《润滑脂基础》PPT课件.ppt

Grease & Specialties 工业润滑油培训,GREASE WORKSHOP(1),润滑脂基础,润滑与摩擦,BL=边界润滑 ML=混合润滑 EHL=弹性流体润滑 HL=流体润滑,流体润滑,金属表面能被润滑油完全分隔开，摩擦表面间存在0.00010.1mm厚的连续润滑油膜，支撑负荷,流体润滑,弹性流体润滑,边界润滑,油膜极薄或不连续，存在微小局部金属摩擦面接触。润滑分子膜仅有几层，摩擦系数达到0.010.1。,边界润滑,润滑状态示意,工作温度下的基础油粘度是润滑状态的主要决定因素,润滑脂的定义,润滑脂的定义（ASTM） 润滑脂是将一种或几种稠化剂分散到一种或几种液体润滑剂中而形成的固体到半固体的产物 可以包含其它能增加特殊性能的成份 涵盖矿物油与合成油以及所有种类的稠化剂 不包括无稠化剂的产品，例如固体石蜡、动物脂肪等，尽管其外观类似于润滑脂,润滑脂的组成,润滑脂的基础油,润滑脂的润滑性能主要取决于基础油，包括矿物油及合成油。 基础油粘度低的润滑脂适合于高速和低温应用 基础油粘度高的润滑脂适合于高温和重载应用,润滑脂基础油,矿物基础油主要有三种：链烷、环烷和芳香族,*取决于粘度指数,润滑脂基础油,95%以上的润滑脂以矿物油为基础油，矿物油润滑脂可以满足绝大多数应用的要求，而且非常经济。 用于润滑脂的矿物基础油主要有两种 链烷（石蜡）基：抗氧化性能，泵送性能好，粘度指数高，对抗氧化剂的感受性好 环烷基：溶皂性能好、机械安定性好,CH3-(CH2)n-R 链烷,R烃基,润滑脂基础油合成油,以合成油为基础的润滑脂主要用于温度极高或极低，或者温度范围非常宽的场合。 聚烯烃（PAO） 酯油 硅油 聚乙二醇、聚苯醚 氟油,润滑脂基础油合成油,合成油的性能,基础油粘度的适用温度范围,润滑脂稠化剂,最常用的稠化剂是金属皂。 皂是一种有机酸盐，是脂肪酸与碱反应的产物。 常用作稠化剂的皂有锂基、钙基、钠基和铝基等 脂肪 + NaOH = 脂肪酸钠 + H2O 脂肪+ Ca(OH)2 = 脂肪酸钙 + H2O 应用温度Li130=C, Na100=C, Ca60=C,润滑脂稠化剂,化学反应式：fat + base = soap + water,皂分子网状结构,混合皂基润滑脂是由不同的皂基混合而制成的，锂钙混合基是最常见的。 复合皂使用金属皂与复合剂配制而成，复合剂使皂分子牢固结合在一起。常用种类有锂复合、钙复合、钠复合及铝复合 复合剂是用同一种碱与一种简单的有机酸制得的盐。锂复合基脂用的是无机酸，硼酸。 复合脂皂分子之间的联结比传统皂基脂更牢固，因而也更耐用,润滑脂稠化剂,复合皂基脂的结构,润滑脂稠化剂,非皂基（有机） 聚脲 阴丹士林 聚四氟乙烯,聚脲的分子结构(R碳化氢基) 使用温度-65+200=C,润滑脂稠化剂,非皂基（无机） 物理/化学表面处理的硅胶 粒度0.01 m，温度-65+250=C 粘土（膨润土bentonite/汉克特hectorite） 粒度0.5m，温度-70300=C 亚硝酸硼 B(NO2)3，温度-65250=C,润滑脂添加剂,润滑脂的特性,当润滑脂处于静态并且无外力干扰时，它能够保持自身的形态，而且不流动。 当施加足够的外力时，润滑脂开始流动，作为润滑剂在运动表面之间形成油膜，减少摩擦。 润滑脂的触变性 当施加外力时，润滑脂逐渐变软，表观粘度降低，但是一旦处于静止，经过很短的一段时间后，稠密度再次增加（恢复），这种特性称为触变性。 润滑脂不同寻常的流动性 使之不大可能从机器上泄漏，与润滑油比较 使之不大可能从润滑表面流失，即使在重力或离心力的作用下 使之能够起到有效的密封作用，防潮防尘,润滑脂的内部结构,稠化剂分子或分子聚结体在润滑液体中形成三维结构骨架，液体被维系在骨架空隙里。 