固體潤滑劑概述

1、文章編號 :1672- 4364(2007) 01- 0031- 02固體潤滑劑概述謝鳳朱江( 徐州空軍學(xué)院 , 徐州 221000)摘要: 與潤滑油和潤滑脂相比, 固體潤滑劑具有獨特的優(yōu)點, 概述了固體潤滑劑的種類, 性能及應(yīng)用 。關(guān)鍵詞 : 固體潤滑劑 ; 種類 ; 性能 ; 應(yīng)用中圖分類號 : th 117.22文獻標識碼 : e收稿日期 :2006-10- 08作者簡介 : 謝鳳 , 男, 副教授 , 從 事油料應(yīng) 用方面的教學(xué)與研 究工作 。液體潤滑是減少摩擦和磨損常用的有效方法,但供給液體潤滑需要有相當體積的設(shè)備和足夠的動力 , 維持相應(yīng)壓力的裝置以及安全保護設(shè)施, 并且液體的泄漏

2、也是個比較棘手的難題。而采用固體潤滑的方法, 減少摩擦副的摩擦和磨損是可行的。固體潤滑不需要相應(yīng)的潤滑設(shè)備和裝置, 也不存在泄漏問題。潤滑油在承受高負荷時, 液體油膜會遭到破壞 , 在高溫下會喪失潤滑能力, 而固體潤滑劑則有較高的承載能力和耐高溫性能。固體潤滑 劑的應(yīng) 用已經(jīng)具有很長的歷史 , 石墨、 二硫化鉬、鉛鹽、金屬粉末和其他固體物質(zhì)都較好地在工業(yè)中得到了應(yīng)用, 聚四氟乙烯粉末作為潤滑添加劑已成功地應(yīng)用于潤滑脂和潤滑油中, 二硫化鉬的應(yīng)用歷史更是可以追溯到17世紀。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展, 摩擦副在高溫、 低溫、高真空、 強輻射和高速運動等特殊工況下工作, 因而對潤滑劑提出了更為苛刻的要求,

3、 僅靠潤滑油脂幾乎無法完成這些任務(wù)。如果將固體潤滑劑與潤滑油脂聯(lián)合使用 , 可以取長補短, 既能擴展?jié)櫥椭倪m用范圍 , 又能解決特殊工況下的潤滑問題。固體潤滑劑擴充了潤滑油脂的應(yīng)用范圍, 彌補了潤滑油脂的缺陷, 更重要的是出現(xiàn)了許多應(yīng)用固體潤滑劑的新穎的潤滑技術(shù)。在液體中應(yīng)用固體潤滑劑, 穩(wěn)定性和相容性非常關(guān)鍵 , 不能用簡單的攪拌方法把這些固體分散到液體中 , 這樣經(jīng)過攪拌的固體懸浮體是會很快沉降下來的。無論顆粒大小, 甚至最細的分散懸浮體,如果不穩(wěn)定 , 懸浮的絮凝物也將會沉降出來。因此分散技術(shù)是非常重要的, 要防止在液體中的固體沉淀,要對固體顆粒進行處理, 即在初始的固體顆粒表面涂一

4、層穩(wěn)定劑來阻止凝聚, 這樣的懸浮體是很穩(wěn)定的 , 并且有很長的貯存壽命。因此, 固體潤滑技術(shù)的出現(xiàn) , 既是新材料又是新技術(shù), 固體潤滑劑的使用具有明顯的優(yōu)點和缺點。1固體潤滑劑的優(yōu)點固體潤滑劑可以應(yīng)用于高低溫、高真空、強輻射等特殊工況中, 以及粉塵、潮濕、 海水等惡劣環(huán)境中 ; 可以在不能使用潤滑油脂的運轉(zhuǎn)條件和環(huán)境條件下使用 ; 重量輕、體積小、不像使用潤滑油脂那樣需要密封、儲存罐和供液系統(tǒng); 時效變化小 , 減輕了維護保養(yǎng)的工作量和費用; 解決了潤滑技術(shù)上的一些難題 ,增強了潮濕環(huán)境中的防銹能力,減輕設(shè)備的磨損。2固體潤滑劑的缺點固體潤滑劑的摩擦因數(shù)大, 一般比潤滑油潤滑的摩擦因數(shù)大50

5、 倍 100 倍, 比潤滑 脂潤滑時大100倍 500 倍; 熱傳導(dǎo)困難 , 摩擦部件的溫度容易升高 ; 會產(chǎn)生磨屑等污染摩擦表面; 有時會產(chǎn)生噪音和振動 ; 自行修補性差。固體潤滑劑不像潤滑油脂那樣具有自行修補性 , 在液體潤滑中 , 即使?jié)櫥湍て屏? 只要潤滑油流入破裂部位 , 潤滑性能立即得到恢復(fù),而固體潤滑劑基本沒有這種功能。但與層狀固體潤滑材料相比較 ,軟金屬還具有一定的流動性, 一旦接觸到固體潤滑膜的破裂部位, 也能通過自行修補而適度恢復(fù)其潤滑性能。3固體潤滑劑的種類固體潤滑劑的種類較多 , 潤滑 機理也 比較復(fù)雜 , 有石墨、二硫化鉬等層狀固態(tài)物質(zhì)、塑料和樹脂等高分子材料、 軟

