷基苯 PoE DE PAG 磷酸酯 硅油粘温特性低温性能高温氧化稳定性矿物油相容低挥发油漆相容性矿物油从石油中分馏出来 选用适于润滑油性能的原油,经分溜、精制、脱蜡等工艺生产而成。分馏决定了矿物型润滑油为一混合物 润滑油在石油产品中为（L）类。“矿物油”VS“合成油”认识润滑脂v 润滑脂：v 基础油+添加剂+稠化剂v
6、 基础油：可由矿物油或合成油组成v 添加剂：改善或强化某方面的性能v 稠化剂：如同海绵般将基础油及添加剂紧紧吸附以达润滑效用，一般稠化剂没润滑性。润滑脂的皂基(稠化剂)按稠化剂分：一。皂基脂：1。单皂基脂：锂基脂，钙基脂，钠基脂，钡基脂，铝基脂2。混合皂基脂：锂-钙基脂，钙-钠基脂，铝-钙基脂；3。复合皂基脂：复合锂基脂，复合铝基脂，复合钠基脂二。非皂基脂 1。无机脂：膨润土脂，硅胶脂 2。烃基脂：工业凡士林，石蜡，地蜡。3。有机脂：氟素脂，聚脲脂，酰胺脂，酞菁酮脂。常见润滑脂的滴点v锂基(Lithium soaps)滴点170200,多种类型，从好到极佳，机械稳定性佳，防水性佳 v钙基(Ca
7、lcium soaps)滴点80100,便宜，防水性佳，低温 v铝基(Aluminum soaps),滴点100120,透明，耐水性好，食品加工用 v锂复合基(Lithium Complex)滴点230250,耐高压性良好，极佳机械稳定性，防酸，防水性佳 v铝复合基(Aluminum Complex)滴点200260,耐高压性良好，极佳机械稳定性，防酸，防水性佳 v钡复合基(Barium Complex)滴点200240,防酸，防碱，防水性佳 v膨润土(Bentonite)无滴点,胶状或不深性油脂。v尿素基Polyurea(无机皂基)250,耐高温，极佳机械稳定性，防酸，防水性佳 v复合磺酸钙
8、300,抗水性能佳，高温性能佳 vPTFE（聚四氟乙稀）无滴点,耐高温，抗酸碱，抗水 v使用温度比较？各种稠化剂的相容性C 相容 B-不能确定 I-不相容v 不同的稠化剂在混合后可能出现如右图的结晶现象，直接导致润滑失效，所以在更换润滑脂前一定非常慎重固体润滑剂示意图固体粉末二硫化钼MoS2石墨C聚四氟乙烯PTFE颜色灰黑黑白负荷100,00050,0006,000耐温400 650 300颗粒大小2-6微米3-10微米0.02-1微米主要内容v 润滑的意义v 润滑油脂基本结构v 如何判断润滑剂(认识指标)v 润滑剂的性能测试润滑油的身份说明某 润 滑 油属性测试原理标准值粘度40，cStAS
9、TM D 44528.8粘度100，cStASTM D 4455.5倾点,ASTM D 97-57闪点,ASTM D 92245比重,15.6自燃点,ASTM D 12980.915残碳测定,%ASTM D 1890.02蒸发,99时22小时,%ASTM D 972 1.0铜析腐蚀,100时3小时,ASTM D 1301a抗乳化性54ml油/水/乳状液(分钟)ASTM D 140140/38/2(250OIL SEPARATION,18H/40(DIN 51817)分油率1NLGI CONSISTENCY（DIN 51818）NLGI稠度Grade 2UNWORKED PENETRATION,
