润滑脂基础知识新版

锥入深度
- 原始针入度：在25 C时，试样从试样瓶转到测试
器的过程中，仅受到最低限度的处理，在没有经受油脂处理器处理的情况下
测得的针入度
NLGI润滑脂稠度等级
锥入度(cm) 444 - 475 400 - 430 355 - 385 310 - 340 265 - 295 220 - 250 175 - 205 130 - 160 085 - 115
润滑脂特性-稠度的影响
1. 润滑脂稠度主要取决于 增稠剂的含量
2. 基础油的粘度及添加剂 对润滑脂的稠度影响甚 微。
3. 润滑脂的生产工艺流程
右侧近处显示的润滑脂增稠剂含量较高（较硬），右侧远 处显示的润滑脂增稠剂含量较低（较软）。
润滑脂特性-延长工作锥入度
延长工作锥入度是指润滑脂在工作器中经过10万次剪切之后的锥入度测定 值，单位0.1mm；一般情况下润滑脂经剪切会变稀。其与60次工作锥入度 的差值反映润滑脂的剪切安定性。 有研究证明，剪切安定性差的润滑脂在高速长期运转轴承中的流失严重， 会影响到润滑脂的使用寿命。
润滑脂的分类方法-DIN 51502
K
P
2
K -30
润滑脂的编号 特性编号 稠 度 等 级 (NLGI-Class) 附加字母 附加编号
类型 KP：表示该产品含有基础油、增稠剂和添加剂且具有一定的极压性
稠度系数： 1
锥入度
310-340
2
锥入度
265-295
附加字母： K 最大操作温度 +120C
- 用针入度表示润滑脂软硬程度
- 用标准圆锥体放于25 C润滑脂试样表面，经5秒钟后圆锥体所沉入的深度(单
位为1/10毫米)，称为该润滑脂的针入度
ASTM D-217
- 针入度越大表示润滑脂越软，反之表示润滑脂越硬
- 工作针入度：将25 C的润滑脂试样立刻置于ASTM
标准油脂处理器中，在经受60次冲击后测得的针 入度
60 °C 至 70 °C 90 °C 至 110 °C 190 °C 至 220 °C 190 °C 至 220 °C
润滑脂特性-油脂分离性
油分离通常称为泛油。在较高的工作温度、压力或存储条
件下，当基础油的数量超过增稠剂能够吸收的数量时，会 出现泛油。
储存中的脂容器在 打开时也可能在表 面出现少量基础油。 不用担心这种现象， 因为在润滑脂工作 时这些基础油会被 吸收回到增稠剂中。
NLGI 等级 000 00 0 1 2 3 4 5 6
应用 半流体润滑脂 中央润滑脂系统
轴承润滑脂 极少使用
润滑脂的重要特性
润滑脂的结构决定了它同液体润滑油有不同的特性，既具有 流变特性（非牛顿性触边性）主要表现在： 1 不受外力作用时，保持一定的形状，不会自动流失，受到 微弱外力 作用产生弹性形变，移去外力又恢复原来的位置 和形态 2 外力增大到足以使脂发生形变和流动而不能恢复原来的位 置和形状 3 脂在流动过程中随剪切应力的增大
填料,抗油皂分离剂
润滑脂的组成—基础油
润滑脂的润滑性能、低温流动性、高温时 蒸发性能、粘温性能等取决于基础油的类型和 组成。
润滑脂的基础油液的选择主要根据润滑脂 的用途和使用条件确定。
常用的基础油有矿物油和合成油两种。
润滑脂的组成—基础油
• 矿物油
• 环烷基润滑油—密度大，倾点低，粘度指数较低 • 石蜡基润滑油---密度小，硫含量低，粘度指数高 • 中间基润滑油----介于两者之间
润滑脂的组成
基础 油 (80 - 85%) 添加 剂 (5 - 10%)
稠化 剂 (10 - 15%)
润滑脂
润滑脂的详细组成
基础油
矿物油 合成油
7
单一皂基（钠,钙,锂,铝,钡等等）
增稠剂 添加剂
皂基 非皂基
复合皂基 黏土,硅氧等等.
