潤滑脂理化指標(biāo)的分析及其對性能的影響

1、潤滑脂理化指標(biāo)的分析及其對性能的影響   日期：2005-12-15 10:55:16潤滑脂理化指標(biāo)的分析及其對性能的影響一、    外觀潤滑脂外觀是通過目測和感觀檢驗來控制其質(zhì)量的一個檢查項目。外觀檢驗的主要內(nèi)容包括顏色、光亮、透明度、粘附性，均一性和纖維狀況等。雖然這是一個極簡單的并帶有人為經(jīng)驗性的直觀檢查項目，但卻可以初步鑒定出潤滑脂的種類牌號，推斷產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)中，幾乎對多數(shù)潤滑脂都規(guī)定了外觀這項質(zhì)量指標(biāo)。潤滑脂的外觀檢查方法，一般是直接用肉眼觀察，但最好用刮刀把它涂抹在玻璃板上，在層厚約13mm下對光檢查，仔細(xì)地進(jìn)行觀察。

2、此外，還可以用手捻壓來檢查判斷。外觀的主要檢查內(nèi)容包括：（1）觀察顏色和結(jié)構(gòu)是否正常，是否均勻一致，有無明顯析油傾向；（2）觀察有無皂塊，有無粗大顆粒，硬粒雜質(zhì)以及外來雜質(zhì)；（3）觀察纖維狀況，粘附性和軟硬程度等。皂基潤滑脂的顏色因選用的稠化劑和基礎(chǔ)油的性質(zhì)以及生產(chǎn)工藝條件的不同而異，一般呈淡黃色至暗褐色。大部分皂基潤滑脂是半透明或不透明狀，呈現(xiàn)一定光澤的均勻油膏，而且具有不同強(qiáng)度的纖維感覺。    檢查潤滑脂的外觀可以初步區(qū)別各種不同類型的潤滑脂。例如，一般鈉基脂具有長纖狀；鋇基脂具有粗大的纖維；鋰基脂呈光滑均勻，色澤稍深的油膏狀，并有細(xì)小的纖維；普通鈣基脂纖維

3、很短，呈半透明軟膏狀；而用中粘度油制的鋁基脂，呈光滑透明的凝膠狀；復(fù)合鈣基脂色澤深黃，纖維較長，直觀較硬；鈣鈉基脂則大多呈現(xiàn)團(tuán)粒狀結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)油的粘度越大，制得的成品潤滑脂色澤就越深，而且潤滑脂粘稠性和韌性越強(qiáng)，手感粘著性越大。稠化劑含量越高，成品潤滑脂越稠厚，稠度牌號也越高。有經(jīng)驗的工作人員對潤滑脂的稠厚程度一般可以從外觀和手的捻壓感覺判斷它的錐入度牌號。通常，天然脂肪制得的潤滑脂顏色較淺，合成脂肪酸制得的潤滑脂的顏色較深而暗，并稍有特殊臭味。烴基脂類產(chǎn)品的外觀一般為淡黃色至黃褐色半透明或不透明的油膏，一般都不具光澤，有很強(qiáng)的粘稠性、拉絲性和附著能力。用無機(jī)稠化劑制成的潤滑脂呈顆?；蚶w維結(jié)構(gòu)。

4、當(dāng)潤滑脂內(nèi)加有石墨時，呈現(xiàn)黑色，能看到具有烏黑光澤的石墨粒子存在；當(dāng)潤滑脂加有二硫化鉬時，呈現(xiàn)灰蘭色，并具有二硫化鉬光澤。此外，從外觀也可以初步判斷潤滑脂質(zhì)量的優(yōu)劣。如有的潤滑脂從表面可以看出呈現(xiàn)硬化、氧化變色，有的表面嚴(yán)重析油、有的表面呈現(xiàn)明顯龜裂或凝膠狀，有的有明顯不均勻塊狀等。這些都可從外觀檢查推斷出該產(chǎn)品在原料，組成及生產(chǎn)工藝上或多或少存在一定問題。二、    滴點（滴熔點）潤滑脂的滴點是用滴點測定器測定的。在規(guī)定的加熱條件下，當(dāng)從儀器的脂杯中滴出第一滴流體時的溫度，叫作潤滑脂的滴點。滴點示出潤滑脂達(dá)到一定流動性的溫度。在不同情況下可以分別表示下述幾種性質(zhì)