10、25（ASTM D-217）初始针入度255-295 0.1mmWORKED PENETRATION 100000W（ASTM D-217）延时工作针入度+20 0.1mmSPECIFIC GRAVITY AT 25比重Approx.0.875 g/3润滑脂的身份说明-理化性能OXIDED ASHES（ASTM D-482）氧化灰分0.05FLUIDITY PRESSURE AT-35（DIN 51805）流动压力1500 mbarOIL SEPARATION,18H/40(DIN 51817)分油率 4COPPER CORROSION,24h/100（ASTM D-4048）铜条防锈测试1b
11、WATER RESISTANCE,3h/90（DIN 51807）抗水性Grade 0WATER WASH-OUT RESISTANCE,1h/80（ASTM D-1264）抗水冲淋1.5OXIDATION STABILITY,100h/100（ASTM D-942）氧化稳定性0.1 barEVAPORATION WEIGHT LOSS.22h/100（ASTM D-972）挥发损失180 Scar wear diameter 1/80磨痕直径500NLIFE TEST IN BEARINGS SKF-ROF,160,10000 rpm：L50SKF寿命测试 700h润滑油的性能指标v 物理性
12、能 粘度*，粘度指数*，密度，抗泡性，抗乳化性*折光系数，色度，空气释放性，吸水性v 化学性能 总酸值/总碱值*，氧化安定性*，腐蚀性/锈蚀性*(铜腐蚀测试)，水溶性酸碱，水解安定性v 热性能 热稳定性，蒸发性*，残碳测定*比热系数，导热系数v 耐温性能 倾点与凝点*，浊点，低温泵送性 闪点*，燃点，自燃点v 电性能 导电系数润滑脂的性能指标v 基本性能 锥入度(硬度)*，滴点*，NLGI稠度 基础油性能，水解安定性v 安定性 机械安定性(工作针入度)*，胶体安定性(分油率)*，氧化安定性，蒸发性(挥发损失)，氧化稳定性*，氧化灰分*v 应用性能 润滑性能，抗磨/极压性能*，防锈/防腐性能*，
13、抗水性能*，水冲淋*v 其它性能 橡胶相容性，四球测试*，Timken测试*，SKF寿命测试 游离酸、碱，水分，机械杂质固体润滑剂的性能指标-略v 粉末润滑剂的性能测试 纯度，水分，挥发物，灰分，水溶物含量，pH值或酸碱度，含油量，粘度及筛余物，密度，润滑性，其它评定方法v 覆膜状固体润滑剂的测试 膜厚度，附着力，抗液性，耐热性，固含量，硬度，变曲试验和耐冲击性，耐磨寿命和承载能力，储存稳定性v 复合材料的摩控学性能 摩擦磨损性能 极限pv值粘度v 粘度：粘度是液体流动时内摩擦的量度，也是评价油品流动性的最基本指标。是各种润滑油分类分级、质量鉴别和确定用途的重要指标。一定程度上影响了油膜的厚度
14、。是选用润滑油确定油牌号的主要依据。粘度包括运动粘度和动力粘度v运动粘度：表示液体在规定温度下，在重力作用下流动时内摩擦阻力的亮度，习惯用mm2/s表示。单位：Stoke，简称St（斯）。1St=100mm2/s=100cSt（厘斯）粘度v 检测标准：GB/T 265、GB/T 11137、ASTM D 445粘度粘度降低粘度升高油品劣化 受热导致分子破裂 剪切作用使粘度指数改 进剂破坏 聚合 氧化 蒸发损失 碳化和氧化不溶物外界污染 燃油 冷却剂 溶剂 用错油 积炭 用错油 水（乳化水）空气v建议：据试验，机油的粘度降低一个级别，发动机的节油率为1%-3%。因此，在保障润滑的前提下，建议使用
