潤滑油知識 一、 潤滑油作用 潤滑油是用在各種類型機(jī)械上以減少摩擦，保護(hù)機(jī)械及加工件的液體潤滑劑，主要起潤滑、冷卻、防銹、清潔、密封和緩沖等作用。潤滑油占全部潤滑材料的85%，種類牌號繁多，現(xiàn)在世界年用量約3800萬噸。對潤滑油總的要求是： （1） 減摩抗磨，降低摩擦阻力以節(jié)約能源，減少磨損以延長機(jī)械壽命，提高經(jīng)濟(jì)效益； （2） 冷卻，要求隨時將摩擦熱排出機(jī)外； （3） 密封，要求防泄漏、防塵、防串氣； （4） 抗腐蝕防銹，要求保護(hù)摩擦表面不受油變質(zhì)或外來侵蝕； （5） 清凈沖洗，要求把摩擦面積垢清洗排除； （6） 應(yīng)力分散緩沖，分散負(fù)荷和緩和沖擊及減震； （7） 動能傳遞，液壓系統(tǒng)和遙控馬達(dá)及摩擦無級變速等。 二、潤滑油組成 潤滑油一般由基礎(chǔ)油和添加劑兩部分組成。基礎(chǔ)油是潤滑油的主要成分，決定著潤滑油的基本性質(zhì)，添加劑則可彌補(bǔ)和改善基礎(chǔ)油性能方面的不足，賦予某些新的性能，是潤滑油的重要組成部分。 1、潤滑油基礎(chǔ)油 潤滑油基礎(chǔ)油主要分礦物基礎(chǔ)油及合成基礎(chǔ)油兩大類。礦物基礎(chǔ)油應(yīng)用廣泛，用量很大（約 95%以上），但有些應(yīng)用場合則必須使用合成基礎(chǔ)油調(diào)配的產(chǎn)品，因而使合成基礎(chǔ)油得到迅速發(fā)展。 礦油基礎(chǔ)油由原油提煉而成。潤滑油基礎(chǔ)油主要生產(chǎn)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(bǔ)充精制。1995年修訂了我國現(xiàn)行的潤滑油基礎(chǔ)油標(biāo)準(zhǔn)，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(chǔ)油標(biāo)準(zhǔn)。礦物型潤滑油的生產(chǎn)，最重要的是選用最佳的原油。 礦物基礎(chǔ)油的化學(xué)成分包括高沸點(diǎn)、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(huán)烷烴（單環(huán)、雙環(huán)、多環(huán)）、芳烴（單環(huán)芳烴、多環(huán)芳烴）、環(huán)烷基芳烴以及含氧、含氮、含硫有機(jī)化合物和膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等非烴類化合物。 2、添加劑 添加劑是近代高級潤滑油的精髓，正確選用合理加入，可改善其物理化學(xué)性質(zhì)，對潤滑油賦予新的特殊性能，或加強(qiáng)其原來具有的某種性能，滿足更高的要求。根據(jù)潤滑油要求的質(zhì)量和性能，對添加劑精心選擇，仔細(xì)平衡，進(jìn)行合理調(diào)配，是保證潤滑油質(zhì)量的關(guān)鍵。一般常用的添加劑有：粘度指數(shù)改進(jìn)劑，傾點(diǎn)下降劑，抗氧化劑，清凈分散劑，摩擦緩和劑，油性劑，極壓劑，抗泡沫劑，金屬鈍化劑，乳化劑，防腐蝕劑，防銹劑，破乳化劑。 三、潤滑油脂的基本性能 潤滑油是一種技術(shù)密集型產(chǎn)品，是復(fù)雜的碳?xì)浠衔锏幕旌衔铮湔嬲褂眯阅苡质菑?fù)雜的物理或化學(xué)變化過程的綜合效應(yīng)。