5、：（1）表示熔點。滴落溫度能近似地表示潤滑脂的熔點，但不能作為準(zhǔn)確的熔點；（2）表示分油。在測定熱安定性不好的潤滑脂的滴點時，往往皂油分離而滴油。此時并不代表其熔點，而僅能代表其明顯的分油溫度或分解溫度；（3）表示軟化。某些潤滑脂并沒有發(fā)生明顯的相轉(zhuǎn)變，也并沒有完全熔化，而僅僅是變軟，軟到一定程度(大約相當(dāng)于錐入度值在400以上，則成油柱而自然垂下，拉長條而不成滴。此時滴點僅能代表其軟化溫度。1.     滴點測定法因為滴點表示耐熱溫性能，是潤滑脂最基本的理化性能。凡是潤滑脂產(chǎn)品在標(biāo)準(zhǔn)中必規(guī)定滴點限值。滴點的測定法也比較多。我國潤滑脂滴點的測定方法有三種

6、。（1）GB27080，后來修訂為SH/T 011592。采用玻璃脂杯及液浴或空氣浴，測定范圍為0250oC，可用于測定各種脂，當(dāng)測定固體烴和烴基脂時，采用將樣品加熱熔化至100 oC后傾入注于內(nèi)裝碎冰的倒扣玻璃杯的脂杯內(nèi)。此方法是我國建國以來長期采用，并與前蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)OCT679375相當(dāng)，現(xiàn)已于2000年5月廢止，但在少部分產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中仍有引用。（2）GB/T 492985，因為此法與ISO/DP 2176：79（即現(xiàn)ISO 2176：95）和ASTM D 56676（1982）（即現(xiàn)ASTM D 56602）相當(dāng)，故自建立以來以較快速度替代了GB 27080（SH/T 011592）已成為我

7、國最通用的滴點測定法。此法采用鍍鉻黃銅脂杯及油浴，測定溫度范圍為5300 oC。（3）GB/T 349883（91），此法與ISO/DP 6299：79（即現(xiàn)ISO 6299 ：98）和ASTM D 226588（即現(xiàn)ASTM D 226500）相當(dāng)，稱為潤滑脂寬溫度范圍滴點測定法。此法采用鍍鉻黃銅脂杯（同GB/T 4929），但改用鋁塊爐加熱，測定溫度范圍為0400 oC，主要適用于耐高溫潤滑脂產(chǎn)品。2.     三種測定法的區(qū)別上述三種測定法除所用的脂杯及其組合件結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、所用溫度計各有不同外，還有如下區(qū)別：（1）加熱浴和加熱方式不同。（2）試樣裝

8、入脂杯內(nèi)的裝脂方法不同，前者試樣裝滿杯，后二者用量規(guī)法使試樣在脂杯內(nèi)呈空內(nèi)錐形并靠著內(nèi)壁只留平滑的一薄層脂樣。 （3）操作步驟中，加熱升溫方法和速度不同，前者升溫到預(yù)定滴點前10 oC時才控制升溫速度；后者初始鋁塊浴溫即高于預(yù)定滴點溫度，所以速度最快；而GB/T 4929則要求分成三段溫度區(qū)，并控制不同升溫速度，測定速度最慢。（4）三種方法規(guī)定的允許誤差不同，分別為15 oC、713 oC和624 oC。3.     測定中應(yīng)注意的問題為了準(zhǔn)確測定潤滑脂的滴點，在操作過程要注意如下幾點：（1）取樣要均勻，有代表性。例如，必須將表面層刮去，不應(yīng)在