聚合物
混合皂基
碳黑
抗氧化剂,防锈剂, 抗磨损剂,极压剂,胶黏剂,
润滑脂特性-滴点
润滑脂滴点是基础油从增稠剂中释放出来且无法被增稠剂再吸收时的温度。 滴点温度受到所用增稠剂类型的影响。
滴点 单锂 锂复合物 聚脲 石灰皂 无水钙 钙复合物 改性黏土
滴点 175 °C 250 °C 250 °C 90 °C 140 °C 260 °C 260 °C
温度计 (油浴)
润滑脂特性-滴点
润滑油需要 较频繁的添加
对外物进入 无密封作用
润滑油
只适合完全正 确接合的部分
通过循环起 冷却作用
润滑脂的优点
1、润滑脂润滑无需复杂的密封装置和供油系统，可以 降低设备的维护费用； 2、润滑脂的粘附性使其在摩擦表面上的保持力强，因 而润滑脂抗水、密封性和抗漏失性能突出，可以在密封 不良甚至敞开的摩擦部件上使用。 3、润滑脂使用寿命长，供油次数少，无需经常添加。 4、润滑脂的油膜厚度比润滑油的油膜厚度厚。 5、润滑脂的摩擦系数比润滑油低，节约动力消耗。 6、润滑脂承载能力、减震能力和降噪能力更好。
如润滑脂分油量过大超出其评定指标，润滑脂本身会变稠、失去润滑作用 胶体安定性差或温差过大、存储压力过大都是产生分油的原因
润滑脂特性-极压性
在润滑脂的应用中，对于较大荷载可能需要使用极端压力 添加剂可增强承受能力
例如，极端压力添加剂可改善压 铸机、研磨机或齿轮中重荷轴承 的性能。它对于重型卡车、汽车 底盘及轮毂轴承也有好处
体系粘度随之减小易形成流体润滑. 4 在经受高剪切应力的环境下，润滑
脂的流动性似理想液体，既相似粘 度保持在一个恒定值. 5 当剪切停止润滑脂的稠度等到恢复.
润滑脂与润滑油的比较
稠度与剪力有关
粘度一般不受剪力 影响
机器系统不需要复杂的 机器系统需要密封, 密封,泵,循环,贮藏装置 泵,循环,贮藏装置
润滑脂基础知识新版
目录
润滑脂的定义 润滑脂的结构 脂润滑的组成 润滑脂的分类方法 润滑脂的重要特性 润滑脂的类型 润滑脂的选择准则 润滑脂市场与发展趋势
润滑脂定义
国际上公认的定义是由美国润滑脂协会（NLGI）提出 的：
润滑脂是由稠化剂分散于液体润滑剂中形成的 一种固 体或半流体的产品。
第5个字母，A为非极压，B为极压
环境条件 防锈性 字母4 环境条件 防锈性 字母4 环境条件 防锈性 字母4
干燥
不防锈
A 静态潮湿 不防锈
D 水洗
不防锈
G
干燥Βιβλιοθήκη Baidu
淡水防锈 B 静态潮湿 淡水防锈
E 水洗
淡水防锈 H
干燥
盐水防锈 C 静态潮湿 盐水防锈
F 水洗
盐水防锈 I
润滑脂的分类方法-稠度分类
NLGI – 美国润滑脂学会
润滑脂是加入了稠化剂的润滑油，常用于轴承润滑。 通常，润滑脂含有70％～90％的基础油，5％～30％的稠化 剂，以及10％左右的添加剂。
稠化剂往往决定了润滑脂的耐温性能和防水性能， 而 润滑脂的润滑性和耐磨性主要决定于基础油和添加剂。
润滑脂的结构
稠化剂的分子或皂纤维在液体润滑剂中形成的 三维骨架，液体润滑剂被保持在骨架空隙处。
14
电子显微镜中的皂纤维
钙基
钠基
锂基
X30,000
稠化剂的分类
皂基： 目前最大的一类，有钠基、钙基、复合钙、 锂基、 复合锂、钡基、铝基、复合铝 有机： 脲类化合物、酰胺类化合物、有机染 料、氟碳化 合物等 无机： 膨润土、硅胶、硼化氮、石墨等 烃基： 如地蜡、石蜡、石油脂等
润滑脂的组成—添加剂
矿物油的优缺点
• 优点：润滑性能好，粘度范围宽，不同粘度的油分别适用 于制造不同用途的润滑脂；来源广泛，价格低廉。
• 缺点：对高温、低温不能同时兼顾，或不能适应宽温度范 围，同时对一些极高温、极低温、高转速、长寿命、耐化 学介质、耐辐射等特种条件无法满足要求。要满足这些苛 刻条件下使用的润滑脂，还得需要各种合成油。
润滑脂的缺点
1、润滑脂是半固体，常温下不流动，所以摩擦部件上加 脂、换脂和清洗比较困难；
2、混入的水份、灰尘、磨屑难以分离出来。
3、润滑脂的润滑方式决定其冷却效果较润滑油差。
4、对高转速不太适用。一般来说，普通的矿油润滑脂只 允许使用的转速为DN值（轴承内径mm×转速r/min）小 于300，000 mm r/min 。随着润滑技术的发展，合成润 滑脂可以使用到DN值50万~60万，甚至100万。
润滑脂特性-抗腐蚀性
什么是铜片腐蚀? 本测试主要是来检验标准铜片在与润滑脂接触情况下是否容易被腐蚀。
测试流程 (DIN 51 759, ASTM-D 130): 铜片在经过研磨剂打磨之后插入到润滑脂试样中。 烧杯和润滑脂试样被一起加热到100℃。经过24小 时的测试之后，检查铜片的变色程度（变色程度= 腐蚀）。
动性等.
