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            上海道普化學有限公司

            道普化學
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            潤滑油常識

            1、預備知識
            一)摩擦
            1)定義
            摩擦是一種自然現象。兩個物體表面在外力作用下發生相互接觸并作相對運動(或運動趨勢)時,在接觸面之間產生的切向運動阻力稱為摩擦力,這種現象就是摩擦。
            摩擦是一個能量的轉換過程。摩擦過程是一個物體施載于另一個物體的相對運動過程。在摩擦過程中,受力的物體必然發生變形,并行過程中就要消耗能量,消耗的能量便轉化為熱能,這就是摩擦生熱。而摩擦產生的熱量又使摩擦表面溫度急劇升高。力和熱的共同作用,不但將使摩擦表面發生一系列變化,而且還會產生化學反應,同時是表面的物質轉化成其他物質。這些變化主要是:
                   (1)表面幾何形狀的變件
                   (2)表層晶體缺陷及組織結構的變化
                   (3)表面膜的變化
            2)摩擦分類
            ---是指同一物體內部各部分之間發生的摩擦。
            ---是指兩個相互接觸的物體表面發生的摩擦。
            ---當物體在外力作用下對另一物體產生微觀彈性位移,但尚未發生相對運動時的摩擦。
            ---當物體在外力作用下沿另一物體表面相對運動時的摩擦.
            滑動摩擦---是指兩接觸物體作相對滑動時的摩擦。
            滾動摩擦---是指一個物體在另一個物體的表面上滾動時產生的摩擦。
            ---是指在摩擦表面沒有任何潤滑劑的摩擦。
            液體摩擦---是指液體內部發生摩擦。
            混合摩擦---是指兩種或兩種以上的摩擦形式發生于一個摩擦副內的摩擦。
            邊界摩擦---是指介于干摩擦和液體摩擦間的摩擦。
             
            二)磨損
            1)   定義
            摩損是在一個物體與另一個固體的、液體的或氣體的對偶件發生接觸和相對運動中,由于機械作用而造成的表面材料不斷損失的過程。
            磨損具體表現為松脫的細小顆粒(磨屑)的出現,以及表現為受摩擦學負荷表面上材料性質(化學的、物理的、金相組織的、機械工藝的)和形狀的(形貌和尺寸、粗糙度、表面層厚度)變化。
            2)磨損類型
            粘著磨損---由于兩摩擦表面間產生粘著現象使材料由一個表面轉移到另一個表面而造成的磨損,稱為粘著磨損。膠合是粘著磨損中最嚴重的形式,會造成大片金屬被撕脫或表面間完全“咬死”,是齒輪、蝸桿等傳動的失效形式之一。
            磨粒磨損---硬質顆?;蚰Σ帘砻嫔系挠操|突出物,在摩擦過程中引起脫落的現象,稱為磨粒磨損。在開式傳動中,許多零件與礦石或泥沙等直接接觸,磨粒磨損就是其主要的磨損形式。實驗表明,當金屬材料的硬度比磨粒的硬度大30%時,被磨表面的磨損量就非常小。
            疲勞磨損---這種形式的磨損常出現在滾動軸承、齒輪等中。當接觸表面受到很大的循環變化接觸應力,經過一定工作循環次數以后,可能在局部表面形成小塊的甚至是片狀的麻點或凹坑,進而導致零件失效。這種失效形式稱為表面疲勞磨損,簡稱點蝕。
            腐蝕磨損---在摩擦過程中,摩擦表面與周圍介質發生化學反應或電化學反應的磨損稱為腐蝕磨損,腐蝕可在沒有摩擦的條件下形成,而相對運動消除了化學反應的生成物,接著表面又受到腐蝕,如此不斷反復。
             
            三)潤滑
            1)潤滑定義
            潤滑就是用潤滑劑減少(或控制)兩摩擦表面之間的摩擦力或其他形式的表面破壞的作用;這里所指的潤滑劑是指加入到兩個相對運動表面之間,能控制其摩擦或磨損的任何物質,包括潤滑油.潤滑脂.潤滑性件粉末.薄膜材料(粘結干膜.電鍍,電泳.濺射;離子鍍固體潤滑膜.陶瓷膜等)和整體材料(金屬基.無機非金屬基或塑料基自潤滑材料等)。
            即,潤滑是為了減少摩擦和磨損對機械設備造成的危害,而人為的利用不同的物質有不同的摩擦特性,選擇那些摩擦和磨損對設備危害較小的物質去替換那些設備危害大的物質,從而達到減少摩擦和磨損造成的各種危害的過程。
            注意:a潤滑是摩擦和磨損的產物,b潤滑是一個人為的過程
             
