摩擦与人类的生活和生产息息相关，但长期以来人们缺少对摩擦这一无时上刻上伴随在人们身边的物理现象的认识

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1 第五章 历史悠久的润滑油脂 人类使用润滑剂的历史悠久, 甚至可以追述到有文字记载的史前文明时期 早在公元前 3500 年前, 动植物油脂就已被广泛用作润滑剂 在埃及的一座古墓中, 有一辆战车, 在其车轮轴承中仍保存有一些早先使用的动物油脂 埃及人在其不朽的建筑施工中也显示出, 他们已清楚地懂得了摩擦的原理 在搬运一座大雕像时, 有 172 个奴隶沿着木头轨道拖曳一座重约 kg 的大雕像, 其中有一人将液体不断地倒在轨道上, 充当润滑剂, 以减少拖曳雕像的摩擦力 公元 3 世纪前后, 我国应用石油作润滑剂, 西晋张华所著的 博物志 中提到酒泉延寿和高奴有石油, 并且用于 膏车及水碓甚佳 一直到 19 世纪, 矿物油才取代动植物油成为主要的润滑材料 二战以后, 随着航空 航天和现代交通等新兴产业的发展, 以矿物油脂为代表的传统润滑材料已难以满足日益复杂的苛刻工况条件下的机械润滑要求, 从而诞生了多种类型合成润滑油脂和以固体润滑材料为代表的非油脂特种润滑技术 B.C. A.D 动植物油脂 矿物油脂 合成油脂 固体润滑 129

2 最古老的润滑剂最古老的润滑剂当属动植物油脂, 来源丰富, 使用简单 动植物油脂主要有牛油 猪油 豆油 菜籽油 蓖麻油 棉籽油 棕榈油等 动植物油脂内所含的脂肪酸主要有硬脂酸 (C 17 H 35 COOH) 棕榈酸( 软脂酸 C 15 H 31 COOH) 及油酸 (C 17 H 33 COOH) 这三种 它们都含有极性根 ( 如 COOH,COONa), 属于极性物质 这些有机化合物的分子中, 一端为非极性的烃基 ; 另一端则为极性基, 能在金属表面上作定向排列而形成油膜 还具有油性好, 生物降解性好, 环保等优点 历史上曾经大量直接用油脂作润滑油, 但目前这种情况已大为减少 主要是因为油脂在使用时会发生水解生成酸类而造成腐蚀, 而且它的热氧化稳定性差, 易发生分解, 因此已被化学稳定性好 来源广泛 价格便宜的矿物油代替 然而由于油脂的某些独特的优点使它在某些领域继续得到应用 油脂能在金属表面形成极薄的边界润滑膜, 在极压状态下能有效防止金属受到磨损, 而且油脂在金属表面不易被水取代, 因此适合作蒸汽机的汽缸 阀门的润滑油 猪油 牛脚油在常态下仍呈液态, 具有足够饱和度, 不易发生结胶, 在钟表 科学仪器 纱锭 缝纫机等轻巧机械中常使用 猪油多年来用作非乳化型的标准切削油, 尤其是游离脂肪酸含量占 15%~25% 的猪油切削油性能比矿物油好得多, 适用于低速深度切削的操作 皮革表面涂一薄层润滑油可使皮革具有良好的强度和柔软性, 处理皮革使用的液体油主要是牛脚油和鱼油, 半固体状的主要是牛脂 皮革润滑处理过程中, 皮革与油脂间发生某种化学综合, 即使用溶剂来处理也不容易将油脂除去 所以用油脂润滑皮革效果比矿物油好得多 动植物油脂 ( 绵羊油 海龟油 貂油 红花油等 ) 还可以制作成的润肤剂, 在皮肤表面形成一层润滑膜, 使表皮角质层的水分减缓蒸发, 防止皮肤干燥, 增加皮肤营养, 增加皮肤的润滑性及柔韧性 蓖麻油的粘度比一般油脂大, 更适合于重型机械的润滑 而且低温性能好, 能与低粘度的极性液体相配合, 与橡胶等密封材料的相容性好, 因此适合做液压系统的基础流体, 特别是在低温场合, 如使用在汽车刹车系统和飞机上, 而且其价格又比酯类油等合成润滑油便宜 将油脂加到矿物油中得到的调合油, 不仅可增加矿物油的粘度, 也可提高油在金属表面的粘附性能, 含有 5%~25% 油脂的调合油特别适合船用机械和柴油机等重负荷或高温下操作的机械 由于这种调合油比通常的矿物油更不容易被水和蒸汽从金属表面洗去, 因此适用于润滑蒸汽机 目前由于环境保护对废润滑油处理提出更严格的要求以及石油资源的逐渐短缺, 而动植物油脂具有易生物降解, 无毒 不污染环境的优点, 因此这种古老的润滑剂又被人们重新重视和利用, 并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 用量最大的矿物润滑油 图 5.1 石油 130

3 从发现石油之日起, 这种看上去粘糊糊脏兮兮的家伙就发挥了越来越重要的作用, 直至今天我们所处的现代化社会似乎已经离不开它了 目前使用最多的润滑油是从石油中提炼出来的, 通称为矿物润滑油 因为制取这类润滑油的原料充足, 价格相对比较便宜, 质量上能满足各种机械设备的使用要求, 且可以利用加入各种添加剂的方法, 进一步提高质量, 因而得到广泛应用 矿物润滑油的产量已达四千万吨以上, 约占全部润滑油的 97% 左右 矿物润滑油的品种繁多, 制备以及特别是应用这些润滑油已变成一门特殊的技术科学 源自石油组成石油的主要元素是碳 C 和氢 H, 由 C 和 H 组成的化合物称为 烃, 按其化学结构可分为饱和烃 ( 如石蜡烃与环烷烃 ) 与非饱和烃 ( 如烯烃和芳香烃 ) 这四种烃的结构如图 5.2 所示 : 图 5.2 石油四种主要组分结构 此外, 石油中还含有少量的硫 S 氮 N 氧 O 等元素, 它们可组成各种烃类的衍生物 矿物油就是各种烃类及烃类衍生物的混合物 在矿物润滑油中的烃类化合物中, 主要为烷烃 环烷烃和芳香烃 ; 另外, 还含有少量的烯烃, 以及含硫 氮 氧等非烃类化合物 矿物润滑油的组成不同, 性质各异 有的含有蜡, 在常温下蜡析出, 便形成无法流动的半固体状液体 有的含有沥青和胶质, 外观呈黑色, 容易结焦生成沉淀, 使润滑油非常不稳定, 不能承受机器运转过程所生成的热 也有的烃类化合物, 常温下是非常适用的粘性润滑油, 可是, 温度一高就变得像水一样稀薄, 一点润滑性能也没有了 润滑油的主要组成是什么? 目前所有的成品润滑油都是由基础油和添加剂组成, 其中基础油占 70~100%, 添加剂占百万分之几至百分之三 四十 基础油主要分矿物基础油及合成基础油两大类, 而绝大多数是矿物基础油 矿物基础油是多种化学成分的混合物, 包括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 添加剂是近代高级润滑油的精髓, 正确选用, 合理加入, 可改善润滑油的物理化学性质, 赋予润滑油新的特殊性能, 或加强其原有的某种性能, 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 添加剂的品种很多, 主要类型有清净分散剂 抗氧抗腐剂 抗磨剂 油性剂 抗氧剂 粘度指数改进剂 防锈剂 降凝剂 抗泡剂等 131

4 矿物基础油是怎样生产出来的? 天然石油是极其复杂的碳氢化合物的混合物 除含有大量轻质组份和固体烃外, 还含有胶质 沥青质 硫 氮 氧的化合物等 这些物质的存在对润滑油的颜色 热安定性 氧化安定性 抗腐蚀性都是有害的, 必须进行精制, 除掉有害组成 分布在全国各地的炼油厂就是从石油中提炼各种油品的, 其生产工艺大体如下 : 图 5.3 兰州炼油化工总厂是新中国成立后兴建的第一座现代化大型炼油厂 首先将原油经过常压蒸馏, 从石油中分离出气体燃料 汽油 煤油和柴油 剩余的釜残油可用作生产润滑油原料, 亦可进行裂化制取轻质油品 把常压蒸馏得到的釜残油 ( 重油 ) 再采用减压蒸馏的方法进一步加工, 进行一级减压蒸馏, 从减压塔最高侧线出来的馏出油称为减一线, 可作为变压器油油料 ; 次高侧线出来的馏出油称为减二线 ; 依次为减三线 ; 减四线 ; 塔底残渣油可作为锅炉燃料油 减压蒸馏得到的润滑油馏出物仅仅是半成品, 需要进一步加工才能得到相应的润滑油料 这些以减压馏出物为原料的润滑油通称为馏份润滑油料 从渣油中得到的润滑油通称为残渣润滑油料 不管是馏份润滑油料或残渣润滑油料, 其中都含有许多必须除去的有害物质, 所以要进一步精制 目前, 作为基础油的精制方法, 按照生产工艺的特点可分为两大类 : 一类是老三套, 即溶剂精制 溶剂脱蜡 白土补充精制三种 ; 另一类是新发展起来的加氢工艺 溶剂精制 : 就是利用溶剂将润滑油料中含氧 氮 硫化物等非理想组分溶解分离掉, 保留理想组分 溶剂脱沥青 : 用减压渣油生产残渣润滑油料, 在脱蜡 精制之前, 用溶剂除掉残渣润滑油料中含有大量沥青质 脱除沥青质的油叫做脱沥青油 脱蜡 : 为使润滑油在低温条件下保持良好的流动性, 必须将其中易凝固的蜡除去, 这一工艺叫脱蜡 白土精制 : 润滑油原料经过溶剂精制 脱蜡等工艺处理后, 其质量已基本上达到要求, 但所得的油品中还含有少量溶剂, 以及因回收溶剂被加热生成的缩合物, 胶质等 为去掉杂质, 进一步改善润滑油的颜色 提高安定性 降低残炭, 需要白土补充精制 白土是一种含氧化硅和氧化铝的天然陶土, 用盐酸处理后, 活性大增 它不仅吸附能力强, 且选择性好, 当与油料充分混合后, 即将油中胶质 沥青质 酸渣 残余溶剂等吸附在微孔表面上, 过滤后即可得精制油 这种方法作为酸碱精制或溶剂精制的一个补充, 可进一步提高油品的安定性并改善油品色泽 润滑油加氢 : 润滑油原料与氢气发生反应, 借以除去硫 氧 氮等有害元素, 保留润滑油理想组分或将非理想组分转化为理想组分, 从而使润滑油的质量提高 目前用于润滑油的加氢过程分为加氢补充精制 加氢处理 ( 或叫加氢裂化 ) 和加氢降凝 132

