润滑油基础知识

1、润滑油基础油润滑油基础油主要分矿物基础油及合成基础油两大类。

矿物基础油应用广泛，用量很大（约95%以上），但有些应用场合则必须使用合成基础油调配的产品，因而使合成基础油得到迅速发展。

矿油基础油由原油提炼而成。

润滑油基础油主要生产过程有：常减压蒸馏、溶剂脱沥青、溶剂精制、溶剂脱蜡、白土或加氢补充精制。

1995年修订了我国现行的润滑油基础油标准，主要修改了分类方法，并增加了低凝和深度精制两类专用基础油标准。

矿物型润滑油的生产，最重要的是选用最佳的原油。

矿物基础油的化学成分包括高沸点、高分子量烃类和非烃类混合物。

其组成一般为烷烃（直链、支链、多支链）、环烷烃（单环、双环、多环）、芳烃（单环芳烃、多环芳烃）、环烷基芳烃以及含氧、含氮、含硫有机化合物和胶质、沥青质等非烃类化合物。

2、添加剂添加剂是近代高级润滑油的精髓，正确选用合理加入，可改善其物理化学性质，对润滑油赋予新的特殊性能，或加强其原来具有的某种性能，满足更高的要求。

根据润滑油要求的质量和性能，对添加剂精心选择，仔细平衡，进行合理调配，是保证润滑油质量的关键。

一般常用的添加剂有：粘度指数改进剂，倾点下降剂，抗氧化剂，清净分散剂，摩擦缓和剂，油性剂，极压剂，抗泡沫剂，金属钝化剂，乳化剂，防腐蚀剂，防锈剂，破乳化剂。

润滑油作用（1）减摩抗磨，降低摩擦阻力以节约能源，减少磨损以延长机械寿命，提高经济效益；（2）冷却，要求随时将摩擦热排出机外；（3）密封，要求防泄漏、防尘、防窜气；（4）抗腐蚀防锈，要求保护摩擦表面不受油变质或外来侵蚀；（5）清净冲洗，要求把摩擦面积垢清洗排除；（6）应力分散缓冲，分散负荷和缓和冲击及减震；（7）动能传递，液压系统和遥控马达及摩擦无级变速等。

润滑剂的基本要求（1）摩擦性能：一般要求润滑剂具有尽可能小的摩擦系数，保证机械运动敏捷而平稳，减少能耗。

对于某些特殊机械，如液力传动系统、摩擦传动系统和摩擦制动系统，则要求有较高的摩擦系数。

（2）适宜的粘度：粘度是液体润滑剂的最重要的性能，因此选择润滑剂时首先考虑粘度是否合适。

高粘度易于形成动压油膜，油膜较厚，能支承较大负荷，防止磨损。

但粘度太大，会造成摩擦热增大，摩擦面温度升高；而且在低温下不易流动，不利于低温启动。

低粘度时，摩擦阻力小，能耗低，机械运动稳健，温升不高。

但如粘度太低，则油膜太薄，承受负荷的能力小，易于磨损，且易渗漏流失，特别是容易渗入疲劳裂纹，加速疲劳扩展，从而加速疲劳磨损，降低机械零件寿命。

（3）极压性：处于边界润滑状态时，粘度作用不大，主要是靠边界膜强度支承载荷，因此要求润滑剂具有良好的极压性，以保证在边界润滑状态下，如启动时和低速重负荷时，仍有良好的润滑。

（4）化学安定性和热稳定性：润滑剂从生产、销售、贮存到使用有一个过程，因此要求一般润滑剂具有良好的化学安定性和热稳定性，在贮存、运输、使用过程中不易被氧化、分解变质。

对某些特殊用途的润滑剂还要求耐强化学介质和耐辐射。

（5）材料适应性：润滑剂在使用中必然与金属和密封材料相接触，因此要求其对接触的金属材料不腐蚀，对橡胶等密封材料不溶胀。

（6）纯净度：要求润滑剂不含水和杂质。

因水能造成油料乳化，使油膜变薄或破坏，造成磨损，而且使金属生锈；杂质可堵塞油滤和喷嘴，造成断油事故，杂质进入摩擦面能引起磨粒磨损。

因此，一般润滑油的规格标准中都要求油色透明，且不含机械杂质和水分。

润滑剂的应用场合分类ISO6743"润滑剂、工业润滑油和有关产品的分类（L类）"标准将润滑剂产品分为18个组，按字母A～Z 排列。

A：全损耗系统Total loss systemsB：脱膜Mould releaseC：齿轮GearsD：压缩机（包括冷冻机和真空泵）Compressors (including refrigeration and vacuum pumps)E：内燃机Internal combustion engineF：主轴、轴承和离合器Spindle bearings,bearings and associated clutchesG：导轨SlidewaysH：液压系统Hydraulic systemsM：金属加工Metal workingN：电器绝缘Electrical insulationP：风动工具Pneumatic toolsQ：热传导Heat transferR：暂时保护防腐蚀Temporary protection against corrosionT：汽轮机TurbinesU：热处理Heart treatmentX：用润滑脂的场合Applications requiring greaseY：其他应用场合Other applicationsZ：蒸汽汽缸Steam cylindersS：特殊润滑剂应用场合Applications of particular lubricants固体润滑剂这类润滑材料虽然历史不长，但其经济效果好，适应范围广，发展速度快，能够适应高温、高压、低速、高真空、强辐射等特殊使用工况，特别适合于给油不方便、装拆困难的场合。