            2)   潤滑機理
            潤滑的機理是根據潤滑材料的類型來分類的,通常我們把它分為兩類:一類是流體潤滑的機理;另一類則是固體潤滑的機理。流體潤滑又分為完全其體潤滑機理和液體潤滑機理
             
            2、潤滑油的組成及定義
            我們現在最常用的潤滑油使用各種基礎油添加不同要求的改性添加劑調和而成.                                在大部分潤滑油中,基礎油的成分占潤滑油組成的75—99%,基礎油不同,潤滑油的品質也不同?;A油的性能基本上決定了潤滑油的品質。添加劑是為了滿足潤滑油在使用中不同的要求,對潤滑油進行改性的添加組分,它只占潤滑油的1%—25%。添加劑在潤滑油中的作用,主要是彌補或提高基礎油中的某些特殊的性能和要求。
             
            3、潤滑油基礎油
            1)定義
            基礎油是潤滑油的主要成分,大約占潤滑油的8598%. 因此基礎油的好壞直接關系到潤滑油的品質問題。
                    目前用做潤滑油的基礎油主要來源于礦物油和合成油,礦物油基礎油由于煉制技術成熟,原料來源廣泛,價格低等許多特點,目前仍然是潤滑油的主要原材料,并且應用范圍很廣。
            合成基礎油是在礦物油基礎油不能滿足潤滑油的應用要求的條件下開發出來的,由于合成基礎油具有比礦物基礎油更好的應用特性,雖然生產工藝復雜,成本較高,但是隨著工業技術的發展對潤滑油的要求越來越高,因而使合成基礎油得到了迅速的發展。
             
            2)分類
            美國API根據基礎油組成的主要特性把基礎油分成5
            I 類為溶劑精制基礎油,硫含量>0.03%,飽和烴含量<90%,粘度指數80-120;
            II類為加氫處理基礎油,硫含量<0.03%,飽和烴含量>90%,粘度指數80-120;
            III類為加氫異構化基礎油,硫含量<0.03%,飽和烴含量>90%,粘度指數>120;
            IV類為聚a-烯烴(PAO)合成油;
            V 類為不包括在I-IV類的其他基礎油。
            基礎油可分為礦物油和合成油,第Ⅰ類、第Ⅱ類和第Ⅲ類是礦物油;第IV類和第V類是合成基礎油。
             
            4、礦物基礎油
            一)定義
            礦油基礎油由原油提煉而成。潤滑油基礎油主要生產過程有:常減壓蒸餾、溶劑脫瀝青、溶劑精制、溶劑脫蠟、白土或加氫補充精制。 1995 年修訂了我國現行的潤滑油基礎油標準,主要修改了分類方法,并增加了低凝和深度精制兩類專用基礎油標準。礦物型潤滑油的生產,最重要的是選用最佳的原油。
            礦物基礎油的化學成分包括高沸點、高分子量烴類和非烴類混合物。其組成一般為烷烴(直鏈、支鏈、多支鏈)、環烷烴(單環、雙環、多環)、芳烴(單環芳烴、多環芳烴)、環烷基芳烴以及含氧、含氮、含硫有機化合物和膠質、瀝青質等非烴類化合物。
             
            二)分類
            礦油是指通過潤滑油加工工藝得到的潤滑油高、低粘度組分,中國的行業標準按粘度指數(VI)分為五類:
            ①低粘度指數基礎油(代號:LVI,VI < 40
            ②中粘度指數基礎油(代號:MVI,VI = 40-80
            ③高粘度指數基礎油(代號:HVI,VI 95
            ④很高粘度指數基礎油(代號VHVI,VI 120
            ⑤超高粘度指數基礎油(代號UHVI,VI 140
            基礎油粘度等級采用賽氏通用粘度(秒)劃分:
              ①      粘度組分稱為中性油(Neutral),以100℉(37.8℃)賽氏通用粘度(秒)表示,如150N等;
              ②      粘度組分稱為光亮油(Bright Stock),以210℉(98.9℃)賽氏通用粘度(秒)表示,如150BS等。
             