6、金屬及其各種化合物等。3. 1軟金屬類固體潤滑劑許多軟金 屬, 如 鉛、 錫、 鋅、 銦、金、 銀等 , 在輻射、 真空、高低溫和重載等條件下具有良好的潤滑效果 , 可以充當固體潤滑劑。通常, 將軟金屬粉末312007 年 34 卷第 1 期合 成 潤 滑 村 料synthetic lubricants制成合金材料 , 或用電鍍等方法將其涂鍍于摩擦表面,形成固體潤滑膜。如宇宙飛船上的太陽能集流環(huán), 僅鍍上一層 0.6m厚的銀膜 , 就能可靠地工作。軟金屬固體潤滑材料作為固體潤滑劑是基于它的剪切強度低, 能夠發(fā)生晶間滑移。具有一定強度和韌性的軟金屬, 一旦粘著于基材表面, 便能牢固地粘結(jié)在一起,

7、 發(fā)揮它優(yōu)異的減磨和潤滑作用。3. 2金屬化合物類固體潤滑劑可作固體潤滑劑的金屬化合物較多, 包括金屬的氧化物、鹵化物、硫化物、硒化物、硼酸鹽、硫酸鹽和有機酸鹽等。二氧化鉛、四氧化三鉛、 氧化銻、三氧化二鉻、二氧化鈦、二氧化鋯、氧化亞鐵、 三氧化二鐵、 四氧化三鐵、氧化鋁等金屬氧化物都具有潤滑性能, 特別在高溫下使用, 其潤滑效果更好。金屬鹵化物有氟化 鈣、 氟 化鋇、氟化 鋰、 氟 化鈰、 氟化鑭、氟化硼 ; 氯化鎘、氯化鈷、氯化鉻、氯化鎳、 氯化鐵、氯化硼 ; 溴化銅 ; 碘化鈣、碘化鉛、碘化鎘、 碘化銀、碘化汞等。金屬硫化物有二硫化鉬、二硫化鎢、硫化鉛等。金屬硒化物有二硒化鎢、二硒化鉬、

8、 二硒化鈮等。金屬硼酸鹽有硼酸鉀等。有機磷酸鹽如二烷基二硫代磷酸鹽等。金屬硫酸鹽有硫酸銀、 硫酸鋰等。金屬有機酸鹽指各種金屬脂肪酸皂, 如鈣皂、鈉皂、 鎂皂、 鉛皂等 , 都有較好的潤滑性能。3. 3無機物類固體潤滑劑無機物類固體潤滑劑有石墨、氟化石墨等具有層狀晶體結(jié)構(gòu) , 剪切強度很小。與摩擦表面接觸后有較強的粘著力, 能防止對偶材料直接接觸。玻璃在一定的溫度和壓力條件下成熔融狀態(tài), 可隔離摩擦表面 , 在高溫下有良好的潤滑作用?；?、云母、氮化硅等雖然潤滑性能較差, 但電絕緣性能好, 能在高溫和特殊工況下充當固體潤滑劑以及潤滑填料。氮化硼為六方晶體, 具有與石墨一樣的層狀結(jié)構(gòu)和類似的性質(zhì),

9、 可以用于高溫和絕緣性隔熱潤滑材料。3. 4有機物類固體潤滑劑各種高分子材料如蠟( 石蠟、地蠟、 蜂蠟等 ) 、 固體脂肪酸、固體脂肪醇、 聯(lián)苯、顏料和涂料( 如陰丹士林、 酞菁等 ) 可以充當固體潤滑劑。熱塑性樹脂( 如聚四氟乙烯、 聚乙烯、尼龍、聚甲醛、 聚苯硫醚等 ) 可以充當固體潤滑劑。熱塑性材料在一定溫度條件下有降低摩擦因數(shù)的能力。高分子材料除了以粉末形式作為潤滑添加劑加入到其他潤滑劑中外, 一般都作為基材, 添加其他固體潤滑劑( 如二硫化鉬等) 后制作成了高分子基復(fù)合潤滑材料。有機鉬化合物如二烷基二硫代磷酸鉬, 二( 正丁基異辛基 ) 二硫代磷酸硫酸氧化鉬、二烷基二硫氨基甲酸鉬等,

10、 作 為摩擦緩和劑添加到潤滑油脂中 , 在一定的溫度、 壓力條件下在摩擦表面反應(yīng)生成二硫化鉬固體, 起到潤滑作用。三聚氰胺氰尿絡(luò)合物( mca) 是一種新型的高分子有機物 , 可作為固體潤滑劑使用。4固體潤滑劑的應(yīng)用固體潤滑劑的使用形式可以是單質(zhì), 也可因各種不同的使用目的而進行多元組合, 形成自潤滑復(fù)合材料。主要應(yīng)用在機械傳動、機械加工、 航空及電子工業(yè)等特殊領(lǐng)域中。4. 1在機械傳動中的應(yīng)用機械傳動中的摩擦包括滑動摩擦和滾動摩擦,可以將傳動部件用固體潤滑劑和其他填料組成的復(fù)合材料制造 ; 用涂 ( 鍍) 覆的方法在摩擦表面形成一層固體潤滑膜; 用含有固體潤滑劑的油脂進行潤滑來解決傳動中的摩

