潤滑脂的基本知識(鋼鐵行業(yè))

1、l一、潤滑脂的定義 l二、潤滑脂常見的質(zhì)量指標及其含義 l三、鋼鐵機械對潤滑脂的性能要求l四、鋼鐵設(shè)備用潤滑脂主要品種l 潤滑脂是一種常用的潤滑劑，從人們?nèi)粘Ｉ钣玫淖孕熊?、電冰箱、洗衣機，到農(nóng)業(yè)用的拖拉機，交通運輸用的汽車、火車、船舶、飛機，以及宇宙飛行器等，潤滑脂均得到廣泛的應(yīng)用。潤滑脂主要是起潤滑作用，同時還兼有防水、防塵、防銹和密封防護等作用。 潤滑脂在常溫常壓下呈半固態(tài)油性軟膏狀，它是由一種（或多種）稠化劑和一種（或幾種）潤滑液體所組成的一種具有塑性的潤滑劑。l1.滴點l2.錐入度 l3.機械安定性l4.膠體安定性l5.抗水性 l6.極壓抗磨性 潤滑脂從不流動態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲃討B(tài)的溫度，這

2、個溫度就叫做滴點。潤滑脂的滴點主要取決于稠化劑的種類及含量。從滴點大致可以了解潤滑脂的類別、組分和使用溫度。一般潤滑脂最高使用溫度比其滴點低2030，實際最高使用溫度比滴點低得多，如果潤滑脂使用溫度達到或高于其滴點時，便會熔化流失。 l 錐入度是潤滑脂稠度的常用指標，錐入度值愈大，就表示這個潤滑脂體系的結(jié)構(gòu)力愈弱，即稠度愈小，反之稠度愈大。l常見的潤滑脂錐入度的范圍對照表：牌號 000 000123錐入度（25）0.1mm 445475 355385 265295 310340 265295 220250 潤滑脂的錐入度一般用錐入度計測定稠度。錐入度計的錐是由兩個不同頂角所并成的圓錐體組成。錐

3、的角度及高度都有嚴格的規(guī)定，錐和桿的總重量也有一固定值（150克）。錐的下滑時間為5秒。當錐以自由滑落插入脂杯內(nèi)的潤滑脂時，在固定的剪力下將引起體系變形。體系的變形的程度以錐所入的深度來表示，每0.1mm的深度為一個錐入度單位。l 機械安定性又稱剪切安定性,它是指潤滑脂在機械工作條件下抵抗稠度變化的能力，也是估計潤滑脂的壽命的一個指標。潤滑脂的機械安定性與其纖維強度和纖維間的吸附力有關(guān)，因此，潤滑脂的強度可以用稠度來衡量。潤滑脂受到反復(fù)剪切作用，稠化劑的分散狀態(tài)發(fā)生變化而使稠度改變，這種變化，一般是趨于軟化。如果剪切后潤滑脂稠度變化小，說明機械安定性好。 l最簡單的測定機械安定性的方法，是以錐

4、入度工作器將潤滑脂來回工作若干次，并測定其工作前后的錐入度。機械安定性通常用十萬次和六十次工作錐入度的差值來表示。這個差值越小，機械安定性越好。一般來說，差值小于30次為優(yōu)，差值為3060為良，差值為60 100尚可，而差值大于100為劣。l潤滑脂的膠體安定性是指潤滑脂在保管和使用中阻止從潤滑脂中析出潤滑油的能力。但是，分油是潤滑脂的一種特性，任何一種潤滑脂都有分油現(xiàn)象。膠體安定性差的潤滑脂容易析出潤滑油，即油皂分離。潤滑脂的膠體安定性取決于很多因素，諸如皂-油之間的溶解度、皂的再結(jié)晶速度、體系內(nèi)部的化學變化、外界的壓力、環(huán)境的溫度和膠溶劑的揮發(fā)等等。l皂-油分離直接導致潤滑脂稠度的改變和它的

