424汽车材料94润滑脂.docx

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424汽车材料94润滑脂

9.4润滑脂

9.4.1润滑脂的特点、组成和性能指标

润滑脂是将稠化剂分散于液体润滑剂中所组成的一种稳定的固体或半固体产品,其中可以加入旨在改善某种特性的添加剂和填料。

它具有其他润滑剂所不能代替的特点,在汽车、拖拉机和工程机械上的许多部位,都使用润滑脂作为润滑材料

9.4.1.1润滑脂的特点

润滑脂与润滑油比较具有的特点:

在金属表面具有良好的粘附性，不易流失,在不易密封的部位使用,可简化润滑系统的结构;抗碾压,在高负荷和冲击负荷下，仍有良好的润滑能力，润滑周期长,不需要经常补充,可以降低维护费用;具有更好的密封和防护作用;使用温度范围较宽。

所以,车上不宜用液体润滑剂的部位,如轮毂轴承、各拉杆球节、发电机、水泵、离合器轴承和传动轴花键等,均使用润滑脂。

但润滑脂有粘滞性大,运转时阻力大，功率损失也大，流动性差，冷却和清洗作用差，固体杂质混入后不易清除以及加脂、换脂比较困难等缺点,所以使用润滑脂的部位受到限制。

9.4.1.2润滑脂的组成

在一般润滑脂中,含基础油80%-90%，稠化剂10%-20%，为改善其某一方面的性能，还加有少量添加剂和填料。

基础油：

基础油是润滑脂中起润滑作用的主要成分,它对润滑脂的使用性能有较大的影响，一般润滑脂大多使用精制的矿物润滑油馏分作基础油;有的则用合成油作基硫油,如酯类油、硅油、聚a—烯烃油等。

稠化剂：

稠化剂以决定润滑脂某些使用性能,如抗水性和耐热性等,稠化剂有两大类:

皂基稠化剂（即脂肪酸金属皂）和非皂基稠化剂（烃类、无机类和有机类）。

90%的润滑脂是用脂肪或脂肪酸与碱反应制成的皂类作稠化剂的。

常用的天然脂肪和脂防酸是牛油、猪油,棉籽油,硬脂防酸、12-羟基硬脂肪酸等。

为了弥补天然脂肪原料的不足,也有采用氧化石蜡的合成脂肪酸,但效果不及天然脂肪酸。

所用的碱类则多为碱金属和碱土金属的氢氧化物,如氢氧化钙、氢氧化钠和氢氧化锂等,它们可以分别制成钙皂、钠皂和锂皂稠化剂,再用这些稠化剂制成钙基、钠基和锂基润滑脂,而且还可以制成混合皂基和复合皂基润滑脂等。

添加剂和填料:

一类添加剂是润滑脂所特有的,叫胶溶剂,它使油皂结合更加稳定,如甘油和水等。

钙基润滑脂中一旦失去水,其结构就完全破坏,不能成脂;甘油在钠基润滑脂中则可以调节脂的稠度。

另一类添加剂和润滑油中的一样,如抗氧剂、抗磨剂和防锈剂等,但用量一般较润滑油中的多,还可以加入石墨、二硫化钼等固体润滑剂作为填料。

9.4.1.3润滑脂的性能指标

润滑脂使用范围很广,工作条件差别很大,不同机械设备对润滑脂性能要求很不相同。

根据汽车用脂部位的工作条件,对其性能的基本要求是:

适当的稠度,良好的高低温性能,以及抗磨性、抗水性、防锈性,防腐性和安定性等。

稠度:

稠度是指润滑脂的浓稠程度、某些摩擦点之所以必须采用润滑脂,是因为它具有一定的稠度，适当的稠度可使脂容易加注并保持在摩擦面上,以保持持久的润滑作用;稠度不同,适用的转速、负荷和环境温度等工作条件也有所不同,所以稠度是润滑脂的一个很重要的指标。

润滑脂的稠度可用锥入度表示。

锥入度是指在规定时间、温度条件下,规定质量的标准锥体刺入润滑脂试样的深度,以1/10mm表示。

测定时按GB/T269《润滑脂和石油脂锥入度测定法》,使用图9-2所示的锥入度测定计,在25℃时,将锥体组合件从锥入度计上释放,在锥体下落5s时,测定其刺入深度。

汽车用润滑脂常用:

①不工作锥入度,是使试样在尽可能少搅动下移入适宜于试验用的容器中进行测定。

②工作锥入度,是指试样在全尺寸润滑脂工作器中往复工作60次后进行测定。

③延长工作锥入度是使试样工作多于往复工作60次后进行测定。

锥入度反映润滑脂在低剪切速率下变形和流动阻力的性能。

锥入度越大，脂越软，即稠度越小，越易变形和流动；锥入度越小，则脂越硬，即稠度越大，越不易变形和流动。

锥入度是稠度的反面表示方法,它和使用条件有紧密的联系,是润滑脂选用的重要依据,我国用锥入度范围划分润滑脂的稠度牌号。

高温性能：

润滑脂的温度对其流失性有很大的影响,当温度上升,润滑脂变软,熔融时会从摩擦表面流失面失去润滑作用,在高温下还引起脂的蒸发损失增大,氧化变质和凝缩分油现象趋于严重。

润滑脂失效的主要原因,大多是由于凝胶的萎缩和基础油蒸发损失即润滑脂失效过程的快慢也与其使用温度有关。

耐热性好的润滑脂可以在较高的使用温度下不熔融流失，并且使变质失效的过程较为缓慢。

汽车润滑脂的高温性能可用滴点、蒸发损失和漏失量等指标评定。

润滑脂的滴点指在规定的条件下达到一定流动性的温度,以℃表示。

测定时按GB/T4929《润滑脂滴点测定法》将润滑脂装入滴点计（图9-3）的脂杯5中,按规定插好温度计1,并装进试管4置于油浴中,搅拌油浴,按规定的速度加热油浴,从脂杯孔滴出第1滴流体时,立即记录温度计上的读数,这就是试样的滴点。

某些脂在熔融时滴出的流体,若总是呈线状,则以流体到达试管底部时的温度为滴点。

显然,在滴点下润滑脂已丧失对金属表面的粘附能力。

一般地说,润滑脂应在滴点以下20-30℃或更低的温度下使用,即滴点的高低可大致反映最高操作温度的高低。

测定蒸发损失按GB/T7325-1987《润滑脂和润滑油蒸发损失测定法》的规定,把放在蒸发器里的润滑剂试样置于规定的温浴中,热空气通过试样,根据试样失重计算蒸发损失。

为了更好地评定汽车用润滑脂的耐热性,还要按SH/T0326的规定测汽车轮毂轴承润滑脂的漏失量。

测量时,把试样装入经过修改的前轮轮毂及轴组合件内,轮毂在663r/min±30r/min的速度、轴逐渐升温并保持在104.5℃±1.5℃的条件下运转360min±5min。

测定润滑脂或油（或者都有）的漏失量，并在试验结束时注意观察轴承表面状况。

显然，漏失量大,说明润滑脂的耐热性差。

低温性能：

汽车起步时润滑脂的温度几乎和环境温度一样,汽车在寒冷地区使用要求润滑脂在低温下仍保持良好润滑性能,它取决于润滑脂的相似粘度及粘温性,润滑脂的粘度特性和润滑油一样重要。

润滑脂的低温粘度：

用相似粘度（即表观粘度）表示。

它是指在一定温度和一定剪切速率下测得的粘度,相似粘度影响起动阻力和功率损失,以及润滑脂进入摩擦面间隙的难易程度,所以它是评定润滑脂低温性能的重要依据,相似粘度测定方法按SH/T0048,用某一温度和某一剪切速率下的动力粘度值Pa·s（帕斯卡秒）表示。

如汽车通用锂基润滑脂,要求在-20℃时,剪切速率D=10s-1,相似粘度不大于1500P·s,为了评定脂的低温性能,还按SH/T0338《滚珠承润滑脂低温转矩测定法》,在-20℃下,测起动转矩和运转转矩,它可说明润滑脂在低温下运转阻力的大小。

抗磨性:

润滑脂抗磨性的意义与润滑油一样。

润滑脂的稠化剂本身就是油性剂,因此脂的抗磨性能一般要比其基础油好。

为了使润滑脂具有更好的润滑性能,可在脂中加入二硫化钼等减磨剂和极压剂,在苛刻的高负荷条件下使用的润滑脂,由于加有这些添加剂,其抗磨性能要比普通润滑脂好,这种润滑脂被叫做极压型润滑脂。

其试验方法有SH/T0202《润滑脂极压性能测定法（四球机法）,用综合磨损值ZMZ和烧结负荷PD不小于某值表示,其意义与润滑油的相同;SH/T0203《润滑脂极压性能测定法（梯姆肯试验机法））,用不发生擦伤或卡咬的最大负荷,即OK值来表示。