9、容器邊緣或壁面附近取樣，而應(yīng)在中部不少于三處取樣，取出的樣品應(yīng)混合攪拌均勻。（2）裝脂杯時一定要仔細(xì)，脂杯中不能有氣泡，否則會使測定結(jié)果不準(zhǔn)確，如果裝入前樣品中含有多量氣泡，則要將樣品放在玻璃板上用刮刀坦壓，除去氣泡，然后將樣品用刮刀擠壓的辦法裝入脂杯，擠滿刮平。（3）儀器的尺寸及安裝要正確。例如，脂杯套入后溫度計水銀球是否在脂杯正中心位置；溫度計和套管必須同樣品保持垂直；溫度計必須位于套試管的正中央；脂杯下端與試管底的距離應(yīng)保持25mm。（4）要嚴(yán)格控制升溫速度，特別要注意按程度升溫的要求，如果升溫速度比規(guī)定快或慢時，會使滴點測定結(jié)果產(chǎn)生偏差。 此外，對于凡士林類產(chǎn)品還采用GB/T

10、 802687石油蠟和石油脂滴熔點測定法，相當(dāng)于ISO 624482。此法甚簡便，是將試樣加熱熔化后，將溫度計水銀球部位浸沒試樣內(nèi)，使球部附著試樣12mm高，將溫度計冷卻到16 oC后放入試管內(nèi)，于水浴中按程序升溫，至第一滴試樣脫離溫度計，此時溫度即為滴熔點。潤滑脂的滴點在很大程度上同稠化劑的性質(zhì)有關(guān)系，因此從滴點的測定可以大致地判斷出潤滑脂的類型。例如，烴基脂的滴點在5080 oC；鈣基脂在70105 oC；鈉基脂在130 oC以上；鋰基脂在170oC以上；復(fù)合皂基脂在200 oC以上。潤滑脂的滴點反映潤滑脂隨溫度升高的軟化程度，即從不流動狀態(tài)到流動狀態(tài)的溫度，因而可以籠統(tǒng)的預(yù)期該潤滑脂可能

11、達(dá)到的使用溫度上限。一般最高使用溫度要比滴點低2030 oC，如果超過這個溫度，潤滑脂因軟化會逐漸流出摩擦面或機(jī)械部件，從而失去潤滑劑應(yīng)有的功能。應(yīng)該指出，有許多潤滑脂因常溫到滴點之間有數(shù)個相轉(zhuǎn)變點，因此它的實際使用溫度與滴點無直接關(guān)系，即不能用使用溫度比滴點溫度低2030 oC來表示。特別是高滴點潤滑脂，如復(fù)合皂基脂、膨潤土脂等，由于相轉(zhuǎn)變、稠化劑的穩(wěn)定性、基礎(chǔ)油的耐熱、抗氧化性等因素的影響，滴點和最高使用溫度之間更沒有直接關(guān)系。三 、錐入度（針入度，穿入度） 潤滑脂的錐入度是鑒定潤滑脂稠度常用的指標(biāo)和最基本的性能要求。錐入度值是潤滑脂劃分牌號的基礎(chǔ)。所謂錐入度值是指標(biāo)準(zhǔn)圓錐體自由落體而穿入

12、裝于標(biāo)準(zhǔn)脂杯內(nèi)的潤滑脂，經(jīng)過5s所達(dá)到的深度，其單位為1/10mm。潤滑脂錐入度試驗是按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 26991潤滑脂和石油脂錐入度測定法的規(guī)定進(jìn)行測定，本方法與ISO 2137：85和ASTM D 21788及ASTM D 1403相當(dāng)。錐入度值反映了潤滑脂的軟硬程度，是綜合了潤滑脂的稠厚程度，塑性強(qiáng)度和流動度的一種形狀。當(dāng)圓錐體穿入潤滑脂中越深，則錐入度越大，表示該潤滑脂越稀軟；反之錐入度越小，潤滑脂就越硬。1.     錐入度對潤滑脂性能的影響通過錐入度的測定可以了解潤滑脂的以下性能：（1）稠厚程度。雖然人們常把錐入度稱作稠度，其實稠度和錐入