5、流失，這一現(xiàn)象對潤滑脂的貯存和潤滑脂在長期封閉系統(tǒng)中的使用特別明顯。l分油對潤滑脂的使用壽命影響較大，一個理想的潤滑脂潤滑電機軸承，需要有適當?shù)姆钟土?，充分保證潤滑。l常見的分油測定法有：潤滑脂壓力分油測定法和潤滑脂鋼網(wǎng)分油測定法。l 潤滑脂的抗水性表示潤滑脂在大氣濕度條件下的吸水性能。要求潤滑脂在貯存和使用中不具有吸收水分的能力。潤滑脂吸水后，會使稠化劑溶解而改變結(jié)構(gòu)，降低滴點，引起腐蝕，從而降低保護作用。有的潤滑脂，例如一些復(fù)合鈣基脂，因吸收大氣中的水分而變硬，逐步喪失潤滑脂的潤滑能力，影響實際使用。 l潤滑脂的抗水性主要取決于稠化劑的抗水性和乳化性質(zhì)。l行業(yè)標準SH/T0109是潤滑脂抗

6、水淋性能測定法。l此外，還有使用GB/T269中延長工作錐入度測定法。在工作器中加入10%的水，工作10萬次后以錐入度值的變化來衡量潤滑脂的抗水性。l 潤滑脂的極壓抗磨性與潤滑脂的組成有關(guān)系。涂在相互接觸的金屬表面的潤滑脂所形成的脂膜，能承受來自軸向和徑向的負荷。金屬表面的相對運動時，由于摩擦表面金屬自本體分離，而使運動部件失去部分重量或體積尺寸發(fā)生一定的變化稱為磨損。脂膜承受負荷的特性，叫做潤滑脂的極壓性。目前普遍使用四球試驗機來測定極壓抗磨性。l目前普遍使用四球試驗機來測定潤滑脂的脂膜強度。在球的四周添加潤滑脂，在下面三個球與上面的第四個球之間可施加負荷，第四球可在任意固定的速度下旋轉(zhuǎn)。在

7、固定的轉(zhuǎn)速、負荷、溫度和時間下觀察四個球點接觸的摩擦阻力之歷程。測量球與球之間的磨痕直徑，可評價潤滑脂的抗磨性。根據(jù)試驗中承受負荷的大小，可評價潤滑脂的極壓性。外加軸向載荷在脂膜將破裂前的負荷叫做臨界負荷，以PB表示。l此時試驗由于磨損增大而出現(xiàn)的磨跡直徑突然增大。潤滑脂膜抗擦傷的極限工作負荷叫做燒結(jié)負荷，以PD表示。此時，由于外加軸向負荷達到如此之大，以至使脂膜破裂而出現(xiàn)干摩擦并產(chǎn)生的熱量，導致球接觸點上的溫度急劇上升，試驗球就燒結(jié)在一起。l評價潤滑脂極壓性的另一種試驗方法是使用梯姆肯試驗機測定潤滑脂膜的破裂負荷（OK值）。梯姆肯試驗機是軸承環(huán)對試驗塊的摩擦，為線接觸。l對于鋼鐵機械設(shè)備的潤

8、滑，就其特點集中而言，是圍繞熱、水、塵埃、機械作用等方面的因素進行的，潤滑脂必須經(jīng)受這些因素條件的考驗，其性能要求如下： 1.要有適宜的稠度 應(yīng)用潤滑脂最基本的是選擇稠度，即潤滑脂的軟硬程度。它是有軸承類型、回轉(zhuǎn)數(shù)、負荷、給脂方式和使用溫度等條件決定的。l2.要有好的耐熱性 鋼鐵設(shè)備高溫部位的潤滑，一般摩擦滑動部位的溫度大多超過100加熱爐等各種爐周圍的軸承或連鑄設(shè)備的軋輥軸承等處，溫度在120180 ，煉鋼取鍋鑄口或滑動鑄口的潤滑部位，溫度在250 350 。為了保證高溫運轉(zhuǎn)部位的潤滑，必須使用耐熱潤滑脂，而且要求具有高滴點、氧化安定性好、蒸發(fā)損失小和高溫下潤滑脂稠度變化小等性能。3.要有好

