汽车运行材料课件 第9章车用润滑脂

汽车与交通学院2012年 10月汽车运行材料汽车运行材料第九章第九章 车用润滑脂车用润滑脂 汽车运行材料 前言采用润滑油润滑，一般 需要相对密闭的空间，否则，会造成润滑油的流失。 需要相应的润滑系统保证润滑油到达润滑部位。但是，在机械设备上，有些场合不具备上述条件，比如大家都熟悉的自行车链条。那么怎么办呢？人们自然考虑：有润滑，但是不能流失。有润滑 需要润滑油；不流失 需要稠化剂。这样，润滑脂就应运而生。 汽车运行材料 前言润滑脂（ lubricating grease，俗称黄油、黄干油或黄黏油）是将稠化剂分散于液体润滑剂中所形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润滑脂某种特性的添加剂及填料。润滑脂在常温下可附着于垂直表面不流失，并能在敞开或密封不良的摩擦部位工作，具有其他润滑剂所不可替代的特点。因此，在汽车和工程机械上的许多部位都使用润滑脂作为润滑材料。 汽车运行材料 9.1 润滑脂的组成、分类和使用特点润滑脂主要是由稠化剂、基础油、添加剂三部分组成。 基础油的质量分数为 75 90， 稠化剂的质量分数为 10 20， 添加剂及填料的质量分数在 5以下。9.1.1润滑脂的基本组成 汽车运行材料 9.1 润滑脂的组成、分类和使用特点基础油是润滑脂分散体系中的分散介质，它对润滑脂的性能有较大影响。一般润滑脂多采用中等黏度及高黏度的石油润滑油作为基础油，也有一些为适应在苛刻条件下工作的机械润滑及密封的需要，采用合成润滑油作为基础油，如酯类油、硅油、聚 -烯烃油等。1.基础油 汽车运行材料 9.1 润滑脂的组成、分类和使用特点稠化剂是润滑脂的重要组分，分散在基础油中并形成润滑脂的结构骨架，使基础油被吸附和固定在结构骨架中。润滑脂的抗水性及耐热性主要由稠化剂所决定。用于制备润滑脂的稠化剂有两大类： 皂基稠化剂（即脂肪酸金属盐）； 非皂基稠化剂（烃类、无机类和有机类）。皂基稠化剂分为单皂基（如钙基脂）、混合皂基（如钙钠基脂）、复合皂基（如复合钙基脂）三种。 90的润滑脂是用皂基稠化剂制成的。2.稠化剂 汽车运行材料 9.1 润滑脂的组成、分类和使用特点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，如甘油与水等。钙基润滑脂中一旦失去水，其结构就完全被破坏，不能成脂，如甘油在钠基润滑脂中可以调节脂的稠度。另一类添加剂和润滑油中的一样，如抗氧、抗磨和防锈剂等，但用量一般比润滑油中多。有时，为了提高润滑脂抵抗流动和增强润滑的能力，常添加一些石墨、二硫化钼和碳黑等作为填料。3.添加剂与填料 汽车运行材料 9.1 润滑脂的组成、分类和使用特点润滑脂的制备工艺因其种类不同而各异，但其基本目的是将稠化剂与基础油分散均匀制成均一体系的润滑脂。不同类型的稠化剂和基础油就应采用不同的分散方法，选择不同的分散条件。图示为制备皂基润滑脂的工艺过程，其主要工序是皂化、成脂、冷却和研磨。 汽车运行材料 9.1 润滑脂的组成、分类和使用特点润滑脂品种复杂，牌号繁多，可按组成和用途来进行分类。9.1.2润滑脂的分类 汽车运行材料 9.1 润滑脂的组成、分类和使用特点GB/T7631.8-1990润滑剂和有关产品适用于润滑各种设备、机械部件、车辆等所有种类的润滑脂，不适用于特殊用途的润滑脂。润滑脂属于 L类（润滑剂和有关产品）的 X组（润滑脂）GB/T7631.8 1990仅仅是提供润滑脂按操作条件分组的一个代号，而这个代号是由 5个大写英文字母组成的，每个字母都有特定的意义。