13、度是兩個不同的概念。稠度是指潤滑指的稠厚程度，即濃稠性，而錐入度只是表示其軟硬度。錐入度越大，稠度越小；錐入度越小，則稠度越大。（2）強(qiáng)度。錐入度在一定程度上可以表示潤滑脂的塑性強(qiáng)度，也就是指它受應(yīng)力作用而可能發(fā)生變形的程度。從而可以初步了解潤滑脂的抗擠壓和抗剪斷的能力，便于合理地確定它的使用范圍。（3）流動性。錐入度值可以反映潤滑脂受外力作用下產(chǎn)生流動的難易程度。錐入度越大，說明潤滑脂越軟，越易流動；相反則說明潤滑脂越硬，要受較大的外力作用才能流動。常用的潤滑脂錐入度約為220340，如果錐入度超過400，即失去可塑性而變成半流體，此時就失去潤滑脂能維持固定形狀的特點，而需要不斷補(bǔ)充新脂。對

14、于幾種潤滑系統(tǒng)用脂，則需要選用錐入度值較大，即流動性較好的潤滑脂。與潤滑脂的相似粘度和強(qiáng)度極限相比，錐入度值還是不能確切地表示出潤滑脂的特性。因為不同性質(zhì)的各種潤滑脂，雖然具有相近的錐入度值，但在粘度和流動性限度方面也許相差很大，因而工作性能也相差較大。潤滑脂錐入度值一般隨溫度而變化，溫度升高，錐入度值變大；反之，則變小。在兩個溫度下測定的錐入度，其差別越小，則表明潤滑脂溫度錐入度性狀越好。根據(jù)錐入度，可以估計潤滑脂在工作中的輸送性能、起動性能以及對動力消耗的影響。2.     測定潤滑脂錐入度注意事項測定潤滑脂錐入度時，要注意以下幾點：（1）首先要檢查

15、和調(diào)整錐入度計，保證儀器安裝準(zhǔn)確，圓錐滑桿部位靈活 ，圓錐體的尖度和角度符合標(biāo)準(zhǔn)，置杯盤不晃動，并保持水平。（2）取樣要有代表性，樣品應(yīng)保持到室溫。測定地點的環(huán)境溫度要穩(wěn)定，并保持在25 oC±10 oC范圍。（3）把樣品裝入工作容器中時，首先要避免激烈搗動，其次是注意避免混入氣泡、空穴和間隙。（4）裝入脂杯中的脂的總?cè)莘e應(yīng)超過杯容積的10以上，這樣可避免因內(nèi)含少量氣泡、空穴以及搗動工作過程物料的流損，使杯中的脂量不夠而不能測定。（5）要嚴(yán)格控制規(guī)定的恒溫溫度和時間。（6）在測定時，應(yīng)調(diào)整到錐尖與杯中心的表面剛好接觸，特別在錐體下落的部位，脂內(nèi)不應(yīng)存有氣泡。（7）進(jìn)行平行試驗時，要盡

16、量少用刮刀翻動抹平，每次測定中翻動和抹平的情況要大體一致。這些都會影響測定結(jié)果的重復(fù)性。四、腐蝕潤滑脂的重要特點之一是，具有防護(hù)金屬部件產(chǎn)生銹蝕的功能，而腐蝕試驗是考查潤滑脂本身是否對金屬有腐蝕作用的一種方法。因此，潤滑脂的技術(shù)指標(biāo)中規(guī)定進(jìn)行腐蝕試驗，并成為潤滑脂理化性質(zhì)的重要指標(biāo)之一。1.     潤滑脂腐蝕試驗方法潤滑脂的腐蝕試驗方法有兩種：一種是SH/T 033192潤滑脂腐蝕試驗法，此法相當(dāng)于OCT   908077。其試驗過程是：把預(yù)先磨光的金屬片（通常用40、45或50號鋼片，某些產(chǎn)品也規(guī)定用含銅5761的黃銅片，電解銅片