9、的耐水性 鋼鐵設(shè)備中，在水或壓延油噴吹的潤滑部位，如熱、冷壓延機的軋輥軸承或工作臺軋輥，若混入水或壓延油，由于機械作用極易軟化流出。高爐爐頂?shù)穆短熳鳂I(yè)設(shè)備，經(jīng)常受風雨的侵蝕。因此，要求潤滑脂必須具有優(yōu)良的抗水性，即使混入水，也不易被乳化、沖洗，且稠度變化小。4.要有好的極壓抗磨性 鋼鐵設(shè)備經(jīng)受重負荷和沖擊負荷的部位，如壓延機下螺釘、齒輪聯(lián)軸節(jié)、主軸滑動部位、各種齒輪、金屬剪切軸承、V軋輥軸承、輥頸和軸承間的結(jié)合部等，要求潤滑脂必須具有一定的抗負荷性，一般是使用含有極壓添加劑的潤滑脂，如含有二硫化鉬或有機鉬化合物等。5.要有好的剪切安定性 在滾動軸承中一般潤滑脂的使用界限。dn值在180103以

10、下而鋼鐵設(shè)備用的軸承也不超過200 103 。此外，應(yīng)考慮冷卻水的侵入，潤滑脂內(nèi)混入水后，相當于受到大的剪切作用，因而要求潤滑脂具有較強的抗剪切安定性，在軸承中不流失，在長管道壓送時易泵送，并保持原有狀態(tài)，不致因受高壓及剪切發(fā)生大的變化。l鋼鐵設(shè)備的潤滑，用脂量大，品種牌號多，要求質(zhì)量高，初一般潤滑脂外，大部分是專用潤滑脂，以及個別部位用的特種潤滑脂。近年，由于鋼鐵工業(yè)設(shè)備的技術(shù)改造，潤滑技術(shù)也不斷進步，選脂正在更新?lián)Q代，逐步用多效潤滑脂代替了普通潤滑脂。l鈣基脂是早期出現(xiàn)的一種潤滑脂，由于鈣皂原料容易得到，價格低廉，鈣基脂的潤滑性能良好，抗水性和防護性能優(yōu)良，所以應(yīng)用較廣，產(chǎn)量較大。l鈣基脂

11、以水為穩(wěn)定劑，含水量約為0.5%3%。高溫時水分蒸發(fā)或高速轉(zhuǎn)動時水被離心力甩出，都會破壞其結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生分油現(xiàn)象。因此鈣基脂最適宜用于溫度為40 60，轉(zhuǎn)速小于1500r/min的機械。l通用鋰基脂的滴點高達180，可以長期在120 下使用，在150 下可短期工作。具有良好的耐水性和機械安定性、防銹性能和氧化安定性。l若在12-羥基硬脂酸鋰皂稠化的潤滑脂中，加入抗氧劑、防銹劑和極壓劑后，就成為多效長壽潤滑脂，具有廣泛的用途，并已得到迅速發(fā)展。l極壓鋰基脂是由12羥基硬脂酸和氫化蓖麻油鋰皂稠化礦物油并加有極壓添加劑制成。它具有優(yōu)良的耐負荷性（極壓性）、耐溫性、泵送性、機械安定性、抗水性、防銹和防腐蝕

