润滑脂基础知识(新版)

润滑脂基础知识(新版)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目录2021/2/72润滑脂定义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。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。2021/2/73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。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。2021/2/74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。2021/2/75润滑脂的组成基础油

(80-85%)润滑脂添加剂

(5-10%)稠化剂

(10-15%)2021/2/767基础油增稠剂添加剂矿物油合成油皂基非皂基单一皂基（钠,钙,锂,铝,钡等等）混合皂基复合皂基黏土,硅氧等等.聚合物碳黑抗氧化剂,防锈剂,抗磨损剂,极压剂,胶黏剂,填料,抗油皂分离剂润滑脂的详细组成2021/2/77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。2021/2/78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2021/2/79

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。

2021/2/710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—基础油

2021/2/711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2021/2/712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。皂化机理2021/2/71314锂基钠基钙基X30,000电子显微镜中的皂纤维2021/2/714

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

稠化剂的分类2021/2/715润滑脂的组成—添加剂

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2021/2/716润滑脂的分类方法-DIN51502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附加编号：-30 最低操作温度-30C2021/2/717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℃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第5个字母，A为非极压，B为极压润滑脂的分类方法-GB/T7361(ISO6743/9)2021/2/718NLGI–美国润滑脂学会-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-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润滑脂的分类方法-稠度分类锥入深度ASTMD-2172021/2/719NLGI润滑脂稠度等级锥入度(cm)NLGI等级应用444-475000半流体润滑脂400-43000355-3850中央润滑脂系统310-3401265-2952轴承润滑脂220-2503175-2054极少使用130-1605085-11562021/2/720

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

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.润滑脂的重要特性2021/2/721润滑脂与润滑油的比较稠度与剪力有关机器系统不需要复杂的密封,泵,循环,贮藏装置在机器停止操作以后仍可维持长时间的防锈功能不论机器的运作定向如何仍可停留在工作面上润滑脂粘度一般不受剪力影响机器系统需要密封,泵,循环,贮藏装置在长时间机器停止操作以后可能失去防锈作用在机器滚动或其它操作中可以被抛离工作面润滑油2021/2/722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油需要较频繁的添加对外物进入无密封作用通过循环起冷却作用只适合完全正确接合的部分润滑脂润滑油无/低流动-冷却功能低适合不完全正确接合的部分润滑脂与润滑油比较（续）2021/2/723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。

2021/2/724

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300，000mmr/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。

2021/2/725NLGI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。针入圆锥体润滑脂表面润滑脂杯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：ASTMD-217（针入圆锥体测试）或ASTM1831（润滑脂横向动稳性测试）。润滑脂特性——锥入度2021/2/726润滑脂特性-稠度的影响润滑脂稠度主要取决于增稠剂的含量基础油的粘度及添加剂对润滑脂的稠度影响甚微。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）。2021/2/727

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。

润滑脂特性-延长工作锥入度2021/2/728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°C250°C250°C90°C140°C260°C260°C温度计(油浴)润滑脂特性-滴点2021/2/729类型单锂锂复合物聚脲石灰皂无水钙钙复合物改性粘土滴点347°F482°F482°F194°F284°F500°F500°F类型单锂复合锂聚脲石灰皂无水钙复合钙改性黏土滴点175°C250°C250°C90°C140°C260°C260°C最高工作温度120°C至135°C150°C至175°C180°C至200°C60°C至70°C90°C至110°C190°C至220°C190°C至220°C润滑脂滴点与最高工作温度有关—但两者并非同一码事。润滑脂特性-滴点2021/2/730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。润滑脂特性-油脂分离性2021/2/731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润滑脂特性-极压性2021/2/732什么是铜片腐蚀?测试流程(DIN51759,ASTM-D130):测试的目的？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。本测试可以检验润滑脂防腐蚀的能力。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）。润滑脂特性-抗腐蚀性2021/2/733润滑脂的耐水性受几个工作温度影响：可通过实验来确定脂与水的相互作用：水冲(ASTMD-4049)水洗(ASTMD-1264)WetShellRoll(modASTMD-1831)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）添加剂润滑脂特性-抗水性2021/2/734利用铁质刮板将润滑脂涂抹在玻璃片上。然后将玻璃片放进试管中，加水至一半的润滑脂被水浸泡。试管被放进烘箱中规定的时间（DIN51807：40℃或90℃，3小时）。然后观察润滑脂，结果为0-3三个等级，0表示润滑脂毫无变化；3表示润滑脂已经部分或全部溶解，并与周围的水形成乳化液。这个润滑脂没有一点也没有乳化。润滑脂特性-抗水性2021/2/735

1、钙基润滑脂：抗水性好，但耐热性差，最高使用温度：60℃。价格：低。

2、钠基润滑脂：抗水性极差，耐热性和防锈性一般，一般使用在80℃左右，价格较低。

3、铝基润滑脂：防锈性好，耐热性和抗水性差，最高使用温度50℃，价格低。

4、通用锂基润滑脂：耐热性好、抗水性、防锈性好，最高使用温度120℃，价格适中。

5、极压锂基润滑脂：耐热性好、抗水性、防锈性好，极压性能好，最高使用温度120℃，适用于负荷较高的机械设备和轴承及齿轮的润滑。价格适中。

6、二硫化钼极压锂基脂：耐热性好、抗水性、防锈性好，极压性能好，最高使用温度120℃，适用于负荷较高或有冲击负荷的部件。价格适中。

市场上常见的润滑脂品种各有哪些特点？2021/2/7367、膨润土润滑脂：耐热性好、抗水性较好，防锈性差，最高使用温度在130℃左右，价格相对较高。

8、复合钙基润滑脂：耐热性、抗水性、防锈性好，机械安定性（抗剪切性）较好，最高使用在130℃左右，价格较高。

9、极压复合锂基润滑脂：耐热性、抗水性、防锈性、机械安定性、极压性好，最高使用在160℃，价格较高。

10、聚脲脂：耐热性好、抗氧化性好、抗水性好、极压性好、有较长的轴承寿命，还具有一定的抗辐射性，是一种新型润滑脂产品，目前国内还没有国标和行业标准。价格高。

市场上常见的润滑