5 三种 我国大都采用加氢补充精制, 即在溶剂脱沥青 溶剂精制 溶剂脱蜡的基础上, 以加氢精制取代白土补充精制 经过这一系列的复杂的过程, 看看这黑乎乎的石油都变成了什么? 燃气 汽油 柴油 润滑油 石蜡, 就连残渣沥青都是铺路不可缺少的材料 名词解释 : 常压蒸馏 : 是指将原油在常压下 ( 大气压下 ) 进行蒸馏 所谓蒸馏, 就是将原油或其他液体混合物加热使之气化, 气化了的各种不同沸点的组分先后分别冷凝下来, 从而分离成为各个不同沸点范围的馏分, 达到使原油或其它液体混合物连续分馏成各种馏分的目的 减压蒸馏 : 液体的沸点是指它的蒸气压等于外界压力时的温度, 因此液体的沸点是随外界压力的变化而变化的, 如果借助于真空泵降低系统内压力, 就可以降低液体的沸点, 这便是减压蒸馏操作的理论依据 裂化 : 一种使烃类分子分裂为几个较小分子的反应过程 烃类分子可能在碳 - 碳键 碳 - 氢键 无机原子与碳或氢原子之间的键处分裂 在工业裂化过程中, 主要发生的是前两类分裂 在中国, 习惯上把从重质油生产汽油和柴油的过程称为裂化 ; 而把从轻质油生产小分子烯烃和芳香烃的过程称为裂解 润滑油的调料 - 添加剂即使是最高明的厨师, 想要做出丰盛可口的大餐, 也离不开各种各样的调料 最基本的调料是油盐酱醋, 其它更是数不胜数了, 料酒 葱 姜 蒜 八角 茴香 桂皮 花椒 丁香 与此类似, 润滑油基础油具备了润滑油的基本特征和某些使用性能, 但仅仅依靠提高润滑油的加工技术, 并不能生产出各种性能都符合使用要求的润滑油 为了改善和提高润滑剂的原有性能或者是为了获得某种新的性能, 润滑工程师需要往润滑剂中添加某种或某几种化学物质, 这些化学物质我们就称之为添加剂 添加剂种类很多, 主要有以下几种, 我们不妨大致了解一下 清净分散添加剂, 是使固体微粒呈悬浮状态, 稳定地分散在油中而不生成沉淀的一种油溶性表面活性物质, 这类添加剂的使用总量占润滑油用添加剂总量的一半以上 它的主要作用是将发动机油中产生氧化物分散悬浮在油中, 防止形成沉淀物和油泥 此外, 由于它本身具有碱性, 所以还可以中和油中的酸性物质, 以避免机件被腐蚀 在高温条件下常用的清净分散剂是有机金属盐, 磺酸钙 烷基水杨酸钙 烷基酚钙和烷基酚钡等 ; 在低温条件下则用聚合物, 例如硫磷化聚异丁烯钡盐和聚异丁烯丁二酰亚胺 通常将各种清净分散添加剂复合使用 增粘添加剂, 从字面上理解, 似乎是一种使润滑油变稠的东西 仅仅是这样吗? 不是的 这种添加剂有两个相反的作用, 在高温时使油不易变稀, 在低温时使油不易变稠, 也就是说让润滑油的粘度不随温度的变化而变化或者是几乎不变化, 是不是很有意思 常用的增粘剂有聚甲基丙烯酸脂 聚乙烯基正丁基醚和聚异丁烯 一般用量为 3~10% 或更多, 它是仅次于清净分散添加剂的又一品种 降凝添加剂, 是降低润滑油凝点的化学物质 凝点是指在规定的冷却条件下油品停止流动的最高温度 含蜡润滑油在低温条件下会变稠而凝固, 这是因为石蜡在低温时形成针状结晶, 这些结晶相互粘连而形成三维网状结构将油包在其中, 使油失去流动性 降凝剂的作用是与石蜡形成共晶或在蜡晶表面形成覆盖膜, 阻止其形成网状结构, 从而使油在低温下保持流动性, 即降低了润滑油的凝点 常用的降凝剂有 : 醋酸乙烯脂与反丁烯二酸共聚物 烷基萘 聚 α - 烯烃 聚甲基丙烯酸酯和长链烷基酚等, 这些降凝剂广泛用于各种润滑油中, 例如内燃机油 机械油 齿轮油 透平油 液压油 冷冻机油等, 添加量为 0.1~1% 抗氧抗蚀添加剂, 这个很好理解, 就是是防止或延迟润滑油氧化及金属表面腐蚀一种的化学物质 主要作用是阻止氧化过程的发生, 降低氧化速度, 延长润滑油的使用寿命, 达到 133

6 经济节约的目的 同时, 它可在金属表面上生成钝化膜 反应膜, 将金属保护起来, 以消除金属的催化作用 减缓腐蚀和磨损 常用的抗氧抗腐蚀剂有 : 二烷基二硫代磷酸锌 二烷基二硫代磷酸锌和硫磷化烯烃钙盐等 它们常与清净分散剂混合使用, 主要用于发动机油中, 其添加量为 1% 左右 油性添加剂, 是改善润滑油润滑性能的一种化学物质, 它们是极性非常强的分子, 在一般的温度下能牢固地吸附在金属表面上, 形成强度足够大的吸附膜层, 从而防止金属直接接触, 减少零件的摩擦和磨损 这类添加剂是一些含有极性基团的有机物, 如动植物油 硬脂酸 油酸 油酸甲酯 磷酸三甲苯酯和硬质酸铝等 主要用于中速 中载, 温度不超过 120 的工作条件缓和的工业润滑油中, 如导轨油 主轴油和金属加工用油中, 其添加量为 1~10% 抗磨添加剂, 一种通常含有 S P Cl 等元素的有机化合物 有的又细分为抗磨剂和极压抗磨剂 抗磨剂是在中等负荷下能在金属表面形成吸附膜 沉积膜或反应膜, 减少金属表面磨损的物质 极压抗磨剂则是在高温高压 很高负荷下, 能在金属表面起化学反应生成反应膜或渗透膜, 从而防止金属表面发生熔结 卡咬 划痕或刮伤等粘着磨损, 或减少其磨损度 这类添加剂能在一定温度下分解出活性元素与金属表面发生化学反应, 生成剪切强度低的金属化合物薄膜, 从而降低摩擦, 防止金属表面在相对运动中产生粘着磨损 实际上, 这两种添加剂很难区分 常用的极压抗磨剂有 : 环烷酸铅 氯化石蜡 硫化异丁烯 亚磷酸二丁酯 硫化妥尔油脂肪酸酯和二烷基二硫代磷酸锌等 主要用于汽车齿轮油 轧制油 切削油 导轨油 抗磨液压油 极压透平油和极压润滑脂等, 添加量为 0.5~10% 或更多 防锈添加剂 : 金属在使用过程中容易生锈, 尤其是铁 防锈添加剂就是防止或延迟金属表面生锈或限制其生锈时间的化学物质 防锈剂的分子具有极性集团, 它与金属表面的自由电子相吸引, 形成一层附着力极强的保护膜, 该膜将金属表面与水 氧等腐蚀介质隔离开, 从而达到防锈的目的 常用的防锈剂有 : 石油磺酸钠 环烷酸锌 氧化石油脂及其钡皂 烯基丁二酸等 它们广泛用于金属零部件 工具 发动机和武器等的封存用防锈油脂 工作防锈油和工序间的防锈油脂中, 其添加量为 0.01~20% 或更多, 具体根据防锈要求而定 抗泡添加剂, 是防止或减少润滑油等液体润滑剂形成泡沫的硅基化合物 润滑油在循环使用过程中, 由于多种原因而形成泡沫, 影响供油效果 抗泡剂能降低油泡的表面张力, 使泡沫消除 常用的国产抗泡剂主要是二甲基硅油等 它用于循环使用的各种润滑油中, 其添加量极少, 一般为百分之几 使用时应先用煤油稀释后再将其用喷雾器分散于润滑油中 抗乳化剂 : 机械设备如果漏水了, 会污染润滑油 ; 在加工过程中为了冷却加工零件, 必须喷淋大量冷却水, 这样水分也会进入润滑油中, 所以就要求润滑油具有一定的分水性而不被水所乳化 因为, 水和油是不溶的, 但在机械高速运转过程中二者会发生乳化作用 一旦乳化, 润滑油的流动性就会变差, 从而降低润滑性能, 也会引起金属的腐蚀和磨损 工业齿轮油 汽轮机油 液压油均易受到水的污染, 对于润滑油的抗乳化能力有一定要求 常用的抗乳化剂有聚氧丙烷型的衍生物等 润滑油必备的性能作为合格的润滑油, 能够发挥一般润滑剂的控制摩擦 减少磨损以及清洁 冷却 防锈 减振 密封等作用, 就必须具备一定的性能才行, 这些性能主要是 : 良好的润滑性润滑油降低摩擦, 减少磨损的能力通称为润滑性能 一般来说, 在液体摩擦中, 液体的润滑性能仅与液体的粘度有关 液体在流动时, 在其分子间产生内摩擦的性质, 称为液体的粘性, 粘性的大小就用粘度表示 在选择润滑油时, 应根据机械的工作状态来选择 134

