一、概述
近代機械多種多樣的發展,對潤滑劑提出的性能要求逐趨于各各不同。一般廣泛使用的是液體潤滑劑---各種潤滑油,通常以油循環系統或以油杯、油箱等方式進行潤滑。在特殊情況下也有使用固體潤滑,如以膠體二硫化鉬、膠體石墨等進行潤滑。但所述這些潤滑劑都缺乏塑性,而其粘附性有時也不能滿足某些機械摩擦部位的要求。諸如在某些開放式潤滑部位要求潤滑劑不致流失或滴落;在有塵埃、水份或有害氣體侵蝕的情況下要求具備良好的密封性、防護性和防腐蝕性;因工作條件限制而要求長期不換潤滑劑的摩擦部位的潤滑;或是摩擦部位溫度和速度變化范圍較大的機械的潤滑,以及用于一些機械設備的封存、防腐、防銹等,類似這些情況下,往往只有使用潤滑脂才能滿足要求。
曾有試驗證明,使用潤滑脂潤滑與用潤滑油潤滑相比,當其基礎油黏度與所用潤滑油黏度相同時,潤滑脂油膜的厚度比用潤滑油潤滑約薄30%,或是以其基礎油潤滑時的0.5~0.7倍。從節約能源出發,還有試驗證明,在1500轉/分下運轉的直徑100毫米的滾動軸承上,用潤滑脂潤滑時的耗電量為0.11KW,而當用半周滾油浴潤滑時,則耗電量增加到0.33KW,而且同處大氣溫度25℃情況下,前者軸承溫度為51℃,而后者則高到88℃。所以現在有80%以上的滾動軸承和約20%的滑動軸承,都使用潤滑脂潤滑。
二、潤滑脂的特點
潤滑脂是一種被稠化了的潤滑油,定義為:將稠化劑分散于液體潤滑劑﹙基礎油﹚中所組成的一種穩定的固體或半固體產品。這種產品可以加入旨在改善某種特性的添加劑和填料。從定義可見,潤滑脂是由稠化劑、基礎油和添加劑三類物質組成。
從膠體化學的角度來看,潤滑脂是由稠化劑為分散相、非極性液體﹙基礎油﹚作為分散介質而形成的固-液兩相膠體分散體系。分散相以纖維狀結構的形式形成。細微的纖維通過彼此之間的吸引力搭成龐大的網狀結構,系附住液體潤滑油從而形成了潤滑脂。
潤滑脂由于本身的結構導致具有與液體潤滑油不同的特點:
1、同可比粘度的潤滑油相比,具有較高的負荷承受能力和較好的減震性。
2、由于稠化劑的吸附作用,潤滑脂的蒸發速率較低。由此,在高溫、高速和延長潤滑周期引起的“貧油”條件下仍有較好的潤滑性。
3、由于稠化劑結構的毛細作用,潤滑脂比潤滑油的蠕變流失趨勢要小,能比較牢固地吸附在金屬摩擦表面,可防止滴油、濺油污染產品和場地,并可保護金屬不易銹蝕。
4、稠化劑結構的毛細作用使潤滑脂能在較寬的溫度范圍內或較長時段下,釋放出一定數量的液體潤滑劑潤滑金屬表面,減少機械部件的摩擦、磨損。
5、在軸承潤滑中,潤滑脂形成的環狀物提供了密封效用,能防止水分、塵土和其他機械雜質的滲透。但是,潤滑脂本身的結構會影響到其冷卻、散熱作用不如潤滑油;采用脂潤滑的設備起動摩擦力矩較大;還有,潤滑脂的更換比換潤滑油復雜。這些缺點是客觀存在、不可避免的。
三、潤滑脂技術的發展趨向
機械工業的不斷發展,其潤滑部位的負荷、溫度、轉速逐漸提高,對潤滑材料的要求也不斷提高。於是隨之相繼出現了不同皂基稠化劑構成的鈉基、鋁基、鋇基、鋰基潤滑脂。
近年來,基于潤滑脂的基礎理論、構造與性質的關系研究不斷進展,加之軍工、航空、汽車、宇航工業的發展,對潤滑脂性能提出了更為苛刻的要求,於是性能優良的多效通用潤滑脂,諸如多效鋰基脂、復合鋰、復合鈣、復合鋁基脂及某些非皂基的如膨潤土脂、聚脲基脂等得到迅速發展。20世紀末和21世紀初更有性能優良的復合鈦基潤滑脂、復合磺酸鈣基潤滑脂等發展強勁。潤滑脂除了從皂基稠化劑開始繼而開發引用了-些無機化合物和有機化合物作為稠化劑來提高質量外,又因為潤滑脂的潤滑性、蒸發性、低溫性和與密封材料的相容性等一些重要性能,幾乎都取決於基礎油的種類和性質,因此逐漸發展使用不同種類的基礎油:精制礦油、合成油如合成烴類、酯類油、硅油等作為新型的分散介質,從而來優化潤滑脂的某些性能。潤滑脂技術的發展已經打破了只在現有產品基礎上加以改進和提高的傳統觀念,技術創新和技術進步成為潤滑脂工業發展的主題。目前,被公認為最具有發展前景的潤滑脂品種,仍然首推聚脲脂、鋰﹙復合鋰﹚基脂、復合鋁基脂和膨潤土-復合鋁基脂,它們分別以其獨特的性能得到使用方的關注和采納。但生物降解性潤滑脂、食品級潤滑脂的研發前景看好,而適當選擇納米材料同潤滑脂新技術結合,則有望進-步改善潤滑脂的極壓性度,機械制造者通常都會制定使用某種油脂,大部分的標準滑脂可以使用的范圍很廣。
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