11、擦問題。4. 2在機械加工中的應(yīng)用機械加工中所用的固體潤滑劑通常作為添加劑使用 ,常用的有石墨、 膨潤土、高嶺土、碳酸鈣、硅酸鈉、 硼酸鹽、mos2、 玻璃和鉛等。使用時可以將含有固體潤滑劑的液體噴涂在摩擦表面上, 也可以將坯料進入潤滑液中,使其表面形成含有固體潤滑劑的薄膜 ,或者將含有固體潤滑劑的液體噴射切削區(qū)域 , 起潤滑冷卻作用。4. 3在特殊工況中的應(yīng)用許多特殊機械設(shè)備, 如核工業(yè)、 航空航天工業(yè)和電子工業(yè)等領(lǐng)域中的設(shè)備 , 處 于特殊工況下工作 , 其傳動部件摩擦副處于高速、高溫或低溫、 真空和輻射等特殊工況條件下工作, 其摩擦狀況也具有特殊性。許多金屬潤滑材料和高分子復(fù)合潤滑材料就

12、是適應(yīng)這種特殊的摩擦工況而研制生產(chǎn)的。5結(jié)束語固體潤滑劑有許多優(yōu)點, 但在使用時也要注意一些問題。要根據(jù)使用目的來選擇所合適的固體潤滑劑 ,考察固體潤滑劑在潤滑油中的潤滑性; 考察固體潤滑添加劑在潤滑油脂中的混合穩(wěn)定性、均勻分散性 ; 為了保持良好的滑滑性能, 固體潤滑劑對金屬表面應(yīng)有良好的附著性。32合 成 潤 滑 村 料synthetic lubricants2007年 34卷第 1 期文章編號 :1672- 4364(2007) 01- 0033- 04不銹鋼絲拉拔潤滑劑楊德崇( 武漢市智發(fā)科技開發(fā)有限公司, 武漢 430010)摘要: 介紹了不銹鋼絲拉拔加工的性能及對 潤滑劑 的要求

13、, 潤滑 劑對不 銹鋼絲 的拉拔加 工有較 大的影 響, 要根據(jù)實際情況選擇合適的潤滑劑。關(guān)鍵詞 : 不銹鋼絲 ; 拉拔 ; 潤滑劑中圖分類號 : te 626. 39文獻標識碼 : e不銹鋼主要是指以鉻為主要添加元素, 在鋼中形成鈍化狀態(tài), 并且具有不銹的特征。根據(jù)所添加的元素及成形的方法, 不銹鋼內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)各異,大致分 為低 碳高 鉻的 鐵素 體 類不 銹鋼 , 譬 如1cr17( 美國 430)、 13cr- al( 美國 405);淬火形成的馬氏體類不銹鋼, 譬如 1cr13 ( 美國 410); 在高鉻不銹鋼中添加適量鎳的奧氏體不銹鋼, 譬如 ocr19ni9(美國 304)、

14、1cr18ni9(美國 302)等。此外, 在上述3 種類型的不銹鋼中, 為了改變或改善鋼某方面的性能, 還可以添加其它元素或用不同的加工方法, 得到雙相不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼等類型和牌號。在冷塑性加工中, 不銹鋼屬于難加工材料, 但人們只有充分了解其性質(zhì)特點, 找到克服的方法,就能順利地完成不銹鋼的加工。1不銹鋼冷塑性加工的特性首先 , 不銹鋼牌號多,各牌號之間性能差異較大 , 國標中的不銹鋼的牌號就有80 余種 , 僅 不銹鋼絲( 國標 gb/ 4240- 93) 就有 20 余種 , 而且它們的性能差異也很大。屈服強度是不銹鋼拉絲中所涉及的最主要性能, 奧氏體不銹鋼的屈服強度為176.

15、4 n/ mm2 274.4 n/ mm2, 鐵素體不銹鋼的服強度為 205n/ mm2 313.6n/ m m2,馬氏體不銹鋼的屈服強度為 343 n/mm2 539 n/ mm2。屈服強度值最大與最小之比達3倍 ,這就造成對拉拔工藝、模具、潤滑等方面提出不同的要求, 使不銹鋼絲的拉拔復(fù)雜化。其次, 不同的不銹鋼加工后的性質(zhì)變化也不同,表 1(見下頁 ) 是不銹鋼加工后的硬度變化情況。從表 1可看出 , cr18ni8奧氏體不銹鋼冷加工的收稿日期 :2006-08- 04作者簡介 : 楊德崇 , 男, 高級工 程師 , 從事 金屬塑性加工用油 劑的研發(fā)和生產(chǎn)工作, 享受政府特殊津貼。briefly review of solid lubricantsxie fengzhu jiang( xuzhouair forcecollege,xuzhou 221000 , china)abstract: solid lubricant hasuniqueadvantages comparewith