潤滑油的基本性能包括一般理化性能、特殊理化性能和模擬臺架試驗(yàn)。 一般理化性能 每一類潤滑油脂都有其共同的一般理化性能，以表明該產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量。對潤滑油來說，這些一般理化性能如下： （1）外觀（色度） 油品的顏色，往往可以反映其精制程度和穩(wěn)定性。對于基礎(chǔ)油來說，一般精制程度越高，其烴的氧化物和硫化物脫除的越干凈，顏色也就越淺。但是，即使精制的條件相同，不同油源和基屬的原油所生產(chǎn)的基礎(chǔ)油，其顏色和透明度也可能是不相同的。 對于新的成品潤滑油，由于添加劑的使用，顏色作為判斷基礎(chǔ)油精制程度高低的指標(biāo)已失去了它原來的意義。 （2）密度 密度是潤滑油最簡單、最常用的物理性能指標(biāo)。潤滑油的密度隨其組成中含碳、氧、硫的數(shù)量的增加而增大，因而在同樣粘度或同樣相對分子質(zhì)量的情況下，含芳烴多的，含膠質(zhì)和瀝青質(zhì)多的潤滑油密度最大，含環(huán)烷烴多的居中，含烷烴多的最小。 （3）粘度 粘度反映油品的內(nèi)摩擦力，是表示油品油性和流動性的一項(xiàng)指標(biāo)。在未加任何功能添加劑的前提下，粘度越大，油膜強(qiáng)度越高，流動性越差。 （4）粘度指數(shù) 粘度指數(shù)表示油品粘度隨溫度變化的程度。粘度指數(shù)越高，表示油品粘度受溫度的影響越小，其粘溫性能越好，反之越差。 （5）閃點(diǎn) 閃點(diǎn)是表示油品蒸發(fā)性的一項(xiàng)指標(biāo)。油品的餾分越輕，蒸發(fā)性越大，其閃點(diǎn)也越低。反之，油品的餾分越重，蒸發(fā)性越小，其閃點(diǎn)也越高。同時，閃點(diǎn)又是表示石油產(chǎn)品著火危險性的指標(biāo)。油品的危險等級是根據(jù)閃點(diǎn)劃分的，閃點(diǎn)在45℃以下為易燃品，45℃以上為可燃品，在油品的儲運(yùn)過程中嚴(yán)禁將油品加熱到它的閃點(diǎn)溫度。在粘度相同的情況下，閃點(diǎn)越高越好。因此，用戶在選用潤滑油時應(yīng)根據(jù)使用溫度和潤滑油的工作條件進(jìn)行選擇。一般認(rèn)為，閃點(diǎn)比使用溫度高20～30℃，即可安全使用。 （6）凝點(diǎn)和傾點(diǎn) 凝點(diǎn)是指在規(guī)定的冷卻條件下油品停止流動的最高溫度。油品的凝固和純化合物的凝固有很大的不同。油品并沒有明確的凝固溫度，所謂“凝固”只是作為整體來看失去了流動性，并不是所有的組分都變成了固體。 潤滑油的凝點(diǎn)是表示潤滑油低溫流動性的一個重要質(zhì)量指標(biāo)。對于生產(chǎn)、運(yùn)輸和使用都有重要意義。凝點(diǎn)高的潤滑油不能在低溫下使用。相反，在氣溫較高的地區(qū)則沒有必要使用凝點(diǎn)低的潤滑油。因?yàn)闈櫥偷哪c(diǎn)越低，其生產(chǎn)成本越高，造成不必要的浪費(fèi)。一般說來，潤滑油的凝點(diǎn)應(yīng)比使用環(huán)境的最低溫度低5~7℃。但是特別還要提及的是，在選用低溫的潤滑油時，應(yīng)結(jié)合油品的凝點(diǎn)、低溫粘度及粘溫特性全面考慮。因?yàn)榈湍c(diǎn)的油品，其低溫粘度和粘溫特性亦有可能不符合要求。 凝點(diǎn)和傾點(diǎn)都是油品低溫流動性的指標(biāo)，兩者無原則的差別，只是測定方法稍有不同。