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常用润滑材料简介论文题目有哪些及答案解析

发布时间:2024-07-07 16:32:34

常用润滑材料简介论文题目有哪些及答案解析

固体润滑剂及干膜润滑涂层

为了降低动力损耗,减少机器部件的磨损,延长其使用寿命,必须针对不同运动件的特点,采取不同的润滑方式和润滑剂,并且在机器、设备的装配过程中予以实施,确保机械设备运转可靠。润滑对减少机械零件的摩擦与磨损,具有特别重要的意义。当摩擦间有充足的润滑油,建立起液体润滑油膜后,摩擦系数就可降低数十倍至百倍以上,有效地防止了摩擦面的直接接触,与此同时,润滑油还能对摩擦面起到冷却、清洁与防大气腐蚀的作用。因此,各种传动设备都必须建立充分可靠的润滑。建立液体润滑油膜有两种途径。一种是利用高压油泵将润滑油压入摩擦面间,将轴抬起来形成液体摩擦,称为静压方法;另一种是利用转动轴轴颈的高速运转,将润滑油带入轴与轴瓦的间隙里,使轴浮起实现液体摩擦,称为动压方法。润滑剂按其状态不同,可分为润滑油和润滑脂等类型。(一)润滑油润滑油的组分、质量指标液体状态的润滑剂称为润滑油(或稀油)。机械设备上一般均采用廉价的矿物油作为润滑油。同时,为了改善矿物油的性能,常在矿物油中渗入适量的植物油或动物油;以有机溶剂、塑料、树脂等制成的合成润滑油也开始获得工业上的实际应用。润滑油的主要质量指标包括:黏度(又分绝对黏度、运动黏度、相对黏度)、油性、含水量、残炭值、酸值、抗氧化安定性、破乳化时间、灰分、机械杂质、皂化值以及水溶性酸碱含量等。其中以黏度最为重要。润滑油的添加剂一般有:抗泡沫剂、增黏剂、油性剂、降凝剂、抗氧抗腐剂、抗氧防胶剂、防锈剂以及钝化剂等。其添加量只占润滑油量的01%~5%左右,并应按试验结果确定具体用量;掺入添加剂时应先配置母液,再将母液趁热加入经过预热的润滑油中(预热温度为60~160℃)。母液的配制也应通过试验确定最合适的浓度。润滑油的品种主要的国产润滑油有以下几种:1)机械油(又名机油、机器油)。机械油属于中等黏度的润滑油;是应用最广泛的一种润滑油。其颜色较深,没有添加剂,抗氧化安定性差,属中等品味的油,不能用于高温高速高压的场合,也不能用于长期循环润滑系统和飞溅润滑中。2)车用机油(又名汽油机油)。这种润滑油的黏度较大,黏温性能好,不积炭、不形成漆状物。主要用于汽油机上各零件的润滑。3)柴油机油。与车用机油类似,主要用于柴油机各部分的润滑。4)汽缸油。主要用于低速重型机械及饱和蒸汽汽缸的润滑。5)过热汽缸油。主要用于过热蒸汽往复式蒸汽汽缸的润滑。6)压缩机油。用于卧式鼓风机以及低、中压往复式压缩机的润滑,这种油的精制程度高,黏度大,凝固点高,抗氧化安定性好,没有残炭,并加有抗氧化剂、抗腐剂等添加剂。7)汽轮机油。主要用于汽轮机、离心压缩机以及发电机等设备的高速滑动轴承的润滑。8)冷冻机油。有适用于以氨或二氧化碳作冷冻剂的冷冻机,也有适于以氟利昂(替代品是RB4a)作冷冻剂的冷冻机,HD25凝固点较低,HD40中加有抗氟剂。选用冷冻机油,首先要考虑凝固点低于冷冻系统的最低温度。9)齿轮油。有HL20、HL30、HL50、HL70、HL90、HL120、HL150、HL200及HL250等多种牌号,主要用于各种闭式齿轮传动的润滑。对于开式齿轮,可以使用黑色残渣油,为了降低其黏度,可用橡胶溶剂油或200号溶剂油稀释后涂用,当溶剂层蒸发后,齿轮上就留下一层油膜。润滑油的选用原则选用润滑油时遵循以下原则:1)在保证有可靠润滑的条件下,优先选用黏度小的润滑油。2)高速轻负荷选用黏度较小的润滑油,低速重载则选用黏度较大的润滑油。3)冬季选用黏度小、凝固点低的润滑油,夏季则应选用黏度大的润滑油。