7 适当粘度的润滑油, 以保证在摩擦面间形成足够厚的油膜 同时, 还要注意, 粘度不能过大, 以免摩擦过大, 造成不必要的损失 良好的流动性只有具有良好的流动性, 润滑油才能顺利地从供油系统输送到各零件的摩擦表面上, 保证摩擦表面间有足够的润滑油, 从而降低摩擦和磨损 同时, 润滑油的散热作用也要求其具有良好的流动性, 这样才能更好的循环流动, 带走摩擦热 影响润滑油流动性的因素主要是其本身的粘度, 在低温条件下还受润滑油凝点的影响 良好的抗氧化安定性抗氧化安定性即润滑油抵抗氧化变质的能力 尽可能小的腐蚀性或无腐蚀性润滑油中含有的有机酸等物质对金属的腐蚀程度称为润滑油的腐蚀性 润滑油中的烃类对金属无腐蚀, 发生腐蚀作用的物质主要是原油中含有的有机酸或炼制过程中残留的酸和碱 润滑油氧化后产生的酸性物质 储运过程中混入的水分等 抗氧化安定性与腐蚀性是互相影响的 抗氧化安定性差的润滑油, 易氧化产生酸性物质, 增大腐蚀性, 反过来腐蚀性大的润滑油中含有的酸性物质会加速润滑油的氧化变质 与可能接触的橡胶制品等的相容性 良好的消泡性润滑油在机械内工作时, 如果受到激烈的搅动, 将空气混入油中, 就会产生泡沫 泡沫如果不能及时消除, 会出现润滑油冷却效果下降 管路产生气阻 供油不足 磨损增大等故障 良好的抗乳化性 无水分 灰沙杂质等 另外, 还要熟悉几个概念术语 油品的闪点和燃点是判断馏分轻重和着火危险性大小的指标 残碳, 将润滑油加热蒸发分解, 剩余的黑色残留物即为残碳, 主要是胶质 沥青及多环芳香烃等, 一般作为检查润滑油精制程度的指标 灰分, 石油产品在规定温度下燃烧不尽的物质, 一般也作为检查润滑油精制程度的指标 常用的工业润滑油内燃机油内燃机油就是我们通常所说的马达油 发动机油 显然, 需要动力之处, 就得有马达, 就得用到马达油 马达油广泛用于汽车 内燃机车 摩托车 船舶等, 是润滑油中用量最多的一类油品, 约占润滑油总量的 50% 左右, 而且它的质量往往也代表一个国家的润滑油总体水平 图 5.4 内燃机发动机是由各种部件组合成的, 需要润滑的部件很多, 主要考虑汽缸 - 活塞 连杆轴承 曲轴轴承及配气机构等主要摩擦副 因为这些部件运动时产生的摩擦损失占内燃机摩擦损失的绝大部分, 而且它们的工作条件苛刻, 具有代表性, 只要它们的润滑问题解决了, 其它零件的润滑问题就容易解决 135

8 近年来随着车辆 坦克 舰艇 工程机械等向高速 重负荷方向发展, 发动机的工作条件越来越苛刻, 对发动机油的要求也越来越高 首先面临的就是发动机燃料燃烧所引起的高温, 当然也包括发动机部件运动所产生的摩擦热 但是, 在冬季, 环境温度又很低, 可以低达 -30 甚至更低 第二就是发动机的转速很快, 油膜在摩擦表面难以形成, 而且还要面临燃料稀释和燃烧气体的侵蚀, 油品容易变质 第三是发动机的功率高, 导致主轴承和连杆轴承的负荷相应增加, 最高负荷可高达 12~24.5MPa, 而且还有一定的冲击负荷 所有这些苛刻的条件, 对内燃机油的各种使用性能都提出了较高的要求 针对这些特点, 人们就要设计调配专门的内燃机油, 以满足内燃机的特殊工况要求 所以内燃机油的品种和牌号特别多, 可以按照各种使用性能进行分级, 主要包括汽油机油 柴油机油 航空发动机油 铁路机车柴油机油和船用柴油机油等 总之, 内燃机油应具备的主要性能为 : 适当的粘度和良好的粘温性能 ; 较强的热安定性和抗高温氧化安定性 ; 优异的高温清净分散性和低温油泥分散性 ; 良好的高温状态下的抗磨损性 ; 良好的防腐和抗锈蚀性 内燃机油升级换代的速度很快, 原因是汽车工业的不断发展 汽车制造商不断改进汽车设计, 提高汽车性能, 以满足来自顾客和政府两方面的日益严格的要求 : 顾客追求乘坐的舒适性 行驶的高速度以及节能等 ; 而来自政府的要求主要体现在环保和节能方面 所以润滑油的工作条件变得越来越苛刻, 这就要求润滑油生产者不能懈怠, 要不断提高自己产品的性能, 以满足发动机日趋严格的需求 齿轮油 图 5.5 齿轮齿轮是机械中最主要的一种传动机构, 种类很多, 如直齿 斜齿 圆柱齿轮 螺旋齿轮 圆锥齿轮 双曲线齿轮以及蜗轮蜗杆等 齿轮的传递功率范围大 传动效率高 可传递任意二轴之间的运动和动力, 广泛地用于各种机械 运动和动力的传递是在齿轮机构中每对啮合齿面的相互作用 相对运动中完成的, 其间必然产生摩擦而导致损坏 齿轮损坏的形式可分为四种类型 : 磨损 擦伤 点蚀和断裂 为避免机件直接摩擦, 需要润滑剂将工作面隔开, 以保持齿轮机构的工效和延长使用寿命 齿轮油就是最主要的润滑剂, 用来润滑各种机械的齿轮传动装置 齿轮的每次啮合均须重新建立润滑油膜 另外, 啮合表面不相吻合, 有滚动也有滑动, 恶化了油膜运转情况 总之, 齿轮的接触压力非常高, 一些载重机械的减速器齿轮的齿面应力可达 400~1000MPa, 而双曲线齿轮的齿面应力可达 1000~4000MPa 在高应力条件下, 边界润滑实际上处在极压状态 为防止油膜破坏, 在齿轮油中要加入极压抗磨剂, 以便在这种苛刻运行条件下, 放出的活性元素与金属表面反应生成保护薄膜, 保证齿面间的正常润滑 总之, 由于齿轮传动装置的类型 工作条件随着机械的不同会有很大的差异, 对润滑油的性能的要求肯定也不一样 因此, 需要根据齿轮的类型 齿面状况以及负荷 速度 温度等工 136

9 作条件等来具体选择与之适用的齿轮油液压油液压油是用于液压系统 根据帕斯卡原理传递液体的静压能的一种润滑油 液压系统, 就是用液体作传动介质, 利用液体的压力能或动能来传递能量 传递功率和控制系统的, 广泛地应用于车辆 飞机 舰船以及工厂矿山的各种机械设备 通常将利用液体压力能的液压系统所使用的液压介质称作液压油 ; 利用液体动能的液力传动系统使用的介质称为传动油 液压油在液压系统中起着能量传递 系统润滑 防腐 防锈 冷却等作用 根据液压系统的工作特点, 对液压油的粘度要求较高, 应满足液压装置在工作温度下与启动温度下对液体粘度的要求 另外, 液压油要对液压系统金属和密封材料有良好的配伍性, 良好的过滤性 ; 具有抗腐蚀和抗磨损的能力以及抗空气夹带和起泡倾向 ; 热稳定性及氧化安定性要好 ; 具用破乳化必性 ; 对于某些特殊用途, 还应具有耐燃性和对环境不造成污染 液压油广泛地应用于采矿 运输 冶金 轻工 农业机械上, 在工业润滑油中是用量较大的一类, 其品种很多, 分难燃与非难燃两类 难燃型用于高温场合, 防止起火, 包括许多品种如乳化型 水基型 水 - 乙二醇型 磷酸酯型等 ; 非难燃型包括防锈 - 抗氧型 抗磨型 低温抗磨型等 非难燃型中技术要求比较高 应用比较广的是抗磨液压油 ; 抗氧防锈型液压油用于无抗磨要求的气轮机 压缩机等 ; 高压抗磨液压油用于使用压力较高, 对抗磨性有特殊要求的液压系统 ; 特殊生物降解抗磨液压油用于国际环境保护组织所限制的场所 对液压油的选择主要根据设备的工作条件, 如工作温度范围 液压系统的特点 泵的类型 防磨损的要求 工作寿命 介质与材料的相容性 经济及环境因素等 压缩机油压缩机是制冷系统的心脏, 是家用电器冰箱 空调的关键部件 压缩机油就是专门用来润滑压缩机的气缸 活塞 排气阀 轴承等运动部件的润滑油, 首先它能防止各部件直接接触, 减少磨损和动力损失, 其次还可以起到密封作用, 防止活塞填料处泄漏, 同时冷却由于绝热压缩所产生的热量, 冲洗异物, 起防锈防腐等 压缩机种类不同, 用于不同的目的, 当然所用的润滑油不不同 图 5.6 压缩机 压缩机油的基础油可分为环烷基油和石蜡基油两大类 一般认为优质的压缩机油只能从环烷基油来制取, 但环烷基油较少, 目前, 通用压缩机油是从混合基础油来制取 大多数矿物型压缩机油中均含有抗氧化剂 金属钝化剂 防锈剂和消泡剂, 有的专用压缩机油中加有油性剂 抗磨极压剂 清净分散剂及减少压缩气体中携带油量的添加剂 近年来, 随着技术的进步, 压缩机向高压 高速 安全可靠 小型化和长寿命方向发展, 这对压缩机油的性能提出了更苛刻要求, 也促进了合成压缩机油的推广应用, 因此, 世界范围内的合成及半合成压缩机油需求量迅速增长 137