同一油品的凝點(diǎn)和傾點(diǎn)并不完全相等，一般傾點(diǎn)都高于凝點(diǎn)2～3℃，但也有例外。 （7）酸值、堿值和中和值 酸值是表示潤滑油中含有酸性物質(zhì)的指標(biāo)，單位是mgKOH/g。酸值分強(qiáng)酸值和弱酸值兩種，兩者合并即為總酸值（簡稱TAN）。我們通常所說的“酸值”，實(shí)際上是指“總酸值（TAN）”。 堿值是表示潤滑油中堿性物質(zhì)含量的指標(biāo)，單位是mgKOH/g。 堿值亦分強(qiáng)堿值和弱堿值兩種，兩者合并即為總堿值（簡稱TBN）。我們通常所說的“堿值”實(shí)際上是指“總堿值（TBN）”。 中和值實(shí)際上包括了總酸值和總堿值。但是，除了另有注明，一般所說的“中和值”，實(shí)際上僅是指“總酸值”，其單位也是mgKOH/g 。 （8）水分 水分是指潤滑油中含水量的百分?jǐn)?shù)，通常是重量百分?jǐn)?shù)。潤滑油中水分的存在，會破壞潤滑油形成的油膜，使?jié)櫥Ч儾睿铀儆袡C(jī)酸對金屬的腐蝕作用，銹蝕設(shè)備，使油品容易產(chǎn)生沉渣。總之，潤滑油中水分越少越好。 （9）機(jī)械雜質(zhì) 機(jī)械雜質(zhì)是指存在于潤滑油中不溶于汽油、乙醇和苯等溶劑的沉淀物或膠狀懸浮物。這些雜質(zhì)大部分是砂石和鐵屑之類，以及由添加劑帶來的一些難溶于溶劑的有機(jī)金屬鹽。通常，潤滑油基礎(chǔ)油的機(jī)械雜質(zhì)都控制在0.005%以下（機(jī)雜在0.005%以下被認(rèn)為是無）。 （10）灰分和硫酸灰分 灰分是指在規(guī)定條件下，灼燒后剩下的不燃燒物質(zhì)。灰分的組成一般認(rèn)為是一些金屬元素及其鹽類。灰分對不同的油品具有不同的概念，對基礎(chǔ)油或不加添加劑的油品來說，灰分可用于判斷油品的精制深度。對于加有金屬鹽類添加劑的油品（新油），灰分就成為定量控制添加劑加入量的手段。國外采用硫酸灰分代替灰分。其方法是：在油樣燃燒后灼燒灰化之前加入少量濃硫酸，使添加劑的金屬元素轉(zhuǎn)化為硫酸鹽。 （11）殘?zhí)? 油品在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)條件下，受熱蒸發(fā)和燃燒后形成的焦黑色殘留物稱為殘?zhí)俊執(zhí)渴菨櫥突A(chǔ)油的重要質(zhì)量指標(biāo)，是為判斷潤滑油的性質(zhì)和精制深度而規(guī)定的項(xiàng)目。潤滑油基礎(chǔ)油中，殘?zhí)康亩嗌伲粌H與其化學(xué)組成有關(guān)，而且也與油品的精制深度有關(guān)，潤滑油中形成殘?zhí)康闹饕镔|(zhì)是：油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)及多環(huán)芳烴。這些物質(zhì)在空氣不足的條件下，受強(qiáng)熱分解、縮合而形成殘?zhí)俊Ｓ推返木粕疃仍缴睿錃執(zhí)恐翟叫　Ｒ话阒v，空白基礎(chǔ)油的殘?zhí)恐翟叫≡胶谩? 現(xiàn)在，許多油品都含有金屬、硫、磷、氮元素的添加劑，它們的殘?zhí)恐岛芨撸虼撕砑觿┯偷臍執(zhí)恳咽執(zhí)繙y定的本來意義。機(jī)械雜質(zhì)、水分、灰分和殘?zhí)慷际欠从秤推芳儩嵭缘馁|(zhì)量指標(biāo)，反映了潤滑基礎(chǔ)油精制的程度。 