(二)润滑脂润滑脂的组分、质量指标半固体的润滑剂称为润滑脂(俗称黄油或干油)。它由矿物油、稠化剂在高温下混合而成。稠化剂大体上有脂肪酸皂、固化烃以及膨润土三类。添加剂要先加在润滑油中,然后制成润滑脂。直接在润滑脂中加入添加剂是没有什么作用的。添加剂也主要是抗氧剂、抗腐剂、防锈剂以及抗磨剂等。填充剂一般是石墨、炭黑、滑石粉、锌粉、红铅粉等。主要用来赋予润滑脂以某种特殊性能,例如增加承载能力,改变颜色,增加光泽等,用量较大时还能改变脂的稠度。我国目前主要用石墨,以提高高温或重载下的承载能力,应注意加有石墨的润滑脂不能加到高速精密的轴承中使用。润滑脂的静摩擦系数较大,给设备的开车启动增加一定的困难,但运转起来后,润滑脂的工作情况与普通润滑油基本上是一样的,而且运转和停车时都不会泄漏。润滑脂的主要质量指标包括:针入度(稠度)、滴点、皂分含量、水分、腐蚀性、离析量、灰分、游离酸、游离碱以及机械杂质等,其中针入度对润滑脂的润滑性能影响最为主要。一般说来,如果润滑脂存放过久,颜色由浅变深,则表示它们已经氧化变质;如果由透明变得不透明,则说明其中含有游离水;如果表面硬化、裂开、内外颜色不均匀,又不断析出基油,则说明稠化剂已变质;以上各种废旧润滑脂不要再放入摩擦面使用。润滑脂的品种常用的国产润滑脂有以下几种。(1)钠基润滑脂它是动植物油钠皂(脂肪酸钠)与中等黏度的矿物油配制而成的能耐较高温度的润滑脂。工作温度可达110℃,但易溶于水。钠基脂的判别方法是:取一点放在手掌上,然后加入一点水,使它湿润,再用手掌揉搓,如果出现乳化现象即是钠基脂。(2)钙基润滑脂它是用动植物油钙皂(脂肪酸钙)与中等黏度的矿物油配制成的一种中熔点润滑脂(一般工作温度不超过60℃)。由于骨架材料中就含有4%~0%的水作为稳定剂,因此不怕水;但是温度超过70℃时就会失去结晶水而使骨架瓦解,油包分离。钙基润滑脂有ZG1~ZG4四种牌号;牌号高的针入度小,稠度和硬度大;分别适用于中温、中速、轻负荷的轴承润滑;也可用于水泵的填料函中。(3)铝基润滑脂它是用脂肪酸铝皂与矿物油配制而成的具有耐水性能的润滑脂。由于黏附能力强,内摩擦阻力大,不会在离心力作用下分离。适用于在潮湿地方的开式齿轮、联轴器以及凸轮等处的润滑,使用温度可达80℃。只有2U—1一个牌号。(4)锂基润滑脂它是用锂皂与精制矿物油或合成油配制成的具有较大针入度、不怕水的润滑脂,当用低凝点的基油(如合成油)时,最低工作温度可达-50℃,如果用高黏度的基油,则最高使用温度可达130℃。(5)钙钠基润滑脂它是以钙钠皂作稠化剂的润滑脂,兼有钠基脂和钙基脂的优点,即既不怕水,又耐一定的高温。此种润滑脂的基油可以是矿物油(工作温度80~100℃)、蓖麻油与6号合成油(适用于一般电动机的滚动轴承)以及棉籽油或牛油与11号汽缸油(用于压延机轴承)。(6)复合钙基润滑脂它是用由脂酸钙复合的脂肪酸钙皂和矿物油配制成的,既不怕水又能耐高温(150℃)是稳定性好的润滑脂,也是一种适用于中速的万能型滚动轴承的润滑脂。(7)石墨润滑脂它是用石墨作填充剂的润滑脂的统称。由于石墨有良好的抗压能力,因此多用于低速大负荷的摩擦面润滑。(8)膨润土润滑脂它是用经过阴离子表面活化处理的膨润土做骨架材料,耐高温,不怕潮湿,热稳定性能好,基油黏度较高,加有抗氧剂,适用于各种轻、中、重负荷下的滚珠轴承的润滑。(9)二硫化钼润滑脂加有二硫化钼添加剂的润滑脂称为二硫化钼润滑脂。二硫化钼呈片状,片与片之间吸附力极小,在高速高负荷下不易与摩擦面胶合在一起,而且热稳定性和低温性能也好,在高真空下不蒸发,不但适用于高温,也适用于边界摩擦。二硫化钼的加入量并不大,只有3%左右。另外,二硫化钼可单独制成油膏来使用,减摩性能都是良好的。二硫化钼润滑脂不适用于高速精密轴承的润滑,也不能用于以油泵作动力的循环润滑系统中。润滑脂的选用原则润滑脂的选用基本原则与润滑油的选用类似,即高负荷选用针入度较小的润滑脂,高转速则应用针入度较大的润滑脂等。最后,在选用国产油代替进口油时,首先应将进口油的黏度值换算成国产油的黏度值(即应将华氏温度下的赛氏黏度值换算成摄氏温度下的运动黏度值)。然后再按这个换算黏度和其他各项质量指标从国产油标准中选用一种适当的代用油。