12、性能。適用于鋼鐵工業(yè)、重型機械工業(yè)中重負荷和沖擊負荷的機械工作部位，使用溫度在-20120。主要項目質(zhì)量指標試驗方法0號1號2號工作錐入度，0.1mm355385310 340265 295GB/T269延長工作錐入度（10萬次），0.1mm不大于420380350GB/T269滴點， 不低于1701750170GB/T4929水淋流失量（38 ，1h）% 不大于-1010SH/T0109防腐蝕性（52 ，48h）1級1級1級GB/T5018抗擦傷能力（梯姆肯法）OK值，N 不小于156.9156.9156.9SH/T0203最大無卡咬負荷PB，N不小于588.4588.4588.4SH/T0

13、202l鋼鐵工業(yè)設(shè)備的潤滑，復(fù)合鋁基脂是最受歡迎的品種之一。其主要特點是：1.耐熱性好、滴點高 一般在250以上，可在150 下使用，短期可達180 。使用在高溫條件下的機械設(shè)備上，比極壓鋰基脂優(yōu)越。同時，具有良好的熱可塑性，在使用部位受熱又冷卻后，仍能恢復(fù)良好的凝膠結(jié)構(gòu)；2.抗水性好 與水混合時不乳化變稀，仍能保持脂的稠度。3.流動性好 復(fù)合鋁皂的稠化能力強，脂的含皂量低，皂纖維細，因而具有優(yōu)良的泵送性和分配性，能保證脂順利地被泵送到各潤滑點，適用于軋鋼集中潤滑系統(tǒng)。 極壓復(fù)合鋰基脂是采用復(fù)合鋰皂稠化精制礦物油，加入新型極壓劑等調(diào)制而成。其主要特點如下：1. 優(yōu)良的耐高溫性 滴點大于260，

14、最高使用溫度可達180 .2.良好的極壓抗磨性 添加多效的極壓添加劑3.良好的抗水性、防銹性、機械安定性和膠體安定性。 適用于潤滑冶金行業(yè)連軋機、連鑄機、燒結(jié)機、出鋼輥道等設(shè)備的高溫摩擦部位。l鋼鐵行業(yè)飛快的發(fā)展，大量先進技術(shù)和先進材料被采用，對鋼鐵行業(yè)用的潤滑脂提出了更高的要求：l1.在重負荷、高溫和高速運行條件下更能有效的降低摩擦和磨損；l2.在長期工作和惡劣環(huán)境下有很好的穩(wěn)定性，并具有更長的使用壽命和潤滑性；l3.具有較強的密封能力，防止塵埃、水和其它有害介質(zhì)進入潤滑部位；l4.防腐、耐腐蝕和抗乳化；l從目前國內(nèi)外研究情況看，極壓聚脲脂能滿足以上要求，下面對脲基脂的有關(guān)技術(shù)作一介紹 l6

15、.1潤滑機理l 脲基脂是指稠化劑分之中含有脲基的一類潤滑脂的總稱。它既不含金屬離子，突破了皂基脂含金屬離子對基礎(chǔ)油的催化作用的不足，又具有特殊的晶體和膠體結(jié)構(gòu)，對金屬表面有極強的附著力，導致在金屬表面產(chǎn)生穩(wěn)定的有機物和氧化鐵保護層，防止金屬的直接接觸，從而降低了摩擦系數(shù)，大大減少磨損。這就是具有優(yōu)良性能的脲基脂的潤滑機理。l6.2全面的優(yōu)良性能l6.2.1優(yōu)良的耐高溫性能l 脲基脂的滴點高于260，并在高溫下具有相當?shù)某矶?。如鋼廠的燒結(jié)機、連鑄機等環(huán)境在800以上，軸承溫度最高可達200，使用二硫化鉬鋰基脂、復(fù)合鋁基脂、復(fù)合鋰、脲基脂四種脂，進行比較，雖然復(fù)合鋁基脂、復(fù)合鋰滴點也較高，但在高溫