特殊理化性能 除了上述一般理化性能之外，每一種潤滑油品還應(yīng)具有表征其使用特性的特殊理化性質(zhì)。越是質(zhì)量要求高，或是專用性強(qiáng)的油品，其特殊理化性能就越突出。反映這些特殊理化性能的試驗(yàn)方法簡要介紹如下： （1）氧化安定性 氧化安定性說明潤滑油的抗老化性能，一些使用壽命較長的工業(yè)潤滑油都有此項(xiàng)指標(biāo)要求，因而成為這些種類油品要求的一個特殊性能。測定油品氧化安定性的方法很多，基本上都是一定量的油品在有空氣（或氧氣）及金屬催化劑的存在下，在一定溫度下氧化一定時間，然后測定油品的酸值、粘度變化及沉淀物的生成情況。一切潤滑油都依其化學(xué)組成和所處外界條件的不同，而具有不同的自動氧化傾向。隨使用過程而發(fā)生氧化作用，因而逐漸生成一些醛、酮、酸類和膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等物質(zhì)，氧化安定性則是抑制上述不利于油品使用的物質(zhì)生成的性能。 （2）熱安定性 熱安定性表示油品的耐高溫能力，也就是潤滑油對熱分解的抵抗能力，即熱分解溫度。一些高質(zhì)量的抗磨液壓油、壓縮機(jī)油等都提出了熱安定性的要求。油品的熱安定性主要取決于基礎(chǔ)油的組成，很多分解溫度較低的添加劑往往對油品安定性有不利影響；抗氧劑也不能明顯地改善油品的熱安定性。 （3）油性和極壓性 油性是潤滑油中的極性物在摩擦部位金屬表面上形成堅(jiān)固的理化吸附膜，從而起到耐高負(fù)荷和抗摩擦磨損的作用，而極壓性則是潤滑油的極性物在摩擦部位金屬表面上，受高溫、高負(fù)荷發(fā)生摩擦化學(xué)作用分解，并和表面金屬發(fā)生摩擦化學(xué)反應(yīng)，形成低熔點(diǎn)的軟質(zhì)（或稱具可塑性的）極壓膜，從而起到耐沖擊、耐高負(fù)荷高溫的潤滑作用。 （4）腐蝕和銹蝕 由于油品的氧化或添加劑的作用，常常會造成鋼和其它有色金屬的腐蝕。腐蝕試驗(yàn)一般是將紫銅條放入油中，在100℃下放置3小時，然后觀察銅的變化；而銹蝕試驗(yàn)則是在水和水汽作用下，鋼表面會產(chǎn)生銹蝕，測定防銹性是將30ml蒸餾水或人工海水加入到300ml試油中，再將鋼棒放置其內(nèi)，在54℃下攪拌24小時，然后觀察鋼棒有無銹蝕。油品應(yīng)該具有抗金屬腐蝕和防銹蝕作用，在工業(yè)潤滑油標(biāo)準(zhǔn)中，這兩個項(xiàng)目通常都是必測項(xiàng)目。 （5）抗泡性 潤滑油在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，由于有空氣存在，常會產(chǎn)生泡沫，尤其是當(dāng)油品中含有具有表面活性的添加劑時，則更容易產(chǎn)生泡沫，而且泡沫還不易消失。潤滑油使用中產(chǎn)生泡沫會使油膜破壞，使摩擦面發(fā)生燒結(jié)或增加磨損，并促進(jìn)潤滑油氧化變質(zhì)，還會使?jié)櫥到y(tǒng)氣阻，影響潤滑油循環(huán)。因此抗泡性是潤滑油等的重要質(zhì)量指標(biāo)。 （6）水解安定性 水解安定性表征油品在水和金屬（主要是銅）作用下的穩(wěn)定性，當(dāng)油品酸值較高，或含有遇水易分解成酸性物質(zhì)的添加劑時，常會使此項(xiàng)指標(biāo)不合格。它的測定方法是將試油加入一定量的水之后，在銅片和一定溫度下混合攪動一定時間，然后測水層酸值和銅片的失重。 （7）抗乳化性 工業(yè)潤滑油在使用中常常不可避免地要混入一些冷卻水，如果潤滑油的抗乳化性不好，它將與混入的水形成乳化液，使水不易從循環(huán)油箱的底部放出，從而可能造成潤滑不良。因此抗乳化性是工業(yè)潤滑油的一項(xiàng)很重要的理化性能。一般油品是將40ml試油與 40ml 蒸餾水在一定溫度下劇烈攪拌一定時間，然后觀察油層-水層-乳化層分離成40-37-3ml的時間；工業(yè)齒輪油是將試油與水混合，在一定溫度和6000轉(zhuǎn)/分下攪拌5分鐘，放置5小時，再測油、水、乳化層的毫升數(shù)。 （8）空氣釋放值 液壓油標(biāo)準(zhǔn)中有此要求，因?yàn)樵谝簤合到y(tǒng)中，如果溶于油品中的空氣不能及時釋放出來，那么它將影響液壓傳遞的精確性和靈敏性，嚴(yán)重時就不能滿足液壓系統(tǒng)的使用要求。測定此性能的方法與抗泡性類似，不過它是測定溶于油品內(nèi)部的空氣（霧沫）釋放出來的時間。 （9）橡膠密封性 在液壓系統(tǒng)中以橡膠做密封件者居多，在機(jī)械中的油品不可避免地要與一些密封件接觸，橡膠密封性不好的油品可使橡膠溶脹、收縮、硬化、龜裂，影響其密封性，因此要求油品與橡膠有較好的適應(yīng)性。液壓油標(biāo)準(zhǔn)中要求橡膠密封性指數(shù)，它是以一定尺寸的橡膠圈浸油一定時間后的變化來衡量。 （10）剪切安定性 加入增粘劑的油品在使用過程中，由于機(jī)械剪切的作用，油品中的高分子聚合物被剪斷，使油品粘度下降，影響正常潤滑。因此剪切安定性是這類油品必測的特殊理化性能。測定剪切安定性的方法很多，有超聲波剪切法、噴嘴剪切法、威克斯泵剪切法、 FZG 齒輪機(jī)剪切法，這些方法最終都是測定油品的粘度下降率。 （11）溶解能力 溶解能力通常用苯胺點(diǎn)來表示。不同級別的油對復(fù)合添加劑的溶解極限苯胺點(diǎn)是不同的，低灰分油的極限值比過堿性油要大，單級油的極限值比多級油要大。 （12）揮發(fā)性 基礎(chǔ)油的揮發(fā)性對油耗、粘度穩(wěn)定性、氧化安定性有關(guān)。這些性質(zhì)對多級油和節(jié)能油尤其重要。 （13）防銹性能 這是專指防銹油脂所應(yīng)具有的特殊理化性能，它的試驗(yàn)方法包括潮濕試驗(yàn)、鹽霧試驗(yàn)、疊片試驗(yàn)、水置換性試驗(yàn)，此外還有百葉箱試驗(yàn)、長期儲存試驗(yàn)等。 （14）電氣性能 電氣性能是絕緣油的特有性能，主要有介質(zhì)損失角、介電常數(shù)、擊穿電壓、脈沖電壓等。基礎(chǔ)油的精制深度、雜質(zhì)、水分等均對油品的電氣性能有較大的影響。 （15）潤滑脂的特殊理化性能 潤滑脂除一般理化性能外，專門用途的脂還有其特殊的理化性能。如防水性好的潤滑脂要求進(jìn)行水淋試驗(yàn)；低溫脂要測低溫轉(zhuǎn)矩；多效潤滑脂要測極壓抗磨性和防銹性；長壽命脂要進(jìn)行軸承壽命試驗(yàn)等。這些性能的測定也有相應(yīng)的試驗(yàn)方法。 （16）其它特殊理化性能 每種油品除一般性能外，都應(yīng)有自己獨(dú)特的特殊性能。例如，淬火油要測定冷卻速度；乳化油要測定乳化穩(wěn)定性；液壓導(dǎo)軌油要測防爬系數(shù)；噴霧潤滑油要測油霧彌漫性；冷凍機(jī)油要測凝絮點(diǎn)；低溫齒輪油要測成溝點(diǎn)等。這些特性都需要基礎(chǔ)油特殊的化學(xué)組成，或者加入某些特殊的添加劑來加以保證。