常用润滑材料简介论文题目有哪些及答案

原油提炼 以各种脂类合成 石墨

回答 润滑油的作用有:1、润滑减磨:当汽车启动后,活塞和气缸之间等均存在相对摩擦,机油会在两个摩擦表面间形成油膜,从而达到减少磨损的目的;2、清洗:机油能够将发动机零件上的积碳、油泥、金属磨损颗粒等脏东西带回油底壳,达到清洗的效果;3、密封防漏:机油还可以在有相对运动的零件间形成油膜,来提高它们的密封性,有利于防止漏气或漏油;4、防锈防蚀:机油通过零件的运动,会在零件表面形成油膜,这层油膜可以吸附在零件表面上,防止水、空气等与零件表面接触而使零件腐蚀生锈;5、冷却降温:机油能够将发动机中的部分热量带回机油箱,再散发至空气中,起到帮助冷却液冷却发动机的作用。 您好,这是润滑油的作用

润滑油一般来说都是一些高级脂肪烃的混合物,是属于石油产品这一类的,它主要的在机械上面的用途比较大,可以减少表面的摩擦力可以降低机械运动产生的摩擦热量。

润滑油是用在各种类型汽车、机械设备上以减少摩擦,保护机润滑油是用在各种类型机械上以减少摩擦,保护机械及加工件的液体润滑剂,主要起润滑、冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用。润滑油占全部润滑材料的85%,种类牌号繁多,现在世界年用量约3800万吨。对润滑油总的要求是:1. 减摩抗磨,降低摩擦阻力以节约能源,减少磨损以延长机械寿命,提高经济效益;2. 冷却,要求随时将摩擦热排出机外;3. 密封,要求防泄漏、防尘、防窜气;4. 抗腐蚀防锈,要求保护摩擦表面不受油变质或外来侵蚀;5. 清净冲洗,要求把摩擦面积垢清洗排除;6. 应力分散缓冲,分散负荷和缓和冲击及减震;7. 动能传递,液压系统和遥控马达及摩擦无级变速等。

常用润滑材料简介论文题目大全及答案解析

起重机所有轴承均需要做润滑保养,一般使用润滑脂,润滑脂的型号及加入数量及周期,在起重机使用说明书之中有明确规定。起重机常用钢丝绳品种有磷化涂层钢丝绳、镀锌钢丝绳、不锈钢丝绳或涂塑钢丝绳。大气环境中使用,专利技术生产的锰系磷化涂层钢丝绳使用寿命最长,锰系磷化涂层可以大幅度提高制绳钢丝表面的耐磨性和耐蚀性,磷化涂层钢丝绳疲劳寿命是光面钢丝绳的3-4倍,随着对耐磨磷化液的研究,还有进一步提高的可能性。依据磷化涂层钢丝绳目前市场价格,磷化涂层钢丝绳日均使用成本仅仅是光面钢丝绳的百分之三十左右,磷化涂层钢丝绳是光面钢丝绳的升级换代产品,仅供参考。

复合磺酸钙润滑脂的性能及相关因素探讨刘鹏(186-0412-5508)关键词:复合磺酸钙;润滑脂;性能;原料;工艺复合磺酸钙润滑脂是一类新型润滑脂,与其他高温润滑脂相比,性能十分全面,本身就具有优异的高温性能、抗水性能、极压抗磨性能和防锈性能,其泵送性能也能够满足集中润滑的需要。在同时具备高温、多水、重负荷等苛刻条件下的润滑效果要明显优于其他润滑脂,特别适用于钢厂连铸机、连轧机组及类似条件下设备的润滑,有利于简化润滑脂品种,方便用油管理。具体适用部位有:矿用汽车轴承;选矿厂球磨机的主传动轴承;烧结厂振动筛轴承;炼铁厂焦车轴承;各种连铸机大包回转台齿圈;连铸机二冷区、扇形段、拉矫机、输送辊道轴承;各种带钢厂出坯辊道、粗轧机工作辊、精轧机工作辊、卷取机轴承、齿形接手、水泵轴承;无缝钢管厂轧管机定型辊;中厚板厂轧机工作辊、热处理炉的炉底辊道轴承;型材、线材厂轧机工作辊、冷床轴承等。