15、粘度较低的润滑油粘温特性（粘度指数）v 概念：是指粘度随温度变化而变化的程度。通常把粘度随温度变化而变化的程度小者称为之为粘温性能好，反之，称为粘温性能差。v 一般来讲：矿物油粘度100；合成油粘度100抗乳化性（水分离性）v 概念：乳化是一种液体在另一种液体中紧密分散形成乳状液的现象，是混合而不是相互溶解。抗乳化性是从乳状物中把两种液体分离的过程。即是油品遇水不乳化，或一时乳化但经静置，油-水迅速分离的性能。抗乳化性是油品和水形成的乳化液分为两层的能力。v试验方法：40ml油和40ml蒸馏水在设定温度下，经搅拌后油水分离的时间，如30分钟尚未彻底分离，记录油、水、乳化液的体积。40/40/0
16、（10）40/37/3（30）v检测标准：GB/T 7305、ASTM D1401水分v 概念：指油中含水量的百分数（游离水、乳化水、溶解水）v 一般检测采用蒸馏法（GB/T 260、ASTM D 95）v 水分来源冷却器水管渗漏使水进入油中；密封不好，外部水经密封不良处进入；温热气候及温差变化大情况下，油箱呼吸带入。水分v 油中含水的危害破坏油膜，降低润滑性，加剧摩擦副部件的磨损能够与液压油起反应，形成酸、胶质和油泥水能析出油中的添加剂，降低油品的使用性能高温时，在泵入口或其他低压部位产生气蚀损害造成控制阀的粘结，导致控制反应迟钝低温时使油品流动性变差腐蚀、锈蚀金属闪点v 概念：在规定的条件
17、下，加热油品所逸出的蒸气与空气所形成的混合气遇火发生瞬间闪火时的最低温度，称为闪点，以表示。v开口闪点常用于测定润滑油（GB/T 3536、ASTM D92）v闭口闪点常用于测定煤油、柴油、变压器油等（GB/T 261、ASTM D93）闪点v 闪点的检测意义v闪点可以表示油品的蒸发性，用以判断油品馏分组成的轻重。一般规律是，油品的饱和蒸汽压越高，馏分组成越轻，则油品的闪点越低。v闪点是一个安全指标，用以鉴定油品及其它可燃液体发生火灾的危险性。闪点是有火灾危险出现的最低温度。v测定闪点可检查是否混油。在重质油品中混入轻质油品闪点降低，如柴油中混入汽油或煤油，闪点就明显下降。倾点v 概念：试样在
18、规定的试验条件下，被冷却的试样能够流动的最低温度（90倾斜，5s）。v 试验方法:油样先预热，然后以规定的速度冷却，每隔3检查一次试样的流动性。v 检测意义：倾点是润滑油低温性能的重要指标，也是鉴别多级机油的重要参数。v 检测标准：ASTM D97、GB/T 3535 油品在低温下使用时一般应高于倾点5-10凝点、浊点v凝点（GB/T 510）：在规定的冷却条件下油品停止流动的最高温度。（45度倾斜、1min）v浊点（GB/T 6986、ASTM D2500）以规定速度冷却试样，当试管底部开始出现浑浊时的温度。总酸值v概念：中和1g油液试样中全部酸性组分所需要的碱量，以mgKOH/g表示。v新
19、油酸值反应添加剂的多少；v酸值反应油品氧化变质程度；v酸值过高，能对设备产生腐蚀。v检测标准：GB/T 4945、ASTM D 974总碱值v概念：中和1g油液试样中全部碱性组分所需要的酸量，换算成等量的碱量，以mgKOH/g表示。v总碱值降低，可能是因为高碱度添加剂的损耗；v总碱值增高，可能是被另一种含碱量高的油品污染所造成。v测试标准：SH/T 0251、ASTM D 2896氧化安定性v 概念：是指油品抵抗大气（或氧气）的作用而保持其性质不发生永久变化的能力。亦称抗氧化性。v 油品氧化的危害：粘度会增大，酸值升高，沉淀物增多，颜色变深等，缩短了油品使用寿命。油品氧化会生成和胶质、沥青质等