10 合成压缩机油更为高级一些, 具有以下优点 : 一是性能更好, 可以节省费用 ; 二是可以提高压缩机的安全性能, 减少事故 ; 三是可以减少对环境的污染 冷冻机油冷冻机油是专门用于制冷压缩机的润滑油, 是决定和影响制冷效果的至关重要的组成部分 高质量的冷冻机油与制冷剂共存时相容性好, 同时还须兼有优良的低温流动性 润滑性 抗泡性, 而且必须易于生产, 原料来源可靠, 对环境没有污染 压缩机摩擦时, 冷冻机油在磨合表面间形成一层油膜, 降低了运动摩擦力, 从而减少了摩擦耗功和摩擦热量, 最终减小了零件的磨损量, 提高了压缩机的可靠性和耐久性 同时, 冷冻机油在油泵的压送下, 在磨合面之间成为流动油膜, 把摩擦热量带走, 防止温度上升 冷冻机油在活塞与汽缸壁面间, 不仅可以润滑, 而且可起密封作用 在磨合面中循环流动的冷冻机油不断地把磨屑带走, 改善了磨合面的工作情况 制冷压缩机作为电力驱动的制冷装置, 目前正面临两大挑战, 即制冷剂的替代研究和节能技术研究, 前者涉及环境保护, 后者则关系到能源战略 作为冰箱 冰柜 汽车空调等装置的制冷剂, 氟里昂以其优异的性能长期以来被广泛使用, 但 1974 年发现氟里昂类物质对大气臭氧层有严重破坏作用, 世界各国协商和讨论, 决定逐渐削减与禁用氟里昂类等受控物质 制冷剂的换代更新也就决定了冷冻机油的换代更新, 选择合适的基础油, 复配优质添加剂, 使其与新型的制冷剂保持良好的相容性 同时为了满足节能环保的需要, 研制生物降解性好的冷冻机油, 对废冷冻机油进行回收再生也是势在必行的 真空泵油真空泵, 主要指机械真空泵, 是用机械 物理和化学方法把容器里的空气抽走, 获得和保持真空的一种机器, 它对对润滑油有特殊的要求, 使用的是专门的真空泵油 真空泵油与压缩机油 冷冻机油一样, 都要在气缸 活塞 阀 轴承 滑板等机件处承担润滑作用外, 同时还要承担密封作用, 防止活塞与气缸壁间压缩气体窜气 漏气 既然与压缩气体接触, 当然就不能与压缩气体起化学反应, 要具有一定的化学安定性 全损耗系统用油全损耗系统用油是一种通用润滑油, 仅用来润滑安装在室内, 工作温度在 50~60 以下的各种轻负载机械, 如纺织机械 各种机床和水压机等 我国过去的一种油品叫机械油, 即属于此类油 全损耗系统用油主要用于一次性润滑和某些要求较低的和换油期较短的普通机械手工给油装置, 油浴 油环 油轮润滑 这种油品使用一般的精制矿物基础油, 不加或加少量添加剂制成, 只有一般的理化指标要求, 对抗磨性和氧化安定性等均无要求 我国的 L-AN 类全损耗系统用油是合并了原机械油 缝纫机油和高速机械油的标准而形成的, 这类油品适用于过去使用机械油的各种场合, 如纺织机械 机床 中小型电机 风机 水泵等各种机械的变速箱 手动加油转动部位 轴承等一般润滑点或润滑系统的润滑 主轴油主轴油, 顾名思义, 是一种主要用于主轴的润滑剂, 主轴是机床中精度最高的零部件, 直接决定着机床的的工作精度 机床主轴不论采用滑动轴承或滚动轴承, 选择适当的润滑油脂及润滑方式, 对于主轴的工作精度 使用性能和寿命都是十分重要的 机床主轴转速很大, 摩擦产生的热会使主轴的温升过大, 导致主轴和轴承部件因热变形, 影响工件的加工精度, 严重时还会使主轴和轴承发生卡死现象 高精度机床的主轴, 当机床启动或停止瞬间受到的冲击负荷是相当大的 为此要求主轴润滑油能使主轴与轴承间保持有均匀的油膜, 而且油膜强度要比较高, 才不致发生油膜破裂, 从而保持良好的润滑性能 机床主轴部位采用循环润滑方式, 所以要求主轴油能长期使用而不变质, 否则主轴油被 138

11 氧化后, 产生大量的胶质和沉淀 这样, 极易堵塞润滑系统, 同时, 也会导致油品粘度增加, 内摩擦力增大, 加剧了主轴与轴承间的磨损, 从而影响了主轴的加工精度 因此, 主轴油中应含有抗氧剂 主轴润滑系统在某种条件下, 当气温变化较大时, 会聚集空气中的水分, 同时, 机床冷却液有时也会溅入油箱内, 从而引起机床运转部件生锈 因此, 要求主轴油具有良好的防蚀性, 特别是在空气潮湿地区 另外, 还要求主轴油不易产生泡沫, 或者即使产生泡沫, 也很容易消失, 否则, 将会造成主轴润滑系统的油泵吸空, 形成短期和局部的干摩擦, 影响机床主轴的工作精度 根据以上主轴的工作特点, 人们设计用精制的低粘度矿物油为基础油并添加抗磨 抗氧 防锈等添加剂制成了一系列的主轴油 此系列产品有目前粘度最小的润滑油, 具有良好的散热性, 并有抗磨 抗氧 防锈和抗泡沫性, 适用于高速高精度设备的润滑和散热要求, 能使高速主轴运行温升小, 保证机床的高加工精度 导轨油自身或周围带有导轨装置的机械设备需要用导轨油, 比如说机床导轨, 导轨导向是否准确, 运动是否平稳, 直接影响到机床的加工精度 导轨油是以精制润滑油为基础油, 加入抗氧 抗磨 抗泡 防锈 油性等添加剂调制而成, 具有良好的油性 良好的抗氧 抗腐蚀和抗磨性 这样精心制备的导轨油就能使导轨尽量接近液体摩擦下工作, 保持导轨的移动精度, 防止滑动导轨在低速重载荷工况下发生 爬行 现象, 延长导轨使用寿命 低速高负荷的重型机床和定位精度高的精密机床工作台 滑座 溜板等直线往复运动机构, 采用普通机械油润滑在低速时出现粘着和滑动互相交替出现的现象, 简称粘 滑现象, 这就是我们常说的爬行现象 机床工作台的爬行, 将严重地影响产品的加工精度 光洁度和缩短机床及刀具的寿命 导轨油有时还同时兼作润滑油及液压介质的作用, 即液压导轨油, 同时兼顾液压系统与导轨的需要, 适用于液压电梯和升降机等 防锈油家庭主妇也许会发现, 即使是一把不锈钢刀, 把它放置在厨房潮湿的角落里, 一段时间后它也会生锈 在自然环境中, 铁金属常因水分和氧以及其它侵蚀性气体和杂质作用而发生锈蚀 特别是在南方湿热地区, 金属的腐蚀尤为严重, 每年由于锈蚀所造成的材料和机械设备的损失是很大的 为了减少损失, 对一些机械设备和零件的非工作面用油漆涂料或电镀覆盖 ; 对于工作面, 使用时需要再现金属表面的材料和机械设备, 都要用防锈油脂或防锈气进行防护, 使用时除掉即可 防锈油脂是在石油类基本组分中加入油溶性缓蚀剂 ( 防锈添加剂 ) 及辅助添加剂等组成, 多用于金属制品 ( 主要是钢铁制品 ) 的工序间 运输或贮存时的暂时防锈 它具有效果好 使用方便 成本低廉 易施工 操作简便和易去除等优点, 因此国内外大量生产和使用 由于金属种类不同, 设备和零件结构不同, 所需要贮存的时间不同, 使得防锈油的品种也相当繁多, 如按其用途来分, 有封存防锈和防锈润滑 ; 按其外观和成膜状态来分有溶剂稀释性防锈油 石油脂型防锈油 油状防锈油三类 近年来, 为适应新的工作需求及环保要求, 人们又热心地致力于新品种的开发, 比如说薄层防锈油, 用量少, 节能环保 ; 蜡膜防锈油, 油膜薄, 防锈性能好, 涂层美观 ; 水溶性防锈油, 不含芳香烃和铅等有害物质, 无三废排放, 防锈效果好, 易涂, 易除 ; 多功能重质气相防锈油用量少, 油沾不到的地方也由于气相防锈剂的作用而受到保护, 可用于发动机 大型压缩机 专用齿轮箱的防锈, 主要适用于密闭内腔系统的防锈 热传导油 139