还适用于其他高温、重负荷、多水场合,如船舶、耐火、化工、汽车等行业设备的润滑。1 复合磺酸钙润滑脂的性能及评述1.1复合磺酸钙润滑脂的性能国产复合磺酸钙润滑脂与国外某公司产品的对比见下表: 性能分类 项目 国外某公司产品 复合磺酸钙润滑脂 锥入度 工作锥入度,25℃,1mm 283 285 1/4锥入度,1mm 72 73 高温性能 滴点,℃ 300+ 300+ 可逆性(200℃,2h) 不工作1/4锥入度差,1mm -2 -5 钢网分油(100×24h),% 1 2 防护性能 铜片腐蚀(T2,100℃×24h) 合格 合格 防锈蚀性(52℃×48h),级 1 1 泵送性能 相似粘度(-10℃×10S),PS 606 500 抗剪切性能 滚筒1/4锥入度差(2h×60℃),1mm -1 +2 极压抗磨性 PB值,Kg 90 95 PD值,Kg 800 800 D(40Kg,60min),mm 41 39 综合抗水性 加水20%防锈蚀性(52℃×48h),级 1 1 加水20%滚筒1/4锥入度差(2h×60℃),1mm -5 -3 加水50%滚筒1/4锥入度差(2h×60℃),1mm -12 -6 加水20%四球机PB值,Kg 95 95 加水20%四球机PD值,Kg 500 500 1.2复合磺酸钙润滑脂的性能评述1.2.1高温性能如上表所示,两种复合磺酸钙润滑脂的滴点均大于300℃,分油为2%左右,高温可逆性不工作1/4锥入度差值较小。而其他高温润滑脂,如复合锂、脲基脂在常规生产工艺下,相同试验条件下均有变稠倾向,表明在高温条件下复合磺酸钙润滑脂的稠度是最稳定的。具体比较见下表: 项 目 复合磺酸钙 国外复合磺酸钙 复合锂基脂 聚脲脂 高温可逆性(200℃,2h)不工作1/4锥入度差,1mm -5 -2 -16 -35 1.2.2防护性能两种复合磺酸钙润滑脂的防护性能(铜与钢)均较好。1.2.3泵送性能两种复合磺酸钙润滑脂的相似粘度接近(500 PS以上),能够满足钢厂集中润滑要求。相似粘度与基础油关系较大,在保持稠度号不变情况下,可根据需要选择合适的基础油。国产脂因基础油中含轻质油而相似粘度稍小,更有利于泵送。1.2.4抗剪切性能一般润滑脂的抗剪切性能用滚筒试验(1/4锥入度差)来表示,两种复合磺酸钙润滑脂的抗剪切性能比较优秀,均在5个单位(1mm)以内。1.2.5极压抗磨性能两种复合磺酸钙润滑脂的四球机PB、PD、磨痕比较接近,尤其是烧结负荷PD达800kg,远远超过其他高温润滑脂。在实际应用中会表现出卓越的极压性能。1.2.6综合抗水性能为区别于普通润滑脂的性能,通常将复合磺酸钙润滑脂加入20%以上的水来测试其防护性能、极压性能、剪切性能等指标,暂称为综合抗水性。遇水后的指标越稳定,表明复合磺酸钙润滑脂的性能越优异。通过测试表明,复合磺酸钙润滑脂加20%水后的防护性能(防腐蚀性)不变;锥入度变化较小(5个单位以内);极压性能仍旧较高(PB90kg以上,PD500kg,甚至超过了其他润滑脂新脂水平)。表明复合磺酸钙润滑脂的抗水性能是十分突出的。尤其是加入50%水后,不变软,还有不同程度的变干趋势。这种性能使润滑脂遇水不易从轴承中流失,更易于保护轴承,因此说复合磺酸钙润滑脂特别适合多水条件下使用。但需注意的是由于原料及生产工艺的不同,复合磺酸钙的遇水稳定性不同,有的变软较多,有的变稠较多,总体看遇水后锥入度变化值越小的越好。2 复合磺酸钙润滑脂的成脂机理2.1复合磺酸钙润滑脂的组成复合磺酸钙润滑脂属于一种新型润滑脂,从结构上看也是由基础油、稠化剂、添加剂组成。基础油可以是矿物油或合成油;稠化剂由磺酸钙、碳酸钙(晶体)与复合稠化剂组成;添加剂一般为抗氧剂,也可根据需要加入极压抗磨剂、金属钝化剂、增粘剂等。2.2复合磺酸钙润滑脂的成脂机理高碱值石油磺酸钙在转化剂的作用下由液体转化为半固体脂状,就是磺酸钙润滑脂。