一、概述
近代機械多種多樣的發(fā)展,對潤滑劑提出的性能要求逐趨于各各不同。一般廣泛使用的是液體潤滑劑---各種潤滑油,通常以油循環(huán)系統(tǒng)或以油杯、油箱等方式進行潤滑。在特殊情況下也有使用固體潤滑,如以膠體二硫化鉬、膠體石墨等進行潤滑。但所述這些潤滑劑都缺乏塑性,而其粘附性有時也不能滿足某些機械摩擦部位的要求。諸如在某些開放式潤滑部位要求潤滑劑不致流失或滴落;在有塵埃、水份或有害氣體侵蝕的情況下要求具備良好的密封性、防護性和防腐蝕性;因工作條件限制而要求長期不換潤滑劑的摩擦部位的潤滑;或是摩擦部位溫度和速度變化范圍較大的機械的潤滑,以及用于一些機械設(shè)備的封存、防腐、防銹等,類似這些情況下,往往只有使用潤滑脂才能滿足要求。
曾有試驗證明,使用潤滑脂潤滑與用潤滑油潤滑相比,當(dāng)其基礎(chǔ)油黏度與所用潤滑油黏度相同時,潤滑脂油膜的厚度比用潤滑油潤滑約薄30%,或是以其基礎(chǔ)油潤滑時的0.5~0.7倍。從節(jié)約能源出發(fā),還有試驗證明,在1500轉(zhuǎn)/分下運轉(zhuǎn)的直徑100毫米的滾動軸承上,用潤滑脂潤滑時的耗電量為0.11KW,而當(dāng)用半周滾油浴潤滑時,則耗電量增加到0.33KW,而且同處大氣溫度25℃情況下,前者軸承溫度為51℃,而后者則高到88℃。
所以現(xiàn)在有80%以上的滾動軸承和約20%的滑動軸承,都使用潤滑脂潤滑。
二、潤滑脂的特點
潤滑脂是一種被稠化了的潤滑油,定義為:將稠化劑分散于液體潤滑劑﹙基礎(chǔ)油﹚中所組成的一種穩(wěn)定的固體或半固體產(chǎn)品。這種產(chǎn)品可以加入旨在改善某種特性的添加劑和填料。從定義可見,潤滑脂是由稠化劑、基礎(chǔ)油和添加劑三類物質(zhì)組成。
從膠體化學(xué)的角度來看,潤滑脂是由稠化劑為分散相、非極性液體﹙基礎(chǔ)油﹚作為分散介質(zhì)而形成的固-液兩相膠體分散體系。分散相以纖維狀結(jié)構(gòu)的形式形成。細微的纖維通過彼此之間的吸引力搭成龐大的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),系附住液體潤滑油從而形成了潤滑脂。
潤滑脂由于本身的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致具有與液體潤滑油不同的特點:
1、同可比粘度的潤滑油相比,具有較高的負荷承受能力和較好的減震性。
2、由于稠化劑的吸附作用,潤滑脂的蒸發(fā)速率較低。由此,在高溫、高速和延長潤滑周期引起的“貧油”條件下仍有較好的潤滑性。
3、由于稠化劑結(jié)構(gòu)的毛細作用,潤滑脂比潤滑油的蠕變流失趨勢要小,能比較牢固地吸附在金屬摩擦表面,可防止滴油、濺油污染產(chǎn)品和場地,并可保護金屬不易銹蝕。
4、稠化劑結(jié)構(gòu)的毛細作用使?jié)櫥茉谳^寬的溫度范圍內(nèi)或較長時段下,釋放出一定數(shù)量的液體潤滑劑潤滑金屬表面,減少機械部件的摩擦、磨損。
5、在軸承潤滑中,潤滑脂形成的環(huán)狀物提供了密封效用,能防止水分、塵土和其他機械雜質(zhì)的滲透。
但是,潤滑脂本身的結(jié)構(gòu)會影響到其冷卻、散熱作用不如潤滑油;采用脂潤滑的設(shè)備起動摩擦力矩較大;還有,潤滑脂的更換比換潤滑油復(fù)雜。這些缺點是客觀存在、不可避免的。
三、潤滑脂技術(shù)的發(fā)展趨向
機械工業(yè)的不斷發(fā)展,其潤滑部位的負荷、溫度、轉(zhuǎn)速逐漸提高,對潤滑材料的要求也不斷提高。於是隨之相繼出現(xiàn)了不同皂基稠化劑構(gòu)成的鈉基、鋁基、鋇基、鋰基潤滑脂。
近年來,基于潤滑脂的基礎(chǔ)理論、構(gòu)造與性質(zhì)的關(guān)系研究不斷進展,加之軍工、航空、汽車、宇航工業(yè)的發(fā)展,對潤滑脂性能提出了更為苛刻的要求,於是性能優(yōu)良的多效通用潤滑脂,諸如多效鋰基脂、復(fù)合鋰、復(fù)合鈣、復(fù)合鋁基脂及某些非皂基的如膨潤土脂、聚脲基脂等得到迅速發(fā)展。20世紀末和21世紀初更有性能優(yōu)良的復(fù)合鈦基潤滑脂、復(fù)合磺酸鈣基潤滑脂等發(fā)展強勁。潤滑脂除了從皂基稠化劑開始繼而開發(fā)引用了-些無機化合物和有機化合物作為稠化劑來提高質(zhì)量外,又因為潤滑脂的潤滑性、蒸發(fā)性、低溫性和與密封材料的相容性等一些重要性能,幾乎都取決於基礎(chǔ)油的種類和性質(zhì),因此逐漸發(fā)展使用不同種類的基礎(chǔ)油:精制礦油、合成油如合成烴類、酯類油、硅油等作為新型的分散介質(zhì),從而來優(yōu)化潤滑脂的某些性能。
潤滑脂技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)打破了只在現(xiàn)有產(chǎn)品基礎(chǔ)上加以改進和提高的傳統(tǒng)觀念,技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)進步成為潤滑脂工業(yè)發(fā)展的主題。目前,被公認為最具有發(fā)展前景的潤滑脂品種,仍然首推聚脲脂、鋰﹙復(fù)合鋰﹚基脂、復(fù)合鋁基脂和膨潤土-復(fù)合鋁基脂,它們分別以其獨特的性能得到使用方的關(guān)注和采納。但生物降解性潤滑脂、食品級潤滑脂的研發(fā)前景看好,而適當(dāng)選擇納米材料同潤滑脂新技術(shù)結(jié)合,則有望進-步改善潤滑脂的極壓性。