润滑剂是加到两运动件的接触面之间形成润滑膜,使接触面脱离直接接触,以降低摩擦力和减少磨损,延长零件寿命为主要目的的一类润滑材料。润滑剂按形态可分为固体润滑剂、液体润滑剂和半固体润滑剂三种。
1.固体润滑剂
固体润滑剂虽然历史不长,但其经济效益好,适应范围广,发展速度快,能够适应高温、高压、低速、高真空、强辐射等特殊情况,特别适合于给油不方便、装拆困难的场合。当然,固体润滑剂也有摩擦因数较高、冷却散热不良等缺点。
固体润滑剂分为无机物和有机物两类。前一类包括石墨、二硫化钼、软金属等,后一类包括聚四氟乙烯、尼龙、聚乙烯等。
石墨是黑色、柔软、化学性质非常稳定的物质,几乎不受任何有机溶剂、腐蚀性化学药品的侵蚀,还具有不受很多熔融金属或熔融玻璃浸润的特点,因此,石墨与水、溶剂、油脂、橡胶、树脂和一些金属等混合时不会失掉其特性。石墨的热胀系数和弹性模量都较小,能抗热冲击。石墨的使用温度范围为-270~1000℃,熔点为3500℃。另外,石墨还具有良好的导电性和导热性。石墨的结晶性、杂质、粒度和粒子形状对石墨的润滑性能有较大影响,外部使用条件(如温度、速度和负荷大小)也对其润滑性有影响。石墨润滑剂常与复合材料或与其他固体润滑剂共用,单独将石墨作为润滑剂的不多。其品种有水基石墨润滑剂、油基石墨润滑剂等。
二硫化钼具有黑灰色金属光泽,摩擦因数低,对热不敏感,化学性质稳定的优点。其使用温度为-270~350℃,熔点为1250℃。二硫化钼还能抗大多数酸的腐蚀,在室温、湿空气中二硫化钼的氧化是轻微的。对于重负荷,中、低速的滑动摩擦部件,使用二硫化钼粉剂能发挥其优良效果。市售的二硫化钼粉剂的纯度(质量分数)为98%~99.8%。很少使用二硫化钼单体粉剂,在多数情况下常常混用必要的其他物质。常见的品种有二硫化钼糊状润滑剂和二硫化钼润滑油脂。
聚四氟乙烯等塑料具有良好的润滑性、吸振性、抗冲击性、耐蚀性和绝缘性。聚四氟乙烯的使用温度为-270~260℃。
锌、铅、锡之类的软金属作为固体润滑剂的应用方法有两种:一是以薄膜形式应用,如铅、锌、锡这样的低熔点金属,铜和青铜等非低熔点金属有时也这样使用;二是熔炼成合金后使用,如制造滑动轴承的锡锑轴承合金、铅锑轴承合金和铜基轴承合金等。(www.xing528.com)
2.液体润滑剂
液体润滑剂是用量最大、品种最多的一类润滑材料,包括矿物油,合成油,动、植物油和水基液体等。这些液体润滑剂有较宽的粘度范围,为在不同的载荷、速度和温度下工作的运动部件,提供了较宽的选择余地。液体润滑剂可提供低的、稳定的摩擦因数,低的可压缩性,能有效地从摩擦表面带走热量,保证相对运动部件的尺寸稳定和设备精度,而且多数属于廉价产品,因而获得广泛应用。矿物油是目前用量最大的一种液体润滑剂。
水具有良好的导热性,资源丰富,价廉易得,但其粘度太小,因此使用时必须添加增粘剂或油性剂。目前大量使用的水基切削液和水-乙二醇液压液,是一类很有发展前途的润滑材料。设想,当将来石油资源枯竭时,这种水基液体将是代替矿物油的重要润滑材料。
动、植物油润滑剂中主要是植物油,如菜籽油、茶籽油、桐油、蓖麻油、花生油和葵花籽油等。其优点是油性好,生物降解性好,但缺点是氧化安定性和热稳定性较差,低温性能也不够好。但是,目前其仍为某些切削液的重要组分。随着石油资源的逐渐短缺,以及环保要求的日益苛刻,人们又重新重视将动、植物油脂作为润滑材料的开发应用,希望通过化学方法改善其热稳定性和低温性能,以将其作为未来代替矿物油的重要润滑材料。
合成油润滑剂是在第二次世界大战中发展起来的。合成油包含不同类型、不同化学结构和不同性能的化合物,多数使用在条件比较苛刻的工况下。其最先用于军事,后来逐渐向民用推广。合成油润滑剂也是未来取代矿物油的重要润滑材料,如聚合烯烃类、聚醚类、全合成双酯类及多元醇酯等系列产品。近年来,合成润滑油脂得到了更加广泛的使用和认同。
3.半固体润滑剂
半固体润滑剂在常温、常压下呈半流体状态。具有胶体结构的润滑材料称为润滑脂。润滑脂一般分为皂基酯、烃基酯、无机酯、有机酯四种。它们除了具有耐磨、减摩性能外,还能起密封、减振等作用,可使润滑系统简单、维护管理方便、节省操作费用,从而得到了广泛使用。其缺点是流动性小,散热性差,高温下易产生相变、分解等。润滑脂产量占整个润滑剂产量的比例虽然不大,为2%左右,但在润滑领域所起的作用却很大。据统计,大约90%的滚动轴承是用润滑脂润滑的,而且滚动轴承的失效中有一半是由于不适当的润滑引起的。常用的润滑脂有钙基润滑脂、锂基润滑脂、钠基润滑脂等。其中,锂基润滑脂具有多方面的优良性能,因而获得大量使用。
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