高碱值石油磺酸钙是由稀释油、磺酸钙、碳酸钙(无定型)组成,碳酸钙被磺酸钙包裹在里面形成稳定的胶束,外面分布稀释油,整个体系呈稳定透明的液体状态。转化剂通常是含有活泼氢的物质。由于转化剂的极性强于碳酸钙,磺酸钙会从胶束中游离出来去包裹转化剂,原来稳定的稳定胶束体系失去平衡,其中无定型碳酸钙从胶束中游离出来,在转化剂(包括水)的综合作用下聚结成方解石状晶体。反应过程如下:转化剂与碳酸钙反应生成钙盐(皂)、二氧化碳和水:2RC00H + CaC03(无定型) → (RCOO)2Ca+CO2↑+H20二氧化碳、水与碳酸钙生成碳酸氢钙:CaC03(无定型)+ CO2 + H20→Ca(HC03)2碳酸氢钙受热又分解为碳酸钙、二氧化碳、水:Ca(HC03)2 (加热)→CaC03(晶型)+ CO2↑+H20此过程二氧化碳和水重复利用,循环进行,最终几乎全部碳酸钙从稳定的胶束中游离出来,形成方解石状晶体。碳酸钙晶体与磺酸钙相互吸附形成粒径更大的胶体粒子或胶团,胶体粒子或胶团靠分子力和离子力形成交错的网络骨架(即凝胶结构),使油被固定在结构骨架的空隙中。形成了以基础油为分散介质、以含油的凝胶粒子为分散相的二相结构分散体系,就形成了润滑脂。两种复合磺酸钙润滑脂的电镜照片如下:   3 影响复合磺酸钙润滑脂性能的因素3.1复合磺酸钙润滑脂的原料3.1.1高碱值石油磺酸钙高碱值石油磺酸钙的合成反应机理较为复杂,是典型的气、液、固三相胶体化学反应,在反应体系中磺酸或磺酸盐首先与CaO或Ca(OH)2发生中和反应,生成中性磺酸钙,然后在促进剂的作用下进行碳酸化,生成碳酸钙—油溶性磺酸钙胶束。除去有机溶剂、促进剂后得到由碳酸钙和石油磺酸钙的复合胶粒和中性油组成的润滑油清净剂。高碱值石油磺酸钙一般由磺酸钙、碳酸钙、稀释油组成。磺酸钙的烷基碳数一般为12-25左右,碳酸钙为无定型态(被磺酸钙包裹在里面)。二者形成均一稳定的胶束结构。外面分布着稀释油。对润滑脂有重要关系的指标为总碱值、硫含量、透明度。常规指标见下表: 项目 TBN300 TBN400 外观 褐色透明液体 褐色透明液体 密度(6℃),kg/m 1237 1240 油溶性斑点试验 清净 清净 粘度(100℃),mm/s 140 160 总碱值,mgKOH/g 325 395 钙含量,% 6 1 硫含量,% 5 7 总碱值表示其中碳酸钙的含量,硫含量反映了磺酸钙的含量,透明度反映了胶束的粒径。一般用于润滑脂的高碱值石油磺酸钙总碱值为300~400mgKOH/g,其中的碳酸钙(碱式钙盐)含量为26~35%,对润滑脂的主要作用有稠化成脂、提高极压性能、提高剪切稳定性、提高综合抗水性等。磺酸钙(中性钙皂)的含量通常以硫含量表示,但对于制造润滑脂来说不够直观。由于烷基碳数的不准确,用磺酸钙的百分数来表示也确实有一定难度。区别于一般高碱值石油磺酸钙,能否用于制造润滑脂关键在于中性钙皂的含量。含量在25~35%左右为好。即有效组分(碱式钙盐和中性钙皂)在60~70%可以用于制造润滑脂。如果有效组分含量过高,生产时,高碱值石油磺酸钙的稳定性不好,质量不易控制,成品率不高,易出废品。如果有效组分过低,对润滑脂的稠化能力明显不足,甚至不成脂,如果增加其他复合稠化剂的用量也可以成脂,但抗水性能明显变差。磺酸钙对润滑脂的主要作用是稠化成脂、提高防锈性能和综合抗水性能(在遇水时可将部分水包裹起来形成胶束,降低水对润滑脂极压性能、抗剪切性能、防锈性能的影响)。这也是磺酸钙润滑脂抗水性优于其他润滑脂的重要原因。稀释油运动粘度一般为13-30mm/s(40℃),其构成一般为轻组分基础油或存在于磺酸中的重烷基苯。这样小的粘度对制造润滑脂的作用有利有弊。有利的方面是可以降低润滑脂的相似粘度,提高泵送性能。