脂肪酸金属盐（皂基）的分子聚结胶团，通常也叫皂纤维或胶皂团，由其分子排列而成，极性端（羧基端）在胶团内部相互吸引，非极性端向着胶团外侧表面，形成亲油性。胶团的形状与大小决定了润滑脂的性质。,润滑脂的内部结构,皂油的结构体系,基础油分子,皂基,润滑脂的微观结构,锂皂基脂 锂复合基脂,典型脂的微观结构,聚二脲基脂 聚四/二脲基脂,润滑脂工作机理,润滑脂的作用可以简单的比作海绵，受到挤压时释放出稀油。当然，实际情况比这要复杂得多。 润滑脂的稠化剂分子团一端带有极性基团，另一端为亲油性的非极性基团。静态时，稠化剂因分子引力而聚集在一起，形成相对稳定的固体结构。 含有羧基(-COOH)、羟基(-OH)的高级脂肪酸/醇的极性端牢固的相互联结，在金属力场的作用下极性端分子与金属表面作定向排列，所以常温与静态条件下润滑脂粘附在被润滑的表面。,润滑脂的工作机理,羟基端与另一吸附层相互联结，形成二聚体的叠合，在金属表面形成润滑脂膜。 当受压、受热及金属表面相对滑动时，稠化剂之间的联结逐渐松开，润滑脂会变软以至流动，从而润滑摩擦表面。外力停止作用之后，稠化剂之间的联结重新形成，润滑脂逐渐恢复原来的稠度。 如果润滑脂受到太大的外力作用，稠化剂会完全破碎，润滑脂则彻底被破坏。（聚四脲脂有所不同，他们具有不寻常的特性，可以从明显的破坏状态恢复到原来的结构。）,润滑脂工作机理,静止状态,流动状态,纤维分离,纤维定向排列,恢复静止,纤维重新联结,润滑脂工作机理,不可恢复（失效）,润滑脂的类型,传统皂基脂 锂基脂 钙基脂 钠基脂 铝基脂 锂钙混合基脂,复合皂基脂 锂复合脂 钙复合脂 铝复合脂 非皂脂 无机稠化剂脂 有机稠化剂脂,润滑脂的主要类型锂基脂,锂基脂研制成功于二战期间，用于飞机的润滑，其质地光滑、状似黄油 主要特性： 高温性能良好，可长期工作于110120=C 适合于低温环境（在基础油低温流动性好的情况下可达-50=C） 机械稳定性良好 泵送性好 良好的金属表面粘附性 抗水性良好,润滑脂的主要类型钙基脂,钙基脂是最古老的工业润滑脂，质地光滑、状似黄油 以水为稳定剂的钙基脂使用温度上限为70=C 高品质的钙基脂可使用到100=C，其稳定剂为低挥发性成份 机械稳定性中等 抗水性优异 常用于65=C以下的滑动轴承和关节点,润滑脂的主要类型 其它金属皂基脂,钠基脂 高熔点，纤维质地，泵送性较差 温度范围宽：-20 +130=C 机械稳定性合用 有吸水能力，防锈性好，不适合太潮湿的环境 有脂结构破例和分油倾向,铝基脂 粘附性极佳 热稳定性较差 机械稳定形适中 抗水性好 钡基脂 高温应用,润滑脂的主要类型混合皂基脂,锂钙混合脂 最常见的混合脂，性能可通过两种皂的混合比例进行调节 温度范围适用 抗水性好 机械稳定性好 泵送性适中（劣于同级锂基脂） 其它：锂钠、钠钙、钠铝等混合脂,润滑脂的主要类型复合皂基脂,锂复合脂 温度范围宽于普通锂基脂 抗水性好，机械稳定性优异 钙复合脂 高温可至130=C 长期储存或暴露于高温会变硬 铝复合脂 热稳定性优异，最高可用于180=C 抗水性和热稳定性很好 抗磨性劣于其他复合脂,润滑脂的性能,SAE对润滑脂性能的要求 提供充分的润滑以减小摩擦和减少磨损 防腐蚀 密封作用，防尘防水 抵抗泄漏、滴漏或甩出 抵抗长期工作中产生的结构或稠密度的不良变化 在寒冷天气条件下不会太硬而阻碍运转 合适的物理特征，便于使用 与橡胶及其它材料相容 容忍一定程度的污染（如潮湿）而不丧失主要性能 适当的氧化和热稳定性,润滑脂的性能,机械稳定性（抗剪切） 热稳定性 胶体安定性（分油性） 氧化稳定性 防锈性和抗腐蚀性 噪音阻尼特性,稠度和泵送性 滴点 流动性 粘温性能 防水性 相容性,皂基润滑脂性能的对比,润滑脂性能比较,润滑脂性能比较,润滑脂性能比较,润滑脂的DIN编号,润滑脂的DIN编号,润滑脂相容性,皂基润滑脂制造过程,润滑脂的制造,润滑脂的使用与保管,使用 开