17、或其他有色金屬片）洗凈后，在100 oC下將50mm×50mm×3mm的金屬片放到潤滑脂內(nèi)，保持3h以后，進(jìn)行檢查。檢查潤滑脂是否有腐蝕，可觀察試驗后的金屬片上是否出現(xiàn)有綠色、斑點和不均勻變色以及其他一些腐蝕的特征來判斷， 但允許金屬片輕微的均勻變色。另一種是專門對銅腐蝕的試驗方法，即GB/T 732687潤滑脂銅片腐蝕試驗法，分為甲法（相當(dāng)于ASTM D 404881）和乙法（相當(dāng)于JISK 22201984），二者試驗過程相同，但判斷和報告方式不同。本方法的試驗過程是：用長方形（75 mm×12.5mm×1.53mm）電解銅（純度99.9）片，經(jīng)磨光

18、洗凈后，完全浸沒入試驗潤滑脂內(nèi)，用烘箱或油浴使試驗保持在100 oC，經(jīng)24h后，洗凈銅片，進(jìn)行檢查。檢查方法對于甲法采用與試片與銅片腐蝕標(biāo)準(zhǔn)色板上外觀顏色相當(dāng)?shù)哪骋患墑e表示，如1b為深橙色（或暗橙色），2級以上表示有紅、紫、黃、綠等。對于乙法，則只報告有無綠色或黑色變化。測定潤滑脂本身對金屬有無腐蝕作用，在實際使用上具有重要意義。作為潤滑脂，對鋼、銅產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象是不允許的。特別對于防護(hù)型潤滑脂，它的主要用途是防止金屬部件不受腐蝕，因此腐蝕試驗更是必須通過的項目。對于“抗磨”潤滑脂至少也必須考慮到是否對碳素鋼具有腐蝕作用。2.     潤滑脂對金屬產(chǎn)生腐

19、蝕的主要原因（1）潤滑脂組成內(nèi)含有腐蝕性物質(zhì)（如過多量的游離堿和游離有機(jī)酸，特別是復(fù)合劑中的中、低分子有機(jī)酸和添加劑中的活性硫化物等，以及復(fù)分解法制皂工藝中的氯離子和硫酸根離子），會導(dǎo)致成品潤滑脂具有腐蝕性。為了避免潤滑脂本身所引起的腐蝕，要求在制脂工藝過程中，必須嚴(yán)格控制這一類物質(zhì)。（2）潤滑脂本身氧化安定性不好。因此，在儲存和使用過程中，組分內(nèi)的一些不飽和脂肪酸皂類和不穩(wěn)定的烴類物質(zhì)被氧化產(chǎn)生出新的有機(jī)酸，特別是低分子氧化物等，它們與金屬接觸就會具有腐蝕性。（3）某些潤滑脂在長期儲存中，由于密封不嚴(yán)而吸收水分，也容易導(dǎo)致腐蝕作用。如鈉基脂在生產(chǎn)或儲存過程中，特別在空氣濕度很大的地方極易吸收水分，使腐蝕試驗通不過。鋰基脂或多或少也存在這樣類似的問題。因此，在測定腐蝕試驗的時候，更要注意室內(nèi)干燥，以免由于測定環(huán)境的因素而引起誤判。3.     潤滑脂腐蝕試驗注意事項（1）金屬片一定要符合規(guī)定要求的種類、牌號和相應(yīng)的純度及尺寸要求，并且要按照磨光的要求沿某一固定的方向打磨。不能縱橫兼磨或者斜角磨和饒圓磨。當(dāng)打磨至規(guī)定的光潔度后，用溶劑洗凈，接著再用脫脂棉仔細(xì)擦干，對鋼片試驗時，對金屬片上仍然存在的少量斑點作出標(biāo)記。（2）將潤滑脂