不利的方面是高温时,润滑脂的蒸发损失会变大,流失会严重,易引起润滑脂结焦卡死轴承。基于以上原因,润滑脂所用的高碱值石油磺酸钙应当提倡用中高粘度的矿物油或合成油来制造。但中高粘度基础油对高碱值石油磺酸钙生产稳定性的影响以及成品率的问题可能是需要考虑的问题。用于专门生产润滑脂的高碱值石油磺酸钙指标应增加碳酸钙含量、磺酸钙含量、基础油粘度等指标,有必要建立相应的原料质量标准。3.1.2基础油用于复合磺酸钙润滑脂的基础油一般为矿物油或合成油,但不是所有基础油都适用。各种基础油的成脂情况见下表: 基础油类型 150BS 500SN 环烷基 合成烃 酯类油 聚醚 硅油 成脂情况 良好 良好 良好 良好 一般 不成脂 不成脂 其中石蜡基、环烷基、合成烃油均能稠化成脂,酯类油成脂效果一般,聚醚和硅油不成脂。石蜡基的150BS成脂效果最好,500SN由于粘度小一些成脂稍软;环烷基成脂能力较强,但相似粘度和加水剪切指标稍差。合成烃油大粘度比小粘度的稠化能力好,相似粘度优异。酯类油成脂效果一般,与矿物油或合成油混用,并在脱水后加入成脂效果良好。聚醚和硅油因为与高碱值石油磺酸钙的相容性差而不成脂。需要引起注意的是,要考虑到高碱值石油磺酸钙中稀释油对基础油体系粘度的影响。在稀释油的影响下,一般基础油的综合粘度均会下降。举例说明,某高碱值石油磺酸钙有效组分含量为70%,那么其中稀释油含量为30%,其平均粘度按20(mm/s,40℃)计算;基础油150BS按460(mm/s,40℃)计算,则润滑脂不同比例的原料所对应的基础油综合粘度如下: 项 目 T106,g 0 30 40 50 100 基础油体系 150BS,g 100 70 60 50 0 T106中稀释油,g 0 9 12 15 30 基础油比例 150BS,% 100 6 3 9 0 稀释油,% 0 4 7 1 100 综合基础油粘度(40℃)mm/s 460 286 232 182 20 还有一个问题就是基础油的加入时机,成脂后为调整稠度一般会加入一些基础油。生产中发现,后加的基础油对稠度影响较大。原因可能与磺酸钙的皂结构有关,后加的基础油对皂的稀释作用较大,多以游离油为主,较难进入皂中成为膨化油或吸附油。因此最好将基础油在脱水后的升温过程中全部加完,尽量减少急冷油的加量。3.1.3转化剂制造复合磺酸钙润滑脂的核心是转化剂的选用,几种转化剂的组合效果要优于单一转化剂。经实验表明水与低碳数醇类、低分子有机酸、无机酸、高分子有机酸等混合使用效果较理想。需要注意的是,要达到较快的转化速率和转化效果,不同透明度的高碱值石油磺酸钙需要不同的转化剂。因为磺酸钙胶束结构中的中性钙皂、碱性钙盐含量的不同,胶束的粒径及稳定度不同,表现出来就是透明度的不同。透明度差的胶体结构稳定性差,转化剂易于打破胶体体系的平衡,易于实现转化,效率提高。理论上转化剂和转化工艺不变时,透明度差的易于转化,透明度好的因胶体粒径更小、体系更稳定而不易转化。3.1.4复合稠化剂用于复合磺酸钙润滑脂的复合稠化剂一般为脂肪酸与低分子有机酸或无机酸形成的复合钙皂。也有用聚脲、复合锂、复合铝或膨润土等润滑脂与磺酸钙复配的,效果各有不同,需要做一些考察才能确定。但原则上复合组分越少磺酸钙润滑脂表现出的综合性能越稳定。如果低分子酸的钙盐比例过大,则会出现硬化现象。在复合过程中氢氧化钙的量是容易被忽视的问题,一个是纯度问题,一个是过量的问题。纯度按含量来确定即可;而过量多少则需要综合判断。因参与转化的有机酸可能与碳酸钙完全反应掉了,也有一部分可能被磺酸钙包裹住了(清净剂的作用),在后续过程还要参与反应。所以氢氧化钙的量需要综合成品的指标,根据表现出的性能来调整,方案不同则调整方式各异。3.1.5添加剂由于复合磺酸钙润滑脂本身就具有相当全面的性能,一般不需另加极压剂、防锈剂。可根据需要适当加入一些抗氧剂、钝化剂、增粘剂等。