抗水性：

抗水性差的润滑脂,遇水后稠度下降,甚至乳化而流失。

汽车在雨天和涉水行驶时,底盘各摩擦点可能与水接触,要求使用抗水性良好的润滑脂。

测定抗水性用抗水淋性能测定法（SH/T0109）,是在规定条件下,将已知量的试样加入试验机轴承中,在运转中受水喷淋,根据试验前后轴承中试样质量差值得出因水喷淋而损失的润滑脂量。

抗水性试验也可用测定其溶水性能的方法。

在试样中逐次加入定量的水分,测其10万次延长工作锥入度，再与试验前60次工作锥入度比较,其差值的大小可评定该试样的溶水性能,从而说明是否适用潮湿和有水的场合。

防锈性:

防锈性是指润滑脂抵抗与其相接触的金属生锈的能力。

润滑脂水污染后容易生锈、腐蚀,GB/T5018《润滑脂腐蚀性试验法》是将涂有试样的新轴承,在轻的推力负荷下运转1min,使润滑脂像使用情况那样分布,轴承浸水后在52℃±5℃、100%相对湿度下存放48h,然后清洗检查轴承滚道的腐蚀迹象（包括麻点,刻蚀、锈蚀等）或黑色渍象,没有腐蚀的为一级;初期腐蚀,不多于3个肉眼可见的斑点是二级;有较大或更多的斑点是三级,该方法可以评定在潮湿条件下产生锈蚀和其他形式腐蚀的程度,说明润滑脂是否适于在有水污染的场合下使用。

胶体安定性：

胶体安定性是指润滑脂在贮存和使用中避免胶体分解,防止液体润滑油析出的能力。

润滑油分油（皂油分离）说明其胶体安定性不好,将直接导致脂的稠度改变和流失,评定胶体安定性的方法一般采用分油试验,其中一种是压力分油测定（GB/T392）,以加压作用使脂分油;另一种叫做润滑脂钢网分油测定法（SH/T0324）,用加温加压通过铜网使脂分油;另一种叫润滑脂漏斗分油测定法（SH/T0321）,以升高温度及毛细管作用使脂分油。

氧化安定性：

润滑脂中基础油和稠化剂与空气接触,在不同程度上被氧化,其酸值增加，易腐蚀金属，稠度变软,使用寿命缩短。

作为稠化剂的金属皂有促进氧化的作用,所以润滑脂的氧化安定性要比其基础油差,因此脂中普遍加入抗氧剂。

润滑氧化安定性的测定法（SH/T0325）是将试样放在一个加热到99℃,并充有0.77MP氧气的氧弹中氧化，按规定时间间隔观察并记录压力,经规定的时间周期后,由氧气压力的相应降低来确定润滑脂的氧化程度。

机械安定性：

它表示润滑脂在机械工作条件下抵抗稠度变化的能力。

润滑脂在使用过程中因受机械运转剪切作用,稠化剂的纤维结构不同程度被碳坏,使稠度有所下降,机械安定性差的润滑脂,使用中容易变稀甚至流失,影响脂的寿命。

机械安定性也叫剪切安定性,可用滚筒安定性试验法（GB/T2359）测定。

它是以50g润滑脂试样,于21-38℃的室温下,转速为165r/min±15r/min的滚筒试验机滚筒内受碾压2h,用试验前后试样稠度变化表示。

用锥入度工作器也能测润滑脂的机械安定性,以每分钟往复60次的速度把润滑脂剪断多次（一般为1万、5万或10万次）,测定其延长锥入度与试样在试验前60次工作锥入度相比较,用其差值表示润滑脂的机械安定性。

防腐性;润滑脂本身如果含有过量游离酸、游离碱或活性硫化物,或者在贮运、使用过程中氧化产生的有机酸都可能腐蚀金属。

GB/7326（润滑脂铜片腐蚀试验法》规定,把一块准备好的钢片全部浸入到润滑脂试样中,在烘箱或液体中加热一定时间,一b般采用的条件是:

100℃，24h。

在试验结束后,取出铜片,经洗涤后,将试验片与铜腐蚀标准色板进行比较（甲法），或检查试验铜片有无变色（乙法）。

润滑脂规格标出的游离酸、碱是指润滑后制造中未经皂化的过剩有机酸成游离碱含量，它除预示其腐蚀性外,还能据以判断矿物油氧化或皂化分解的程度。