字母 1： X系指润滑脂的组别代号；字母 2：系指最低操作温度；字母 3：系指最高操作温度 G；字母 4：系指在水污染的操作条件下，其抗水性能和防锈水平；字母 5：系指在高负荷或低负荷场合下的润滑性能。 汽车运行材料 9.1 润滑脂的组成、分类和使用特点GB/T7631.8-1990润滑剂和有关产品例如，通用锂基润滑脂，润滑脂固定代号字母 1为 X；最低操作温度： -20 ，字母 2为 B；最高操作温度： +120 ，字母 3为 C；水污染：水淋流失量不大于 10，说明能经受水洗，字母 4为 H；负荷条件：低负荷，即不具有极压性，字母 5为 A；稠度等级： 1号、 2号、 3号。故通用锂基润滑脂的分类代号为： L -XBCHA1， 2， 3。 汽车运行材料 9.1 润滑脂的组成、分类和使用特点1）在金属表面具有良好的黏附性，不易流失；在不易密封的部位使用，可简化润滑系统的结构。 2）抗碾压，在高负荷及冲击负荷作用下，仍有良好的润滑能力。3）润滑周期长，不需经常补充、更换，而且对金属部件具有一定的防锈性，相对地降低了维护费用。 4）适用的温度范围较宽，适用的工作条件也较宽。9.1.3润滑脂的使用特点所以，车辆上不宜用液体润滑剂的部位如轴承、传动轴花键等，均使用润滑脂。但润滑脂有黏滞性大、运转阻力大、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也受到一定限制。 汽车运行材料 9.2 润滑脂的使用性能指标在规定的剪力或剪速下，测定润滑脂结构体系变形程度以表达体系的结构性，即为稠度的概念。稠度是一个与润滑脂在所润滑部位上的保持能力和密封性能，以及与润滑脂的泵送和加注方式有关的重要性能指标。润滑脂的稠度等级可用锥入度来表示。 9.2.1稠度 汽车运行材料 9.2 润滑脂的使用性能指标润滑脂的锥入度测定可按 润滑脂锥入度测定法 （ GB/T2691991）规定，采用润滑脂和石油脂锥入度试验器进行。 汽车运行材料 9.2 润滑脂的使用性能指标温度对于润滑脂的流动性具有很大影响，温度升高，润滑脂变软，使得润滑脂附着性能降低而易于流失。另外，在较高温度条件下还易使润滑脂的蒸发损失增大，氧化变质与凝缩分油现象严重。润滑脂失效的主要原因，大多是由于凝胶的萎缩和基础油的蒸发损失所致，即润滑脂失效过程的快慢与其使用温度有关。高温性能好的润滑脂可以在较高的使用温度下保持其附着性能，其变质失效过程也较缓慢。9.2.2高温性能 汽车运行材料 9.2 润滑脂的使用性能指标润滑脂的高温性能可用滴点、蒸发度和轴承漏失量等指标进行评定。润滑脂的滴点是指其在规定条件下达到一定流动性时的最低温度，以 表示。润滑脂的滴点可按 GB/T4929 1985 润滑脂滴点测定法 的规定，采用润滑脂滴点测定仪进行测定。 汽车运行材料 9.2 润滑脂的使用性能指标润滑脂的蒸发度是指在规定条件下蒸发后，润滑脂的损失量所占的质量百分数。润滑脂基础油蒸发损失，会使润滑脂中的皂基稠化剂含量相对增大，导致脂的稠度发生变化，使用时内摩擦增大，影响润滑脂的使用寿命。GB/T7325 1987规定采用润滑脂和润滑油蒸发损失测定仪进行测定。SH/T0337 1992规定采用润滑脂蒸发度测定器进行测定。 汽车运行材料 9.2 润滑脂的使用性能指标由于润滑油的黏度随温度的升高而减小，所以同一种润滑油，由于温度不同，黏度也不同，这种特性称之为黏温特性。润滑脂的黏温特性则要比润滑油复杂，因为润滑脂结构体系的黏温特性还要随剪力的变化而改变。润滑脂在一定温度条件下的黏度是随着剪切速率而变化的变量，这种黏度称之为相似黏度，单位为： Pas。润滑脂中相似黏度随着剪切速率的增高而降低。