A1、A2均为胺型抗氧剂,以旋转氧弹法快速测试了复合磺酸钙润滑脂对抗氧剂的感受性。试验表明复合磺酸钙对抗氧剂A1的感受性要好于A2或A2+ZDDP组合;A1+A2组合效果更好。具体试验见下表: 项 目 无抗氧剂 A1 A2 A1+A2 A2+ZDDP 抗氧剂添量,% 0 5 5 5+3 3+2 旋转氧弹 (150℃),min 25 282 117 344 64 注1:试样是经过处理的。注2:比例为7%复合磺酸钙润滑脂,93%石蜡基矿物油。一些添加剂会对润滑脂的高温性能有影响,试验表明抗氧剂对高温后的不工作锥入度有一定影响,但仍在一个数量级内。抗氧剂对矿物油型复合磺酸钙基润滑脂高温烘烤后稠度的影响见下表: 项 目 磺酸钙+L115 磺酸钙+V81 磺酸钙+107 蒸发损失(200℃,4h),% 3 9 7 不工作,1/4锥入度差值,1mm -7 -3 -3 工 作,1/4锥入度差值,1mm +3 0 0 注1:表中试样抗氧剂加量均为5% 。注2:试验条件为200℃×4h,降到室温与试验前锥入度的差值。3.2复合磺酸钙润滑脂的生产工艺复合磺酸钙的生产工艺有多种,一般有转化法、皂化法、混合法等。转化法复合磺酸钙润滑脂的生产工艺一般为转化、复合、高温炼制、后处理等工序,此法较为常用。皂化法复合磺酸钙润滑脂的生产工艺一般为反应生成磺酸钙、复合皂、碳酸化、高温炼制、后处理等工序。此法由于碳酸化过程通二氧化碳工艺不易控制,效率较低,不常用。混合法复合磺酸钙润滑脂的生产工艺一般为先制造磺酸钙润滑脂,再与另一种润滑脂混合,搅拌,后处理。另一种组分可以是聚脲、复合锂、复合钙、复合铝等高温润滑脂。3.2.1转化工艺可以这样理解,磺酸钙润滑脂的转化过程是高碱值石油磺酸钙的反向制造过程。高碱值石油磺酸钙的反应过程:中性磺酸钙+促进剂+碳酸钙 → 胶束(碳酸钙+磺酸钙)→ 除去有机溶剂、促进剂高碱值石油磺酸钙的转化过程:转化剂+胶束(碳酸钙+磺酸钙)→ 磺酸钙+碳酸钙(晶体)→ 除去转化剂转化工艺一般为常压法和压力法。压力法不常用,但理论上转化效率应比常压法要高。常压法转化工艺中四个重要的因素是转化剂的用量、转化时间、转化温度和搅拌速度。转化剂适当时用量不大,一般在15%以内(包括水)。应注意转化时体系的粘稠度应控制在合适的范围内。如果过稀,转化过程中的二氧化碳容易从体系中逃逸而不利于转化的继续进行;转化出的碳酸钙也容易聚结为更大的粒子,不利于稠化成脂。如果体系过稠则转化时间要长很多,影响生产效率。如果生产出的润滑脂颜色很浅、透明度差还略显粗糙,表明转化剂用量较大或水量较大。原因是水的极性较强,碳酸钙易聚结为大的粒径,对光的反射率较大,表现为浅色或发白且粗糙。转化时间与转化剂类型有关,可用碳酸钙的红外光谱特征峰来监测转化程度。转化温度也与转化剂类型有关,高挥发性的转化剂需要较低的转化温度,否则转化剂挥发快,不利于转化的进一步进行,应将转化温度控制在转化剂的沸点之下。同时注意有害转化剂(如甲醇)的防护、污染控制、回收与再利用等问题。搅拌速度与体系的粘稠度有关,如果体系较稀,可加大搅拌速度,以避免转化出的碳酸钙过早聚结为大的粒子;如果体系较粘稠可适当降低搅拌速度。3.2.2复合工艺复合工艺与复合稠化剂的类型有关,要与相关稠化剂的特定生产工艺相结合。如复合钙、复合锂、聚脲脂等润滑脂,生产工艺不同则复合工艺会有差别,应根据稠化剂类型灵活调整。其中聚脲润滑脂要考虑水对异氰酸酯的影响,应在脱水后制造聚脲脂或在转化前预制聚脲脂。3.2.3高温炼制高温炼制温度与复合稠化剂的类型有关。如果复合稠化剂量很少,则最高炼制温度在脱水后的130-150℃也能成脂;如果复合稠化剂用量相对较大,则要考虑到复合稠化剂的最高温度。一般二组分复合锂的最高温度为200℃左右;聚脲的最高温度为160-180℃;复合钙在210℃左右。