12 热传导是工业生产上通过间接传热或直接传热对物料进行加热, 使物料干燥或者是为物料化学反应提供热量的一种工艺过程 热传导油就是用来对物料进行间接传热的一种介质 热传导油以深度精制的石蜡基油为基础油, 添加高温抗氧 防锈 清净分散等添加剂调制而成, 适用于带有强制循环的闭式系统作热传导介质 热传导油加热与直接加热或蒸汽加热等传统加热方式相比, 具有节约能源 加热均匀 控温精度高 操作压力低和安全便利等优点 因此, 热传导油的研制和应用发展相当迅速, 已在化学化工 石油加工 石油化工 化纤 纺织 轻工 建材 冶金和粮油食品加工等行业的多种加热系统中广泛应用 电气绝缘油电力系统的安全运行, 对国民经济有着极其重要的意义 随着电力工业高电压 大容量设备的日益发展, 对放充油电气设备用的绝缘油的质量也有了更高要求 电气绝缘油采用深度精制基础油, 加入抗氧剂 抗静电剂 抗析气剂 降凝剂等多种添加剂调制而成 有四大类产品 : 变压器油 油开关油 电容器油和电缆油, 变压器油和油开关油占全部电器绝缘油的 80% 以上 在高压电气设备中, 有大量的充油设备, 如变压器 互感器 油断路器等, 都要用到绝缘油, 这些设备中的绝缘油主要作用如下 : 使充油设备有良好的冷却散热, 把变压器的热量传给油箱及冷却装置, 再由周围空气或冷却水进行冷却的 提高设备的绝缘强度, 例如油断路器同一导电回路断口之间绝缘, 避免触电事故 隔绝设备与空气接触, 防止发生氧化和浸潮, 保证绝缘不致降低 还作为灭弧介质, 防止电弧的扩展, 并促使电弧迅速熄灭 切削油 图 5.7 切削过程 ( 红尖头黑管加注切削油 ) 一种特种润滑油, 由低粘度润滑油基础油加入部分动植物油脂及抗氧剂 抗磨剂 防锈剂 防霉杀菌剂, 催冷剂等添加剂调合制得 产品因此具有极佳的对数控机床本身 刃具 工件和乳化液的彻底保护性能 适用于铸铁 合金钢 碳钢 不锈钢 高镍钢 耐热钢 模具钢等金属制品的切削加工 高速切削及重负荷切削加工 包括车 铣 镗 高速攻丝 钻孔 铰牙 拉削 滚齿等多种切削加工 有油型和水型两种 后者含水 80%~95%, 具有乳化能力, 一般称切削液 切削油在金属切削加工过程中用于润滑和冷却加工工具和部件 在金属切削加工中, 切削每次都在新生面上进行, 速度变化每分钟数毫米至数百米, 压力高达 2~3GPa 切削时除外摩擦外, 还有刀具与切入金属内部的分子内摩擦, 切削区界面温度可达 600~800 这样的高温高压会使刀具的强度和硬度降低, 因此切削油必须兼具 140

13 冷却刀具和被切材料 润滑刀面减少刀具磨损 清洗磨屑以及保护切开的新鲜表面不被空气 氧化生锈四个作用 润滑油的选用 图 5.8 各种各样的润滑油润滑油是设备的血液, 对于设备的正常运行, 发挥着重要的作用 但实际上, 人们往往容易忽视润滑油的重要性, 对润滑油的选用和使用不重视, 却更乐于维修和更换零件, 这就大大增加了设备的运行成本 据统计, 约有 75% 的设备故障是由润滑不良所引起的 所以说正确地选用和使用润滑油, 才是设备维护的基础和关键所在 目前市场上有针对各种设备和材质的润滑油, 品种繁多, 如果不是专业人员, 就很难搞清楚它的用途及效果 但一般说来, 润滑油的选用应遵循下面的原则 : 第一个办法, 最好用的也是最简单的办法, 参考设备说明书 通常, 设备制造厂在其说明书中对设备各部位的润滑用油均有规定, 设备润滑管理人员只要按照设备说明书的要求选用油品即可 如果说明书中没有规定用油或者是用油落后, 又或者是由于各种原因不能按说明书规定用油, 这时我们再按照常规的选用原则进行选油 首先根据应用场合选用润滑油品种及粘度等级 : 国产润滑油是按应用场合 组成和特性, 用编码符号进行命名的 因此选用时可先根据应用场合确定组别, 再根据工况条件确定品种和粘度等级 根据设备工况条件选用负荷大, 则选粘度大 油性或极压性良好的油 ; 负荷小, 则选粘度低的油 ; 冲击较大的场合, 也应选粘度大 极压性好的油品 速度高选低粘度油, 低速部件可选粘度大一些的油, 但对加有抗磨添加剂的油品, 不必过分强调高粘度 温度分为环境温度和工作温度 环境温度低, 选粘度和凝点 ( 或倾点 ) 较低的润滑油, 反之可以高一些 ; 工作温度高, 则选粘度较大 闪点较高 氧化安定性好的润滑油, 甚至可选用固体润滑剂 ; 温度变化范围大的, 要选用粘温特性好 ( 粘度指数高 ) 的润滑油 潮湿环境及与水接触较多的工况条件, 应选抗乳化性较强 油性和防锈性能较好的润滑油 在日常的润滑管理中, 一旦选好油品后, 一般应尽量避免代用或混用 实在是不可避免时, 应掌握下列原则 : 只有同类油品或性能相近 添加剂类型相似的油品才可以代用或混用 代用油品的粘度以不超过原用油粘度的士 25% 为宜, 一般可采用粘度稍大的代用油品, 但液压油 主轴油则宜选粘度稍低的代用油品 质量上只能以高代低, 不能以低代高 对工作温度变化大的机械, 则只能以粘温性好的 141

14 代粘温性差的 ; 低温环境选代用油, 其凝点或倾点应低于工作温度 10 ; 高温工作应选闪点高 氧化安定性和热安定性好的代用油品 由于不同厂家生产的同名润滑油, 其所加的添加剂可能不同, 因此, 在旧油中混入不同厂家生产的新油以前, 最好先做混用试验, 即以 1:1 混合加温搅拌 观察, 如无异味 沉淀等异常现象方可混合使用 摩擦的条件千变万化, 润滑油的品种也名目繁多, 如果实在是不好选择, 而你的机器设备又比较精细昂贵, 还有一个办法就是咨询专业的润滑工程师了 人工合成的高级润滑油 图 5.9 合成润滑油 一般润滑油由基础油和添加剂组成 基础油可以采用矿物油 动植物油以及合成润滑油, 矿物油和动植物油我们在前面都已讲过, 那么什么是合成润滑油呢? 它是一种完全采用有机合成方法制备的, 具有一定化学结构和特殊性能的润滑油 制备合成油的原料可以是动植物油脂, 也可以用石油或其它化工产品, 或者来自磷和硅之类的无机物 矿物润滑油是以天然石油为原料, 经过加工精制而成, 主要成分为烃类化合物, 烃的分子结构中只含碳和氢两个元素 而合成润滑油的分子结构比较复杂, 除了含碳 氢元素外, 还分别含有氧 硅 磷 氟 氯等元素 在碳氢结构中引入含有这些元素的官能团是合成润滑油的特征 合成润滑油与矿物润滑油相比, 在性能上具有一系列优点, 可以解决矿物润滑油不能解决的问题, 因此日益得到重视 合成润滑油之由来尽管目前石油基润滑油在使用的液体润滑剂中占有绝对优势, 但它存在着一系列的问题, 例如, 其高 低温性能不良, 化学稳定性低, 无抗燃烧性能等等 随着军工事业和宇航事业的不断发展以及机械设计的高速发展, 对润滑材料各种性能的要求日益苛刻, 如能在高温 低温 高负荷 高速度 高能辐射 强氧化 强腐蚀等极端苛刻的条件下长期可靠的运行 矿物油因为其自身的局限性已难以满足这些日益发展的需要 合成润滑油就是在这种情况下应运而生的 它产生于 20 世纪 30 年代,70 年代西方国家的两次能源危机加速了它的研究和推广, 随后在民用工业, 尤其是汽车工业上的应用取得了良好的节能效果和经济效益 与矿物油相比, 合成润滑油的价格要高许多 但是工业的飞速发展, 越来越紧凑的传动部件 设备结构, 高温 高压 高速等越来越苛刻的工作条件, 对润滑油提出了更高的要求 : 工作温度范围更宽, 润滑特性更好, 使用寿命更长, 对机件的保护更好等, 而且在环保方面, 政府 社会对润滑油的使用也越来越严格 : 减少废油的排放和处理 环境友好 可生物降解等, 再加上石油资源的日益紧缺, 都为合成油的使用提供了广阔空间 合成油六大金刚合成油虽然历史不长, 但它是高科技产品, 发展很快, 家庭成员也颇多 根据合成润滑油基础油的化学结构, 已工业化生产的合成油分为下面的六大类 : 142