但当剪切速率继续增加，润滑脂的相似黏度接近其基础油的黏度后便不再变化。润滑脂相似黏度与剪切速率的变化规律称为黏度 -速度特性。9.2.3低温性能 汽车运行材料 9.2 润滑脂的使用性能指标SH/T0048 1991规定了润滑脂相似黏度的测定方法，采用润滑脂相似黏度测定器进行测定。 汽车运行材料 9.2 润滑脂的使用性能指标涂在相互接触的金属表面间的润滑脂所形成的脂膜，能承受来自轴向与径向的负荷，脂膜具有的承受负荷的特性就称作润滑脂的极压性。一般而言，在基础油中添加了皂基稠化剂后，润滑脂的极压性就增强了。在苛刻条件下使用的润滑脂，常添加有极压剂，以增强其极压性。9.2.4极压性与抗磨性 汽车运行材料 9.2 润滑脂的使用性能指标SH/T0202 1992 润滑脂极压性能测定法（四球机法） 规定了润滑脂极压性能的测定方法，采用四球摩擦试验机进行测定。该方法用综合磨损值和烧结点来表示润滑脂极压性能。综合磨损值也称负荷一磨损指数，是用四球法测定润滑剂极压性能时，在规定条件下得到的若干次修正负荷的平均值。 烧结点也称烧结负荷，是指在规定条件下使钢球发生烧结的最低负荷（ N）。 汽车运行材料 9.2 润滑脂的使用性能指标润滑脂通过保持在运动部件表面间的油膜，防止金属对金属相接触而磨损的能力称为抗磨性。润滑脂的稠化剂本身就是油性剂，具有较好的抗磨性。在苛刻条件下使用的润滑脂，添加有二硫化钼、石墨等减磨剂和极压剂，因而具有比普通润滑脂更强的抗磨性，这种润滑脂被称为极压型润滑脂。 汽车运行材料 9.2 润滑脂的使用性能指标润滑脂的抗水性表示润滑脂在大气湿度条件下的吸水性能，要求润滑脂在贮存和使用中不具有吸收水分的能力。润滑脂吸收水分后，会使稠化剂溶解而致滴点降低，引起腐蚀，从而降低保护作用。有些润滑脂，如复合钙基脂，吸收大气中的水分还会导致变硬，逐步丧失润滑能力。润滑脂的抗水性主要取决于稠化剂的抗水性与乳化性。汽车与工程机械在使用过程中，底盘各摩擦点可能与水接触，这就要求润滑脂具有良好的抗水性。抗水性差的润滑脂吸收大气中水分或遇水后往往造成稠度降低送至乳化而流失。9.2.5抗水性 汽车运行材料 9.2 润滑脂的使用性能指标SH/T0109 1992规定了用抗水淋性能测定法测定润滑脂抗水性的方法，采用润滑脂抗水淋性能测定器进行测定。 汽车运行材料 9.2 润滑脂的使用性能指标防腐性是润滑脂阻止与其相接触金属被腐蚀的能力。润滑脂的稠化剂和基础油本身是不会腐蚀金属的。使润滑脂产生腐蚀性的原因很多，主要是由于氧化产生酸性物质所致。一般而言，过多的游离有机酸、碱都会引起腐蚀。腐蚀试验就是检测润滑脂是否对金属有腐蚀作用，测定的方法有好几种，试验条件也各异，但都是在一定温度和试验时间下，通过观察金属片上的变色或产生斑点等现象来判断润滑脂腐蚀性的大小。9.2.6防腐性 汽车运行材料 9.2 润滑脂的使用性能指标SH/T0331 1992 润滑脂腐蚀试验法 采用 100 ， 3h，铜片、钢片进行测定。GB/T7326 1987 润滑脂铜片腐蚀试验 规定了润滑脂对铜部件防腐蚀性测定方法，使用润滑脂铜片腐蚀测定器，采用 100 ， 24h，铜片进行测定，分甲法与乙法。甲法是将试验铜片与铜片腐蚀标准色板进行比较，确定腐蚀级别；乙法是检查试验铜片有无变色。 汽车运行材料 9.2 润滑脂的使用性能指标GB/T5018 1985 润滑脂防腐蚀性试验法 规定了润滑脂防腐蚀性能的试验方法，采用润滑脂防腐蚀性测定仪进行测定。 汽车运行材料 9.2 润滑脂的使用性能指标胶体安定性是指润滑脂在贮存和使用时避免胶体分解，防止液体润滑油析出的能力。润滑脂发生皂油分离的倾向性大则说明其胶体安定性不好，