20、物质，氧化安定性则是抑制上述不利于油品使用的物质生成的性能。v 测试方法：旋转氧弹、Ruler、红外光谱等氧化安定性v 旋转氧弹是把润滑油放在一个密封金属弹筒中，放入一圈铜丝，加入少量蒸馏水，注入一定压力的氧气（所以叫做氧弹）。然后把氧弹放在150的油浴中旋转。润滑油在纯氧、催化剂（铜丝）和高温的作用下，会快速氧化、水解，并消耗氧气，使压力下降。下降到一定程度就表示试验结束，记录试验的时间。下降得越快，试验的就越短，表明油液的抗氧化性越差；试验结果越大，表明抗氧性越好。氧化安定性v 红外光谱将一束不同波长的红外光照射到物质的分子上，该分子根据其独有的组织和结构选择吸收特定的红外波长，从而形成这
21、一分子的红外吸收光谱，因此可以根据红外光谱对分子的结构进行分析和鉴定。铜片腐蚀v 概念：是指润滑油如果含有活性硫化物和低分子有机酸以及油品制备时残留的无机酸和碱，对金属的腐蚀作用。齿轮油的换油要测试该项指标。v试验方法：将铜片全部浸入到润滑脂试样中，在铜片腐蚀100 烘箱中放置24h。试验结束后，取出铜片，洗涤并确定腐蚀级别。v检测标准：GB/T 7326、ASTM D4048蒸发(挥发)性v 概念：油品在规定条件下蒸发后其损失量所占的重量百分数。蒸发损失与油品的挥发度成正比。v 试验方法：把放在蒸发器中的润滑油试样，置于规定温度的恒温浴中，热空气通过试样表面22h。然后根据试样的质量损失计算
22、蒸发损失。根据该方法，润滑油品的蒸发损失可以在99-150内的任一温度下测定。v 检测标准：GB/T 7325、ASTM D 972 康氏残炭v 概念：油品受热蒸发和燃烧后形成的焦黑色残留物称为残炭。基础油中的胶质、沥青质及多环芳烃等物质在空气不足的条件下，受强热分解、缩合而形成残。所以油品的精制深度越深，胶质、沥青质及多环芳烃越少，残炭就越小。一般讲，空白基础油的残炭值越小越好。v试验方法：测定时，在仪器的磁坩埚中准确称取10 g0.5 g试油，装好仪器后，用喷灯加热至高温，在规定的条件下，试油蒸发及分解，排出的蒸汽用火点燃，烧完后进行强热，最后称出残留物重量。以占试油的质量百分数作为结果。
23、v检测标准：GB/T 268、ASTM D 189、灰分v概念：润滑油燃烧后剩下的无机物，主要是是一些金属元素及其盐类。以重量百分数表示。v灰分对不同的油品具有不同的概念，对基础油或不加添加剂的油品来说，灰分可用于判断油品的精制深度。v对于加有金属盐类添加剂的油品（新油），灰分就成为定量控制添加剂加入量的手段。国外采用硫酸灰分代替灰分。其方法是：在油样燃烧后灼烧灰化之前加入少量浓硫酸，使添加剂的金属元素转化为硫酸盐。润滑脂性能指标:锥入度v 概念：是鉴定润滑脂稠度的指标（稠度即为软硬程度）。在规定质量（150g)，在规定温度（25）下标准圆锥体自由落体直入杯内样脂中，经过5S所达到的深度，其单
24、位为1/10mm.v 检测标准GB/T 269、ASTM D217滴点v 概念：润滑脂在规定的加热条件下，从不流动状态到一定流动性的最低温度。对于非皂基稠化剂类的润滑脂，可以没有状态的变化，而是析出油。将其视为油脂耐温之最高点。v 脂的最高使用温度要比滴点低20-80。v 检测标准：GB/T 4929、GB/T3498油脂越硬越好吗？v 一般常将2、3号油脂作为一般性使用号数，而0、1号常见使用于自动润滑油脂添加机中，因其低稠度适合使用于长距离使用。v 一般错误的观念:常将油脂的稠度视为耐温的程度，以为稠度越高耐温愈高。正确的认知是:稠度越高，其皂基含量越高，而皂基只是将油脂中基础油保持住，以