15 酯类油 : 双酯, 多元醇酯, 复酯 合成烃类油 : 聚 α - 烯烃, 烷基苯, 聚异丁烯, 合成环烷烃 聚醚类油 : 聚乙二醇醚 聚丙二醇醚或乙丙共聚醚等 硅油 : 甲基硅油 乙基硅油 甲基苯基硅油 甲基氯苯基硅油 硅酸酯 磷酸酯类油 : 烷基磷酸酯 芳基磷酸酯 烷基芳基磷酸酯等 含氟油 : 氟碳 氟氯碳 全氟聚醚 氟硅油 各类合成润滑油的化学结构不同, 结构决定性质, 所以性能也各具特色, 甚至有些合成油的某些性能还不如矿物油好, 如硅油的润滑性就比矿物油差, 所以每种合成润滑油都有各自的适宜用途范围 酯类油, 优点很多 : 润滑性能优良, 粘温特性好, 粘度指数高 ( 部分可达 150 以上 ), 凝点低 ( 有的可达 -60 ), 低温流动性以及低温启动性好, 闪点高 ( 大于 200 ), 挥发性低, 耐热性好, 结焦少 氧化安定性好, 而且能与矿物油及大多数合成油相溶, 对添加剂也有良好的感受性, 无毒 抗磨, 可生物降解, 不会造成环境污染等 缺点是与密封材料及涂料的相容性差, 水解安定性差, 防腐性一般 酯类油是专门为解决燃气涡轮发动机润滑要求而研制的, 因此主要用作航空发动机油 同时由于其良好的性能, 也被广泛地用作内燃机油 压缩机油 冷冻机油 高速齿轮油 金属加工液以及润滑脂基础油等, 是目前应用最广的三大合成油之一 合成烃类油, 是由碳和氢两种元素组成的合成油, 因此除具有与矿物油相同的性能外, 还具有许多优于矿物油的特性, 具体表现为 : 良好的润滑性能, 粘温特性好, 粘度范围宽, 粘度指数高 (120~160 之间 ), 凝点低 ( 有的可达 -80 ), 低温流动性好, 闪点高 ( 大于 235 ), 挥发性低, 热氧化安定性好, 结焦少, 抗水解能力强, 能与矿物油及其它合成油相溶, 对添加剂感受性好 低温启动性能好, 因此特别适用于低温及寒区机械使用 而且无毒, 成本较低 合成烃类油的缺点是 : 与密封材料 ( 尤其是氯丁橡胶 ) 相容性差, 抗磨性能不及矿物油 聚醚油和酯类油, 且不能生物降解 目前主要用作 : 喷气发动机油 多级内燃机油 齿轮油 冷冻机油 汽轮机油 仪表油 低温以及寒区机械的各种润滑材料, 同时还可作为润滑脂基础油等 是目前用量仅次于聚醚类油且增长速度最快的一类合成润滑油 聚醚类油, 它们的优点是具有良好的润滑性能, 粘温特性好, 粘度指数高 ( 在 135~180 之间 ), 凝点低 ( 有的可达 -65 ), 低温流动性好, 挥发性低, 使用温度高 ( 可达 220 ), 高温下氧化不生成沉淀物, 剪切安定性好, 对金属和橡胶的作用小, 而且无毒 难燃 此外聚醚的逆溶性, 是金属加工液理想的组分, 可生物降解 不污染环境 缺点是与矿物油及其它合成油溶解性差, 氧化安定性及热安定性差, 对涂料有侵蚀性, 对添加剂感受性一般 目前, 聚醚类油除用作喷气发动机油外, 还作为 : 齿轮油 真空泵油 压缩机油 刹车油 难燃液压油 高温润滑油 橡胶工业用油 金属加工液等, 在民用工业中得到广泛的应用, 是用途最广 用量最大的一类合成润滑油 硅油最突出的优点是具有优良的粘温特性, 即在宽温度范围内粘度变化很小 同时还具有良好的高低温性能 : 闪点高达 300 以上, 且热稳定性好, 挥发性低 凝点低 (-60 以下 ), 低温流动性好 此外, 化学稳定性高 氧化安定性和剪切安定性好, 能与密封材料 塑料和涂料等相容, 电绝缘性好, 无毒, 无腐蚀性, 憎水 抗燃 硅油的缺点是润滑性能差, 尤其是在钢 - 钢金属表面上滑动摩擦时边界润滑性不好, 因此其极压抗磨性能很差, 同时由于其对添加剂的感受性较差, 故难于通过添加剂来改善其润滑性能 另外与矿物油及其它合成油的相溶性差 143

16 目前, 硅油主要作为航空和航天工业的润滑材料 此外还用作 : 导热油 电器用油 特种液压油 传动液 制动液以及润滑脂基础油等 磷酸酯类油 : 具有优良的抗燃性和润滑性是其最大的优点, 闪点和自燃点分别高达 235 和 600, 且挥发性低, 是抗燃油的最理想的材料, 此外还具有低温流动性好, 耐辐射等特点 但其缺点是粘温特性差, 易水解, 抗腐蚀性一般, 只能与少数密封材料相容, 价格较贵 目前主要作为高温 高压工作环境下的用油, 如抗燃液压油 抗燃汽轮机油 高温润滑油等 含氟油 : 突出的化学稳定性是含氟油最显著的特点 此外还具有热稳定性 不燃性, 耐辐射性 低温流动性 低挥发性 抗磨性以及工作温度范围大, 与金属 密封材料 涂料相容等优点 其缺点是粘温特性一般 抗腐蚀性差, 不于其它油类相溶, 对添加剂感受性差 目前主要用于 : 原子能 火箭技术 制氧等工业的润滑 此外还可作为 : 仪表油 液压油 真空泵油 变压器油以及压缩机油等应用 合成润滑油独具优势不难看出, 现在及未来液体润滑剂的应用发展方向是合成油 这是因为它具有很多优点, 性能出众, 优势明显 具有较好的高温性能一般合成油的热稳定性都很好, 在很高的温度下才会分解, 闪点及自燃点高, 不易着火, 比矿物油具有更为优良的高温性能, 允许在较高的温度下使用 氧化稳定性较好由于合成油在高温下的稳定性较好, 加入抗氧剂后, 其热氧化稳定性也很好, 在高温下不易发生氧化反应, 因此合成油比矿物油的使用温度高 具有优良的粘温性能和低温性能大多数合成润滑油的粘度随温度的变化小 在高温时粘度相同, 但在低温时, 大多数合成油的粘度比矿物油小, 倾点 ( 或凝点 ) 比矿物油低, 这就使合成油可在较低温度下使用 具有较低的挥发性与相同粘度的矿物油相比, 合成油的挥发性较低 这是因为合成油一般是一种纯化合物, 其沸点范围较窄, 而矿物油是一段馏分油, 其中既含有小分子, 又含有大分子, 在一定温度下, 其轻馏分 ( 小分子 ) 易挥发 挥发性大的油品耗油量高, 而且由于其轻组分的挥发损失而使油品变粘, 基本性能发生变化, 从而影响油品的使用寿命 优良的化学稳定性卤碳化合物, 包括全氟碳油 氟氯碳油 氟溴油 聚全氟烷基醚等, 具有极好的化学稳定性, 这是矿物油和其它类型合成油所不能比拟的 在 100 下, 全氟碳油 氟氯碳油和聚全氟烷基醚油不与氟气 氯气 硝酸 98% 的硫酸 王水 铬酸洗液 高锰酸钾 30% 的过氧化氢溶液和 20% 氢氧化钾溶液起作用 氟油与火箭的液体燃料及氧化剂, 如烃类燃料和偏二甲肼 二乙基三氨 过氧化氢 红色发烟硝酸及液氧等不起反应, 但氟油可与融化的金属钠发生猛烈反应 氟油的这种优良的化学稳定性在国防及化学工业中具有特殊重要的使用价值 抗燃性某些合成油具有优良的抗燃性 磷酸酯虽然本身闪点并不高, 但是由于没有易燃和维持燃烧的分解产物, 因此不会造成延续燃烧 即使在温度高于 700, 有火源存在的条件下, 磷酸酯可能会燃烧, 但它不传播火焰, 一旦火源切断, 燃烧立即停止 所以磷酸酯具有抗燃性, 可以用作航空液压油和工业抗燃液压油 聚醚本身并不抗燃, 但它可与水以任意比例混合, 在着火的情况下, 由于其中的水大量蒸发, 水蒸汽隔绝了空气, 从而达到阻止燃烧的目的 全氟碳油在空气中根本不燃烧 聚全氟烷基醚油甚至在纯氧中也不燃烧 这些合成油的 144

17 优良的抗燃性对航空 航天 冶金 煤炭和发电等工业部门具有极其重要的使用价值 抗辐射性在强辐射条件下, 润滑油会释放出气体, 同时油品变粘, 最后会形成胶冻 酯类油 聚 α - 烯烃与矿物油相近, 硅油 磷酸酯的耐辐射性低于矿物油, 含苯基的合成油, 例如, 烷基化芳烃 聚苯和聚苯醚, 抗辐射性能最好 从上面看来, 与矿物油相比, 合成油具有一系列的优良性能, 能够满足矿物油所不能胜任的工况要求 但我们也知道, 某种合成油可能具有某种特殊优点, 但没有一种油品能在各方面都很优异, 因此, 选用合成油时要熟悉它们的结构特点和性能优缺点, 进行慎重选择, 必要时还要经过试验, 做到扬长避短 什么情况下选用合成润滑油合成油的价格要比矿物油的价格贵许多, 但其性能更好, 使用寿命更长, 因此, 在什么情况下必须选用合成油, 什么情况下又可以不用呢? 需要综合考虑经济因素 必须使用 例如 : 新的不含氯的制冷剂 R134a, R407C, R410A 等, 由于与矿物油不相容, 必须使用多元醇酯或聚醚型冷冻机油, 如 : 大型制冷机组 冰箱 空调 车用空调的制冷压缩机油 工作条件很恶劣, 使用合成油马上能体现矿物油无法比拟的优势 例如 : 风力发动机齿轮油, 水泥 电厂等重工行业的齿轮箱油, 超高压聚乙烯压缩机油, 高压 大排量的螺杆空压机油 高温链条油等 目前主要使用矿物油, 对用户来说, 合成润滑油很昂贵, 而且不是非用不可, 但实际上, 使用合成润滑油具有非凡的经济意义 环保 生物降解, 减少环境污染, 通常来说, 政府或社会组织更为关心 例如 : 生物降解液压油, 生物降解齿轮油, 生物降解变压器油等 目前在国内, 合成润滑油的使用场合主要为前两类, 但随着用户对润滑油的认知程度更高, 对总成本 总的经济效益更为关注, 第三类的需求会逐渐增大 同时政府和社会组织也都认识到 : 经济的发展不能以牺牲环境为代价, 所以, 在若干年内, 国内也会产生第四类需求润滑脂 - 变稠的润滑油润滑脂是润滑剂中的一大类, 是将稠化剂分散于润滑剂中而形成的稳定的固体或半固体产品, 是一种稠化了的润滑油, 其产量约占润滑油产量的 5% 左右 虽然所占比重不大, 但由于性能特殊, 很早就为人们熟悉并广泛使用在机械 航空 汽车 国防等各个行业 伴随着社会各个行业的不断进步, 润滑脂的品种与质量也得到了发展 图 5.10 润滑脂依据考古发现, 早在公元前 1400 年的古代埃及人, 就已经学会将石灰混合植物油来润滑战车的轮轴了, 但是现代意义上的润滑脂的出现却是在工业革命以后 炼油技术的兴起, 使得矿物油替代了植物油, 作为润滑脂基础油得到应用 在 1872 年出现了钠基脂 肥皂稠化矿 145