当然，它也有摩擦系数较高、冷却散热不良等缺点。

习惯上人们把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、氧化物、氟化物、软金属及其它；后一类包括聚四氟乙烯、尼龙、聚乙烯、聚酰亚胺等。

按其形状可分为固体粉末、薄膜和自润滑复合材料三种。

固体粉末可分散在气体、液体及胶体中使用；薄膜有喷涂、真空沉积、火焰喷镀、离子喷镀、电泳、烧结等多种；至于复合材料的生产工艺则是更多种多样，是新兴的重要润滑材料。

石墨有天然石墨和人造石墨，它是六方晶体的层状结构。

石墨是黑色、柔软、在化学上非常稳定的物质，几乎不受所有有机溶剂、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、一些金属等混合时不失掉其特性。

石墨的热膨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℃(大气中)，熔点3500℃，450－500℃时氧化。

另外石墨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有较大影响，外部使用条件如环境温度、使用温度速度和负荷也对其润滑性有影响。

石墨润滑剂的应用多见于复合材料中或与其它固体润滑剂共用，单独用石墨作为润滑剂的不多，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，一样有六方晶体层状结构，摩擦系数可低到0.04，而且对热或化学都比较稳定。

二硫化钼的使用温度为：-270－350℃(大气中)，熔点1250℃，380－450℃时氧化。

二硫化钼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，但结果能得到一个可观的酸值。

一般认为，对于重负荷、中低速、高（低）温下的滑动摩擦部件，应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在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它物质。

常见的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、吸震性、抗冲击性、抗腐蚀性和绝缘性。

聚四氟乙烯的使用温度为：-270－260℃。

金、银、锌、铅、锡之类的软金属作为固体润滑剂的应用方法有二：一是以薄膜形式应用，如铅锌锡这样的低熔点金属，铜和青铜等并非低熔点，有时也是这样使用。

液体润滑剂这是用量最大、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。

由于这些液体润滑剂有较宽的粘度范围，对不同的负荷、速度和温度条件下工作的运动部件提供了较宽的选择余地。

流体润滑剂可提供低的、稳定的摩擦系数，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，而且多数是价廉产品，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，因此必须添加增粘剂或油性剂。

目前大量使用的有水基切削液和水－乙二醇液压液，这是一类很有发展前途的润滑材料，设想将来世界石油资源枯竭时，这将是代替矿物油的重要润滑材料。

动植物油中主要是植物油，如菜籽油、茶籽油、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。

缺点是氧化安定性和热稳定性较差，低温性能也不够好。

目前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氧化稳定性和低温性能，作为未来代替矿物油的重要润滑材料。

合成油是第二次世界大战中发展起来的。

合成油又包含多种不同类型、不同化学结构和不同性能的化合物，多使用在条件比较苛刻的工况下。

首先用于军用，逐渐向民用推广，这也是未来取代矿物油的重要润滑材料。

近年来，合成润滑油脂得到了更加广泛的使用和认同。

气体润滑剂气体可以像油一样地成为润滑剂，适用于流体动力润滑的物理定律，也可应用于气体。

气体的粘度很低，意味着其膜厚也很薄。

所以，流体动压气体轴承（气体动压轴承）只适用于高速、轻载、小间隙和公差控制得十分严格的情况下。

由于这种缘故，一般较常用的是气体静力轴承，它能承受较高的载荷，对间隙和公差的要求不太苛刻，还能用于较低速度下，甚至于零速时。

气体润滑可以用在比润滑油和润滑脂更高或更低的温度下，可在-200℃--+2000℃范围内润滑滑动轴承，其摩擦系数低到测不出的程度，轴承稳定性很高。

在高速精密轴承中可获得高刚度（例如医用牙钻和精密磨床主轴和惯性导航陀螺等），且没有密封与污染问题。

其缺点是承载能力很低，要求轴承的设计和加工难度很高。

在开车、停车瞬间极易损伤轴承表面。

常用气体润滑剂有空气、氦、氮、氢等。

要求清净度很高，使用前必须进行严格的精制处理。

半固体润滑剂这是在常温、常压下呈半流体状态，并且有胶体结构的润滑材料，称为润滑脂。

一般分为皂基脂、烃基脂、无机脂、有机脂四种。

它们除具有抗摩、减磨性能外，还能起密封、减震等作用，并使润滑系统简单、维护管理方便、节省操作费用，从而获得广泛使用。

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总产量的比例虽然不大，约2%左右，但在润滑领域中所起的作用却很大，据统计，大约90%的滚动轴承是用脂润滑的。

而且目前滚动轴承的失效中，大约43%是由于不适当的润滑所引起的。

因此必须重视润滑脂的质量和产品构成。

因为锂基脂具有多方面的优良性能，因而获得大量使用。

先进工业国家的锂基脂产量一般占其润滑脂总产量的60%以上。

我国锂基润滑脂的产量在2000年首次达到60%以上。

设备润滑机理<1> 流体润滑摩擦表面完全为连续的润滑剂膜所分隔开，由低摩擦的润滑剂承受载荷，磨损轻微。