润滑脂可视为一块海绵由增稠 剂形成的小孔充满基础油的颗 粒
施加外力使基础油从增稠 剂中释放出来提供润滑 外力消失后基础油被重新 吸收到增稠剂中
皂化机理
皂分子在基础油中借羧基端的离子力和烃基端的范 德华力吸引聚结成皂纤 维；
羧基端相互吸引在纤维内部，烃基则指向纤维表面 因而使纤维表面亲油。
靠两种力互相吸引而形成交错的网格骨架，使油固 定在空隙中、吸附在纤维表面和膨化到纤维内部， 从而 形成润滑脂。
1. 结构改善剂 改善皂油的结构，提高其机械安定性，胶体安定性常用 的有甘油 环烷酸 高级醇 乙二醇 水等
2. 功能改进剂 可赋予原来不具有的性质而不改变其结构的添加剂.如抗 氧剂 抗磨剂 极压剂 金属钝化剂 增粘拉丝剂等
3. 固体填料 有固体润滑特性的物质.对基础脂的油膜遭受重负荷，振 动，冲击负荷高温起补强作用如.石墨 二硫化钼 ZnO、 TiO2、PbO、BN、PbI2氮化硼 铜 铅 等金属粉末
润滑脂特性——锥入度
NLGI 通过锥体锥入度试验测量润滑脂的稠度。
将针入度计圆锥体掉落到润滑脂中；
圆锥体进入润滑脂越深，分类号码越小。
使用中的润滑脂的稠 度稳定性可采用延长 的针入度试验进行测 量：
ASTM D-217（针入圆 锥体测试）或 ASTM 1831（润滑脂横向动 稳性测试）。
针入圆锥体 润滑脂表面 润滑脂杯
润滑脂滴点与最高工作温度有关 — 但两者并非同一码事。
类型 单锂 锂复复合合锂物 聚脲 石灰皂 无水钙 钙复复合合钙物 改性粘黏土
滴点 137457°°FC 428520 °FC 428520 °FC 19904 °°CF 218440 °FC 52060 °FC 52060 °FC
最高工作温度 120 °C 至 135 °C 150 °C 至 175 °C 180 °C 至 200 °C
测试的目的？
本测试可以检验润滑脂防腐蚀的能力。
润滑脂特性-抗水性
润滑脂的耐水性受几个工作温度影响：
• 增稠剂类型 • 润滑脂稠度（NLGI #2 润滑脂耐水性及水冲掉性优于
#1 润滑脂） • 添加剂 可通过实验来确定脂与水的相互作用：
• 水冲 (ASTM D-4049) • 水洗 (ASTM D-1264) • Wet Shell Roll (mod ASTM D-1831)
润滑脂的组成—基础油
合成油：（聚烯烃、聚醚、聚硅氧烷、合成酯全氟油）等
利用一些化学单体在催化剂的存在下经化学反应而制成 与石油润滑油相比都有优异的稳定性、低温性能和抗氧化
性 部分可生物降解 价格偏高
润滑脂的组成—稠化剂
作用：
通过对油的吸附和结构组成脂的骨架 组成网状纤维形成不同的结构----抗水性 耐高温 稠度 流
润滑脂 润滑油
不论机器的运作定向如 在机器滚动或其它操作 何仍可停留在工作面上 中可以被抛离工作面
在机器停止操作以后仍可在长时间机器停止操作 维持长时间的防锈功能 以后可能失去防锈作用
润滑脂与润滑油比较（续）
适合不易添加 润滑剂之部分
密封作用可避 免外物进入
润滑脂
适合不完全正 确接合的部分
无/低流动冷却功能低
附加编号： -30 最低操作温度 -30C
润滑脂的分类方法-GB/T 7361(ISO 6743/9)
X
B
D
HB
1，润滑脂的编号
2，最低使用温度
3，最高使用温度
4，抗水性、防锈性
5，极压性
第2个字母，A为0℃，B为-20℃，C为-30℃，D为-40℃，E为小于-40℃ 第3个字母，A为60℃，B为90℃，C为120℃，D为140℃，E为160℃，F为180℃，G为大于180℃
润滑脂实际上是一种被稠化了的润滑油，由稠化 剂以胶团或纤维的形式均匀分散在润滑油中，形成胶 体分散体系，纤维彼此相互吸引成网状结构，稠化剂 的这种结构通过范德华力和毛细管作用，吸附基础油 而形成脂。
润滑脂的结构
通过显微镜观察，润滑脂呈网状的纤维，中间保存着润滑油。 纤维的长度，形状和扭曲程度取决于制造工艺，决定了润滑脂的主要性能。