18 物油, 随后出现了钙基脂 铝基脂 复合钙基脂等 二战后, 各国纷纷加大在特种润滑脂方面的技术投入, 特别是冷战结束后更多的高新技术在民用润滑脂领域获得应用, 这其中包括各种合成基础油 特殊功能的添加剂 新型稠化剂等新材料的应用 这些新材料在新型润滑脂配方中的广泛应用, 使得润滑脂的性能也随之大大提高 润滑脂的成分润滑脂是由基础油 稠化剂和添加剂包括填料组成的一种胶体状物质 基础油与润滑油的基础油一样是液体润滑剂, 有矿物油和合成润滑油之分, 是润滑脂的主体组分 稠化剂是关键组分, 是一些均匀分散在基础油中的固体物质, 可以是一些金属皂 微细无机物 有机物等, 他们的共同作用是将基础油吸附在一起, 将流体状的基础油稠化成半固体半流体状的胶体物质 稠化剂分为皂基和非皂基两大类 皂基稠化剂是指脂肪酸金属皂, 例如脂肪酸钙 钠 锂和铝等 非皂基稠化剂有石蜡和地蜡 膨润土和硅胶 聚脲 聚四氟乙烯 全氟乙烯丙烯共聚物等 添加剂的加入则是为了改善润滑脂某些性能, 与润滑油添加剂一样, 比如说可加入胶溶剂 抗氧剂 极压抗磨剂 防锈剂 防水剂和丝性增强剂等 润滑脂的家庭成员润滑脂的分类方法有很多, 目前国内外最常用的分类方法是按其中的稠化剂分类 按照稠化剂类型的润滑脂 润滑脂分类 稠化剂类型 典型的稠化剂 皂基润滑脂 碱 ( 碱土 ) 金属的 脂肪酸皂 单皂 : 钙皂 钠皂 锂皂 铝皂 铅皂 钡皂等 复合皂 : 复合锂 复合铝 复合钙 复合磺酸钙 复合钡等 非皂基润滑脂 烃基润滑脂 有机稠化剂 无机稠化剂 烃基稠化剂 对苯二甲酸酰胺盐 聚脲 染料 颜料 PTFE 等 膨润土 硅胶 炭黑 石墨 二硫化钼 氮化硼等 地蜡 石蜡 石油脂等 按被润滑的机械元件分类 : 轴承脂 齿轮脂 链条脂等 按用脂的工业部门分类 : 汽车脂 铁道脂 钢铁用脂等 按使用的温度分类 : 低温脂 普通脂和高温脂等 按应用范围分类 : 多效脂 专用脂和通用脂 按基础油分类 : 矿物油脂和合成油脂 按承载性能分类 : 极压脂和普通脂 按稠度分 : 共 9 个等级, 数字越大, 越稠 润滑脂的独特之处润滑脂特殊的胶体结构使其具有不同于润滑油的根本特点就是触变性, 即当施加一个外力时, 润滑脂在流动中逐渐变软, 表观粘度降低, 但是一旦处于静止, 经过一段时间很短后, 稠度再次增加恢复 润滑脂的这种特殊性能, 决定了它可以在不适于用润滑油润滑的部位润滑, 从而显示出它的优良性能 润滑脂的优点 : 润滑脂润滑无需复杂的密封 冷却装置和供油系统, 可降低设备维护费用 润滑脂的粘附性使其在摩擦表面上的保持力强, 因而抗水 密封性和抗漏失性能突出, 146

19 可以在密封不良甚至敞开的摩擦部件上使用 润滑脂使用寿命长, 供油次数少, 无需经常添加 润滑脂的油膜厚度比润滑油厚, 摩擦系数比润滑油低, 可节约动力消耗 润滑脂的承载 减震和降噪能力好润滑脂的使用温度范围比润滑油宽 润滑脂的特殊胶体结构使得其与润滑油相比具有自身的缺点, 具体表现有 : 润滑脂是半固体, 常温下不流动, 所以摩擦部件上加脂 换脂和清洗困难 混入的水分 灰尘 磨屑难以分离出来 若是润滑油, 杂质一般沉在下部, 通过滤油器很容易除掉 搅拌阻力较大, 因而发热量较大, 冷却效果差 但是这里应注意一点, 这同润滑方式有密切的关系 如润滑油采用全浸 ( 或半浸 ) 式的油浴来润滑, 用脂反而比用油消耗的功率小 对高转速不太适用 正确选择润滑脂 首先要根据润滑脂的用途进行选择 : 润滑脂主要有三种用途 : 减摩 防护和密封 看需要涂润滑脂的部位, 润滑脂所要起的作用以哪一个为主, 来选择符合要求的润滑脂 在实际使用中, 更可能是三种功能的交叉兼顾 如轴承 齿轮的润滑, 机床设备 钢缆等的防护, 真空或高压系统阀门 丝扣 活塞等部件的密封等 了解润滑脂的使用目的是正确选用润滑脂的首要条件 根据设备的工况条件选择相应的润滑脂任何设备的工作都是在一定的条件下进行的 了解润滑脂使用部位的工况条件是合理选用润滑脂的关键, 涉及工况条件的最主要因素包括温度 速度 负荷 设备所处环境 润滑脂接触的介质 润滑方式等 温度因素, 是影响润滑脂使用效果的首要因素 对于在室内使用的机器轴承, 如机床 间断启动的电机 手动工具 仪表和精密机械等, 一般工作温度范围为 10~15 对于运输机械 建筑机械 农业机械等室外工作的机械轴承, 一般工作温度随大气温度变化而变化 我国地域广阔, 温度变化范围大, 大多数地区大气温度变化从 -40~40 当然, 也有很多极端工况, 温度极高或是极低 一般说来, 矿物油适用温度范围为 -30~120, 合成烃和酯类油适用温度范围为 -50~180, 硅油的适用温度范围为 -70~250 氟醚油的适用温度范围则可以达到 -85~300 当然, 除了基础油以外, 不同的稠化剂类型和添加剂体系也会对润滑脂的适用温度范围 尤其是高温性能产生限制或提高 合成润滑脂的最低极限温度是 -80 速度因素轴承的运转速度很快, 离心作用会将润滑脂直接甩出, 造成润滑不良, 高速轴承在其磨合阶段还会因为较大的摩擦磨损造成过度温升, 使得润滑脂加剧氧化变质, 造成润滑失效 许多大电机经常发生所谓的 抱轴 事故, 就是因为润滑脂满足不了速度要求, 运转很短时间就发生润滑不良, 造成轴承突然烧坏 所以, 高速轴承必须选择较高稠度的润滑脂以防止润滑脂因剪切变稀引起的流失 负荷因素矿石粉碎机 球磨机等机械的轴承受到较大的冲击负荷 ; 大型电机的锭子重量在成吨以上, 所以轴承负荷是比较大的 ; 齿轮所传递的力都是比较大的 ; 还有涡轮蜗杆等都是承受较大的负荷 在这些部位选用润滑脂必须考虑抗磨性和极压性 设备的工作环境矿山 冶金 油田 化工设备多接触水淋 粉尘 酸碱 油料等有害介质 ; 航天 核工业等行业的设备则必须要考虑辐射对润滑材料的降解作用 ; 家用电器 办公设备则必须考虑 147