            三)性能特點
            傳統煉制工藝生產的礦物油的特點:
            傳統練制的礦物油是通過減壓分餾,截取減三、減四線上的餾分油,添加抗氧劑、防銹劑以及一些抗磨劑、粘指改進劑等制成。其特點是:工作溫度范圍窄,粘溫特性差,           抗氧化性差,潤滑性好,污染環境。
            新工藝煉制的礦物油特點:
            這類油是80年代后期才出現的,由于原油的練制方法的改進和新型的加氫裂化技術在潤滑油基礎油練制上的突破,使潤滑油的質量有了明顯的提高,這類油的特點是低溫流動性好、粘指高、蒸發損失小、積碳少、潤滑性好,和碳氫合成油沒有多大的差別。但抗氧化能力較差,高溫性能不如碳氫合成油。整體性能主要在添加劑
             
            5、合成基礎油
            一)定義
            合成基礎油完全是采用有機合成方法制備的,具有穩定化學結構和特殊性能的潤滑油。制備合成基礎油的原料可以是動植物油脂,也可以用石油或其它化上產品。在化學組成上,合成基礎油的每一個品種都是單一的純物質或同系物的混合物。構成合成基礎油的元素除碳、氫之外,還包括氧、硅、磷和鹵家等。在碳氫結構中引入含有這些元素的官能團是合成基礎油的主要特征。
            二)分類
            根據合成潤滑油基礎油的化學結構,美國材料試驗學會(ASTM)特設委員會制定了一個合成潤滑油基礎油的試行分類法,將合成潤滑油基礎油分為:
            聚α—烯烴油 合成環烷烴
            烷基苯 雙酯
            聚丁烯 多元醇酯
            磷酸酯                                                聚酯
            硅油                                               聚醚
            硅酸酯 鹵代烴                                             
            聚苯醚 氟油
            三)性能
            抗氧化性好
            潤滑性能好
            粘溫特性好
            工作溫度寬
            較低的揮發性
            低溫性能好
            優良的抗燃性
            化學穩定性較高和抗輻射性能好
            制作工藝復雜,成本高
             
            2.1.2.5 礦物油與合成油的性能比較
            性 能 礦 物 雙 酯 多元醇酯 聚  醚 聚α-烯烴
            粘溫特性 較好 很好
            低溫特性 較好 較好
            氧化穩定 較好 較好
            高溫穩定 較好 較好 一般
            蒸發損失 較好 很好 一般
            抗燃性 較好 較好 較好 較好
            抗腐蝕性 很好 一般 一般 較好 很好
            水解穩定 很好 一般 一般 較好 很好
            承載能力 很好 較好 很好 很好
            毒  性 一般 很好
            生物降解 一般
             
            6、潤滑油添加劑
            潤滑油生產的核心技術是添加劑,也是技術秘密最多的一個行業。
                添加劑一般為各種極性化合物、高分子聚合物和含有硫、磷、氯等活性元素的化合物。在基礎油中加入少量的這些化合物,使其各種性能呈現嶄新的特性,得到更為滿意的油品。
                為了改善潤滑劑的性能而加入其中的某些物質稱為添加劑。添加劑的種類很多,常見的有極壓添加劑、油性劑、粘度指數改進劑、抗腐蝕添加劑、消飽添加劑、降凝劑、防銹劑等。在重載接觸副中使用極壓添加劑,能在高溫下分解出活性元素與金屬表面起化學反應,生成一種低剪切強度的金屬化合物薄層,可以增進抗粘著能力。
             
            7、潤滑油主要性能
            1)理化性能
            潤滑油的理化性能是潤滑油必須具備的性能,這些性能缺一不可.如果潤滑油沒有這些性能,那就不能起潤滑作用了。
                潤滑油的物理化學性能是決定其使用性能的基礎,并且是由其分子組成所決定的.因此.判斷一種潤滑油是否符合某種機械的使用要求,苜先必須對其進行理化性能測試。在各種潤滑油的標準中主要是對其理化性能要求進行規定的測試,潤滑油的理化性能得測試方法各國基本上都已標準化了,而且基本上均能互相通用。由于潤滑油的理化性能對潤滑油的選擇和使用有很大的影響,所以我們要詳細地介紹潤滑油的理化性能。
                通常我們把潤滑油的理化性能分為三類
            a:潤滑油的物理性能
            b:潤滑油的化學性能
            c:潤滑油的使用性能
            1潤滑油的物理性能
            包括粘度、粘度指數、密度、折光指數、色度、相對分子質量、吸水性、表面張力、抗泡性、空氣釋放性、抗乳化性、機械雜質、壓縮性等。
             
            2)潤滑油的化學性能
            包括酸值、中和值、總堿值、氧化安定性等。
             
            3)潤滑油的使用性能

            包括低溫流動性、剪切安定性、擠壓抗磨性、抗腐蝕性、抗乳化性、抗泡性、儲存安定性、熱安定性、水解安定性、相溶性等。

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