组分相同条件下,不同炼制温度对润滑脂性能的影响见下表,从表中看出当复合钙皂含量为3%时,炼制温度为190℃时,复合磺酸钙润滑脂的剪切及加水剪切性能最稳定。 项目 150℃ 170℃ 190℃ 210℃ 滴点,℃ 300+ 300+ 300+ 300+ 锥入度,1/4锥 1mm 66 64 71 69 滚筒2h,1/4锥入度差,1mm 5 5 4 6 滚筒2h,20%水,1/4锥入度差,1mm 12 9 5 9 备注 本方法中复合钙皂含量3%,基础油为环烷基油 3.2.4后处理工艺复合磺酸钙的后处理工艺与传统润滑脂基本一致,方式有循环剪切、均质机均化、三辊磨研磨。其中循环剪切对润滑脂的分散效果不理想;均质机处理效果较好,适当提高压力可增加稠度;三辊磨的处理效果也较好,但效率较低。4 复合磺酸钙润滑脂的应用经现场应用表明,复合磺酸钙润滑脂在高温、多水、重负荷、冲击负荷部位的应用效果十分优秀。如连铸生产线、连轧生产线、热处理炉的炉底辊轴承、型钢厂的冷床、无缝钢管厂的定型辊轴承、水泵轴承、矿山设备轴承、焦车轴承等。作为一种性能全面的润滑脂,复合磺酸钙润滑脂的应用领域十分广泛。就钢厂而言,国内新建的连铸和轧钢生产线首推复合磺酸钙润滑脂已渐成趋势。应加大研发力度,以适应用户的新需求,替代进口产品,为国内复合磺酸钙润滑脂的发展多做努力。5 结 论(1)国产复合磺酸钙润滑脂与进口产品质量相当。普通指标不能完全反映出该脂的优异性能,引入了综合抗水性指标(加水后的防护性能、剪切稳定性、极压性)。(2)用于生产润滑脂的高碱值石油磺酸钙,其有效组分(碱性钙盐和中性钙皂)的含量是一个重要指标,一般为60~70%左右。其中的轻组分对润滑脂的高温性能有不利影响。石蜡基、环烷基矿物油与合成烃油适合生产复合磺酸钙润滑脂,其他类型合成油因相容性差而不能成脂。转化剂应与高碱值石油磺酸钙的透明度相适应,以多种转化剂混用效果好;用量应以满足转化为原则,一般在15%以下,过多则碳酸钙易聚结,反而影响转化效果。复合稠化剂应尽量少,以减小对润滑脂的不利影响;应当考虑氢氧化钙的加量对润滑脂性能的影响。复合磺酸钙润滑脂只需加入抗氧剂就可拥有全面的性能,一般不用补加其他剂。(3)转化工艺以常压法居多,常压法转化工艺中四个重要的因素是转化剂的用量、转化时间、转化温度和搅拌速度。总原则是保持体系有适当的粘稠度,以利于转化的进行。可以探索加压法转化工艺的效果。复合工艺与复合稠化剂的类型有关,应灵活掌握。炼制温度与复合稠化剂的类型有关,在特定的条件下,炼制温度为190℃时,复合磺酸钙润滑脂的剪切及加水剪切性能最稳定。对于复合磺酸钙润滑脂来说,均质机处理是效果和效率兼备的处理方式。(4)经使用表明,复合磺酸钙润滑脂可用于高温、多水、重负荷、冲击负荷条件下设备的润滑,通用性极强,很有发展前途。参考文献[1]刘鹏.复合磺酸钙基润滑脂的研究.全国第十三届润滑脂技术交流会论文集.2005[2]张林雅.磺酸钙基脂的研制.腐蚀科学与防护技术.2007[3]益建国.复合磺酸钙基润滑脂的结构组成及应用.汽车工艺与材料.2005[4]刘显秋.高碱性复合磺酸钙基润滑脂.合成润滑材料.2004[5]付兴国,匡奕九,曹镭,靳印牢,张景河.润滑油清净剂胶体结构与性能关系的研究.石油炼制与化工.1996[6]白生军,代敏,马忠庭,雷兵,韩韫,钱铮.超重力法合成高碱值石油磺酸钙的研究.当代化工.2008[7]朱廷彬等.润滑脂技术大全.2005[8]任海栋.复合磺酸钙基润滑脂的研究.全国第十四届润滑脂技术交流会论文集.2007[9]孙辉,李元鸿等.用旋转氧弹法评价润滑脂氧化安定性.全国第十四届润滑脂技术交流会论文集.2007

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