20 设备本身所产生的噪音对环境的影响问题 针对不同的设备工作环境和接触介质, 在选择润滑脂的时候, 必须参考润滑脂的抗水淋性能 耐酸碱试验 耐油试验 噪音性能等技术指标来进行选择判断 润滑方式的影响润滑的加注方法, 有人工加注和泵集中加注两种方法 涂抹或填充 脂枪加注 脂杯加注等都为人工加注 汽车上使用润滑脂时, 都采用人工加注, 如轮毂轴承采用人工填充法, 钢板弹簧用人工涂抹法, 钢板弹簧销等 ( 设有注油嘴 ) 采用脂枪加注法等 有些润滑设备采用集中加注法, 比如说潜艇的首尾升降活动关节, 这些部位均在仓外, 当潜艇在水下工作时, 无法向这些部位加注润滑脂, 因此就采用舱内通过管道向这些部位定时定量通过压力输送润滑脂进行润滑 工业上也广泛使用这种润滑方式 对于一些精密仪器仪表的密封轴承, 一般要求润滑脂能够达到全寿命润滑, 即一次加脂, 终生润滑 要满足这样的润滑要求则必须考虑综合性能优异的合成润滑脂 经济因素除了考虑技术方面的因素以外, 还必须会算经济账 即通过润滑脂使用代用, 所带来的费用支出增加与所可能带来的经济效益的比对, 判断所选用润滑脂是否可以为企业带来效益, 这也是润滑脂选用的前提之一 一般情况下, 润滑脂在厂矿企业设备的运行成本中所占比例非常小, 采用高性能润滑脂, 虽然在润滑脂价格上会有所提高, 但由于其使用寿命长, 在减少维修费用 提高开工率与生产效率等方面所带来的收益往往会大得多 参考说明书, 正确选用润滑脂各种机械设备都有说明书, 一般来说对所使用的润滑剂也有说明, 只要按照说明书执行就可以了 但值得注意的是, 要对最新的先进的润滑脂有所了解, 以便及时的更新换代, 而不是墨守陈规 当然各种润滑脂也都有说明书, 大致规定了组成 理化性能 适用的温度范围 适应的工作条件等 我们可以参考说明书选择合适的润滑脂 但同时我们也应注意, 一些企业或某些推销人员, 为了推销其产品, 可能对某些性能做了夸大 润滑脂之歌润滑脂的品种繁多, 要慎重选择 有意思的是, 为了方便记忆各种润滑脂的性能用途, 连云港变压器厂的宋正忠编写下面这首 润滑脂歌, 朗朗上口, 学了后很快就掌握了各种润滑脂的主要性质了 全歌分四段, 第一段介绍了润滑脂的分类及类别, 二段介绍各种润滑脂最常用的耐水 耐温性和使用 储存注意事项, 第三段介绍了各种润滑脂的极压性和承载特性, 第四段介绍一些其它特性 复钙合铝钠锂钡, 压延钙钠和石墨 二硫化相凡士林, 上十下二分皂非 1 钙铝耐水不耐温, 含钠正好反过来 2 锂基取代钙钠基, 只是析油很难防 混合使用难长寿, 钡钙复合也难藏 3 极压性化钼, 压延机脂不示弱, 抗负荷相当, 吸附耐磨却难及, 号数越大脂越硬, 承载熔点当然高,4 石墨钡基做粗活, 其余 3 号抗中载 5 复合钙铝最安定, 钙基胶体也安定, 腐蚀不用皂基脂, 抗尘最好用石墨 612 中熔点, 使用起来少 26, 轴承爱用短纤维, 只填三一至四一 6 148

21 注 1 表示润滑脂根据稠化剂 ( 一般润滑脂由稠化剂 基础油 添加剂组成 ) 分为二类 复合钙基脂 钙基脂 复合铝基脂 铝基脂 钠基脂 锂基脂 钡基脂 压延机脂 钙钠基脂和石墨钙基脂等十种为皂基润滑脂, 二硫化钼润滑脂和凡士林为非皂基润滑脂 ; 2 凡含钙和铝的润滑脂都耐水不耐温, 而含钠的润滑脂正好相反, 当然钙钠基脂介于两者之间 ; 3 锂基脂性能优于钙基脂 钠基脂 钙钠基脂, 可取代之, 只是存放时有析油现象, 不可用太大的容器存放, 少量析油, 搅匀后仍可用 虽然锂基脂寿命很长, 但不可与其它脂混合使用 钡基脂和复合钙基脂难以久存 ; 4 二硫化钼润滑脂和压延机脂的极压性和抗负荷性能都很好, 但在吸附性和耐磨性方面后者远不及前者 ; 5 石墨钙基脂和钡基脂承载力大但不适合精密部件的润滑, 其余润滑脂, 一般 3 号用于中载 ; 6 复合铝基脂 复合钙基脂, 机械和胶体安定性均好, 钙基脂的胶体安定性也好, 皂基脂不抗腐蚀, 石墨钙基脂的抗尘性好 合成润滑脂合成润滑脂是将非皂基稠化剂分散在合成基础油中所形成的固体半流体产物, 其中可根据需要加入各种能改善特性的添加剂或填料 它是一类特殊环境下使用的润滑剂, 主要用于高空飞行器, 包括飞机 人造卫星 宇宙飞船和火箭等 20 世纪 30 年代石油一皂类润滑脂的研究达到了高潮 从 40 年代末到 50 年代初开发了合成润滑脂, 且使用添加剂来提高皂类润滑脂的各种性能 到 60 年代合成烃类 双醋类和硅油类的润滑脂获得了较大的发展, 这三类合成基础油具有优良的热氧化稳定性和粘温性, 能在宽温度范围内使用, 它们能满足石油润滑脂所不能满足的高温 高负荷 高转速 高真空和接触化学活性物质等苛刻条件 与此同时诸如氧化硅之类的无机物, 高熔点有机物和聚合物等非皂基稠化剂也相应的发展起来了 进入 70 年代后, 合成基础油和稠化剂的种类进一步增多, 产量逐步加大 目前国外所使用的合成基础油 ( 除作脂用外, 还直接用作润滑油 ) 主要是双酯类, 聚 a- 烯烃 聚烷基乙二醇 季戊四醇酯和磷酸酯类 使用较多的合成润滑脂是膨润土脂 微凝胶脂及脲基脂 膨润土脂是以含水的铝硅酸盐为主的膨润土作稠化剂 ( 经二甲基双十八烷基氯化铵表面处理 ), 微凝胶脂则是用含水的镁硅酸盐为主的汉克脱石作稠化剂, 常用的航空润滑脂, 大约有 2/3 以上的品种可用微凝胶稠化剂制成 ; 脲基脂多用胺与异氰酸酯反应得到的聚脲作稠化剂 全氟烷基聚醚脂是 70 年初才发展起来的一类新型润滑脂, 它在航天工业上用得比较多 例如美国阿波罗飞船运载火箭液体燃料及输氧系统的润滑, 采用的就是全氟烷基聚醚 聚四氟乙烯型润滑脂 至于靠近飞船引擎部位的润滑点, 一般则需用固体润滑材料, 如石墨 二硫化钼和氧化铅等才能达到要求 优良的多功能润滑脂, 常常需要多种添加剂配合使用, 才能达到满意的使用性能 润滑脂用的添加剂类型与润滑油相似, 但其结构性能要求更严格, 即添加剂的加入不能破坏脂的结构 以硅油润滑脂而言, 它所需要的添加剂是多方面的, 常用铁或稀土金属化合物来提高其高温稳定性, 用含氢聚硅氧烷来提高抗腐蚀能力, 用磷酸酯类和氮化硼等来增强抗磨和极压性 多年来的实践证明, 虽然合成润滑脂价格偏高, 但是由于其性能优良, 寿命长, 在一些特殊的工况条件下, 使用合成润滑脂可以使设备的检修期大大延长, 备品配件以及润滑剂的损耗可以减少, 因而其综合经济效益是十分可观的 所以, 合成润滑脂的应用也正以较快的速度由军工向民用工业扩展 随着我国国民经济的快速发展, 汽车 冶金 石化 纺织印染 家用电器等行业用脂正向高温 高速 重载 耐介质 长寿命方向发展, 这也带动了高性能的合成润滑脂的推广应用 149

22 特种润滑油脂成为 香饽饽 特种润滑油脂是指在某些性能上超出常规润滑油脂使用极限的特殊润滑油脂, 可满足特殊工况条件下的使用要求 随着润滑油脂市场竞争的加剧, 部分润滑油企业选择了转型或更新产品 产品品种集中在高温脂 低温脂及各种螺纹密封脂方面, 这些特种润滑脂的用量较少, 但利润相对于普通油品要好得多, 而且润滑效果好, 受到了众多企业和客户的追捧 现在越来越多的企业及设备管理师, 更加重视润滑油品的品质及机器设备的使用寿命, 也更加关注经济成本和润滑经济效益的综合效益, 现已很少看到 黄油到处可用 的现象, 特种润滑油品的市场在不断增大 神舟六号载人飞船成功发射并遨游太空 115 个小时后顺利返回, 开创了中国航天事业的新纪元, 举国欢腾, 石油化工科学研究院的广大科技人员也格外激动和高兴 作为 神六 的配套协作单位, 石科院研制生产的三种特种润滑油脂成功地应用于此次航天的全过程, 确保了飞船的平稳运行和安全返回 神舟六号载人飞船的发射系统及仪器舱等重要部位, 都需要特种润滑油脂 由于飞船是在复杂的太空环境中飞行, 所以使用单位中国空间技术研究院对所需特种润滑油脂提出了非常高的性能要求 它不仅要功耗低 寿命长, 而且要求所使用的润滑油必须具有优良的浸润性和低温启动性 良好的热氧化安定性和抗老化性等, 特别是在高真空度的条件下要具有较低的挥发性 ; 而对润滑脂的要求则是必须具有耐高温 抗辐射 抗化学介质和高极压等特性 正是由于航天专用油脂苛刻的技术指标和极高的质量要求, 所以目前世界上只有少数几个国家能够进行航天专用润滑油脂的研发和生产 兰州化物所结合国家发展需要, 先后发展了高低温航空润滑脂 高比重陀螺油 空间机械用润滑脂 润滑成膜膏等特种润滑油脂, 也是国内特种润滑油脂的主要研制单位之一 润滑油 KK-3 高低温润滑脂 多功能节能添加剂 高比重陀螺油 成膜膏 图 5.11 兰州化物所生产的特种润滑油脂 150