25、使油脂能维持润滑性。请注意:皂基是不具润滑性。稠度主要是为了加脂的方便，无具体的性能意义。润滑脂蒸发性v 概念：是按规定温度和其他试验条件下，在一定时间内的蒸发量来表示0/0(重量)。如果脂中基础油损失50%,就会造成润滑失效v 试验方法：将盛满厚1mm润滑脂试样的钢皿(内径21mm)置于专门恒器中。在规定温度下,保持一定时间,测定其损失质量百分数。v 检测标准：GB/T 7325-1987、ASTM D972-02 钢网分油v 概念：在外力作用下润滑脂能在其稠化剂中保存油的能力，用分油量来判定。当润滑脂的析油量超过5-20时，此润滑脂基本上不能使用。v 试验方法：将一定量的试样装入金属丝钢网
26、中，在100 条件下，加热30h后，测定经过钢网流出油的质量百分数。v 检测标准：SH/T0324、ASTM D6184 抗水性/水冲淋v 概念：抗水性指在水中不溶解、不从周围介质中吸收水分和不被水洗掉等的能力。v 试验方法：将试样装入球轴承中，以一定的速度转动。用一定温度的水以5mL/s的速度喷淋，以60min内被水冲掉的润滑脂量来衡量润滑脂的抗水淋能力。抗水性能对钢厂许多工况条件下运行的设备都非常重要。v 检测标准：SH/T0109、ASTM D1264油脂速度值v 油脂速度值 Speed Factor：在滚珠轴承使用下此数值相当的重要，此数值系考虑基础油与皂基组合后之内部摩擦力，通常此数
27、值需大于(Dn Value)。轴承数值Dn Value:(外径+内径)/2 轴承转速rpmdDR转速B轴承轴承主要内容v 润滑的意义v 润滑油脂基本结构v 如何判断润滑剂(认识指标)v 润滑剂的性能测试四球测试v 测定：主要是四球机测试法：四个直径为（12.7CM）的精制钢球，下面三个静止不动，上面一个钢球旋转。1400-1500R/min。下面三球浸在油品中。通过杆或液压系统加压.观测磨损情况并测量几个值:A、最大无卡咬负荷(通称临界负荷Pb):钢球磨斑直径发生突变时的前一级载荷.越大极压性越好,如:68号抗磨液压油Pb值约60kgf。B、烧结负荷PD值：对钢球施加的载荷，在10S内钢球摩擦
28、发热而产生烧结时的负荷。如：重负荷齿轮油的Pd值约600kgf。C、磨斑直径D：对钢球加载40kgf,运转60min，的磨斑直径。直径越小，抗磨性能越好。国产46号抗磨液压油磨斑直径为：D：0.5-0.6mm。四球测试抗磨性、极压性v 抗磨性：是由于润滑油中的极性物，在摩擦部分金属表面上形成坚固的理化吸附膜，从而起到耐中高负荷和抗磨损作用。抗磨性一般反映中高程度的抗摩性能。由润滑油的种类或所添加的抗磨添加剂来体现。v极压性：是润滑油不能用粘度来解析的一种减摩性能，特别是有边界润滑条件，及在受到冲击负荷或高温高压负荷下，在和表面金属发生摩擦化学反应，形成反应极压膜。主要是由油品中的添加剂的强极性
29、或强氧化性与金属发生摩擦化学反应，生成了坚韧的极压膜。Timken测试v将试验润滑油脂在246的温度下，压到试验环上，由试验机主轴带动试验环在静止的试块上滑动，主轴转速为800r/min5r/min(相当于123M/min0.78M/min)，试验时间为10min15s，通过杠杆加载机构加载，使试环与试块之间产生压力，逐级增加负荷，通过观察每级负荷试验后试块表面的痕，可以得出不出擦伤时的最大负荷，称为OK值。Timken与四球v 梯姆肯(Timken)试验是在梯姆肯磨损和试验机上评定润滑油的抗擦伤能力。用ok值作为指标。v 四球机的主要测试元件是按等边四面体排列着的四个钢球组成，下面三个球用油盘固定在一起静止不动，上面的一个球按规定的负荷和速度旋转，四个球点接触，接 触点都浸在油里，可测减摩性、抗磨性和极压性。减摩性用摩擦系数“F”表示，抗磨性用磨痕直径“mm”表示，极压性用最大卡咬负荷用“B”，烧结负荷“D”表示。