16、下稠度變化大、變稀流失或結(jié)焦，唯有脲基脂耐高溫性最好，同時還具有很好的抗氧化性。l6.2.2優(yōu)良的抗水性和較好的抗酸、堿等有害介質(zhì)的能力l 脲基化合物是有機物，是憎水性的，所以脲基脂具備優(yōu)良的抗水性，并在長時間浸在水中或在有水存在下不乳化變質(zhì)不流失。l我們曾對本公司生產(chǎn)的聚脲脂和幾種對照脂做了抗水淋試驗，結(jié)果如下：脂名 脲基脂復(fù)合鈣復(fù)合鋁復(fù)合鋰鋰基脂水淋損失%（38） 0.122.253.788.756.5從上表可看出，脲基脂水淋損失遠遠低于其它金屬皂基脂。 l6.2.3更長的軸承使用壽命l 脲基脂在軸承中具有極長的使用壽命。國外有人評定了幾種脂的軸承運轉(zhuǎn)壽命，試驗條件是149，10000r/

17、min，13.362Kg負荷，試驗結(jié)果如下： 脂 名脲基脂 鋰基脂 復(fù)合鋁 復(fù)合鈣 復(fù)合鋰 平均運轉(zhuǎn)壽命（小時） 4000 2653202751500 l復(fù)合磺酸鈣基脂，是上世紀80年代中期發(fā)展起來的一類新型高溫多效脂。它具有優(yōu)良的高溫性能、抗磨極壓性、防銹抗腐蝕性、高溫可逆性、泵送性、膠體安定性及抗水性。 l復(fù)合磺酸鈣基脂稠化體系中的主稠化劑是非牛頓體的磺酸鈣，它是由牛頓體的高堿值磺酸鈣轉(zhuǎn)化而來。高堿值磺酸鈣是由磺酸鈣正鹽和碳酸鈣組成，碳酸鈣微粒一般小于100，其主要以方解石晶型存在 。l方解石粘附在摩擦表面的方式使其提供優(yōu)異的極壓抗磨性。 其主要性能特點如下：l1.優(yōu)異的高溫性能 l寬溫滴

18、點試驗：復(fù)合磺酸鈣基脂在接近318時，仍未變成液體，然后冷卻至室溫，又變回原來的潤滑脂的結(jié)構(gòu)，而鋰基脂和聚脲脂沒有變回原來的結(jié)構(gòu)。l輪軸承泄漏試驗：將此試驗的溫度提高到163，復(fù)合磺酸鈣基脂沒有出現(xiàn)泄漏、硬化或其它失效現(xiàn)象，與其它優(yōu)質(zhì)的潤滑脂相當。l2.優(yōu)異的負荷承載能力l復(fù)合磺酸鈣基脂具有優(yōu)異的性能，Timken OK負荷值為27.2kg以上。四球極壓性能為：負荷磨損指數(shù)65，燒結(jié)負荷800kg以上。四球磨損性能同樣優(yōu)異：磨痕直徑小于0.40mm。l3.優(yōu)異的機械安定性 復(fù)合磺酸鈣基脂的機械安定性非常好。延長工作錐入度測試結(jié)果表明在十萬次剪切后，工作錐入度變化極小。 l4.優(yōu)異的抗水性能l加水剪切試驗：將此試驗方法改為（標準方法為加入10%的水）潤滑脂中加入50%的水，進行10萬次剪切。試驗結(jié)果表明復(fù)合磺酸鈣基脂與試驗前相比，實際上沒有變化，而其它優(yōu)質(zhì)潤滑脂則已開始塌陷或破碎。l抗水試驗：此試驗中復(fù)合磺酸鈣基脂比其它優(yōu)質(zhì)潤滑脂性能更好。l獨特的特點和好處獨特的特點和好處l特點：極壓、抗磨和防銹性能是產(chǎn)品中惰性小板狀結(jié)構(gòu)的碳酸鈣所固有的。l好處：這種潤滑脂不靠活性物質(zhì)提供所需的性能。它不僅在極壓