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润滑剂

一、润滑油、润滑脂的定义
        所谓润滑剂,简单地说是介于两个相对运动的物体之间,具有减少因接触而产生的摩擦与磨损的物质。例如,润滑油与润滑脂都是润滑剂的一种。
        润滑剂最重要的功能是减少摩擦与磨损, 但在不同的应用上除具备这两项最重要的润滑功能外, 还具备其它不同的功能。润滑剂也因具动力媒介,热传导与绝缘等性能而用于非相对运动体的一种纯功能性油。综合其所具备的功能如下:

● 减少摩擦。       ● 液压传动。

● 减少磨损。       ● 防震。

● 降低温度。       ● 密封。

● 防止生锈与腐蚀。 ● 热传导。

● 清净。         ● 绝缘。

 

二、润滑剂的种类

润滑剂若依其物理状态可分为下列四大类:

1.      固体润滑剂(Solid Lubricants)

2.        气体润滑剂(Gaseous Lubricants)

3.        液体润滑剂(Liquid Lubricants)

4.        半固体润滑剂(Semi-Solid Lubricants)

图表1.依物理状态之润滑剂分类

固体润滑剂 石墨粉、二硫化钼粉等
气体润滑剂 空气、油雾等
液体润滑剂 1.      矿物性液体润滑剂-各种润滑油

2.        合成液体润滑剂-合成润滑油

3.        非石油基润滑剂-煞车油等

4.      动植物油脂-牛油、猪油等

半固体润滑剂 润滑脂

液体润滑剂与固体润滑剂,在某些情况下会因温度的变化而有物理或化学上性状改变。例如:

目前常用的活性极压润滑剂(Active Extreme Pressure Lubricants)是液体润滑剂,但在润滑过程中,油中所含的活性化合物会因金属相互接触产生高温与金属表面发生化学反应,生成一层固体的润滑保护膜,结附(Plate)其上,有效减低机件的摩擦。

另有一种「块状润滑脂」(Block Grease),常温下为固体,须用刀切后加入轴承中,但加入轴承之后,即因热而熔化,成为液体润滑机件。

(一) 固体润滑剂

固体润滑剂为两个相对运动的接触面间,可以减少磨擦与磨损的任何固体物质。它可以分成四大类:结构性、机械性、皂类、与化学活性的固体润滑剂。这些固体润滑剂的主要目的是要在磨擦面间建立连续与黏附的坚硬或柔软的薄膜,而铺施薄膜可以用机械方式、化学、电子化学、或以物理过程的方式,如滴漏、涂抹、喷漆、浸润、电解、电泳、烧结、烘烤、与喷雾等方式。石墨、二硫化钼与PTFE是使用最广泛也最常使用的固体润滑剂,其它的固体润滑剂在工业界仍未广泛使用。

1. 结构性固体润滑剂:

石墨粉(Graphite)

石墨是一种黑色光泽性的固体,性滑腻,供润滑剂使用时都研磨成极细的粉末。
石墨粉对金属表面的吸着力强,能有效填补轴承或齿轮表面的微细凹痕,使机件运转时平稳而少杂音,且减低磨耗。
供润滑用的石墨粉有二种,一是天然石墨(Natural Graphite),呈片状或无定形状,来自于地下的石墨矿;二是人造石墨(Artificial Graphite),采用电炉法于高温下处理精制的焦碳而成。

石墨粉的特点是它可耐很高的温度。例如,军用汽轮机减阻轴承在1000℉的温度下操作,曾使用石墨粉润滑,有良好效果的记录。
石墨粉在空气中使用时,温度虽高至400℃(752℉),也没有氧化现象。温度再高时,稍有氧化的可能,但其生成物为无害无毒的二氧化碳气体。在600℃左右的温度下仍能有效润滑机件,在惰性气体中可耐到1000℃的高温。
石墨的低磨擦并不是单以其结晶的结构为基础, 它也依赖水汽下提供了表面低的胶黏,所以在大气中以及水汽存在下,发展出最好的润滑效能。但在真空中,润滑作用不良,故石墨粉不宜用于真空及太空机件的润滑。

石墨粉的品质高低不一,价格也高低不等。供润滑用者,必须采用灰份低与杂质少的片状石墨。供填函(Packing)用的填函级石墨粉(Packing Grade Graphite)也是良好的润滑用品级。石墨粉多调配于润滑脂或轻质油后加入机件中,供润滑之用。例如,高温下的锅炉自动给煤炉栅链销,用二号或三号之杯脂,调入510﹪的石墨粉润滑,杯脂虽遇热熔化或碳化,但仍留下固体的石墨润滑剂,发挥其润滑效能。

二硫化钼粉(MoS2

二硫化钼(Molybdenum Disulfide,简称Molysulfide),为一种无机性的矿物,呈蓝黑色,在电子显微镜下观察,也是片状的结晶,为近年来发展很快的固体润滑剂。

350℃温度下,二硫化钼无明显的氧化作用,在真空及惰性气体中,至少可耐600℃的高温。

无论在大气中,水汽下,或真空中,二硫化钼均能有效润滑机件,此点较石墨粉为优,故可用于太空等真空中作业的机件。

由于二硫化钼中所含的硫份对于钢铁等金属表面具有良好的吸附特性,且能有效填盖机件的微小凹陷部份,故有利于磨损或变形机件的润滑。

又因二硫化钼粉对金属表面具有良好的附着特性,故可调入润滑油中供轴承、齿轮、及滑动面(Slideway)之润滑;以及混入高级润滑油脂中,供高温及大型而低速之滑动面,如车辆的球形接头(Ball Joint),货柜车的转向架(又称转向盘)等的润滑。

二硫化钼粉的纯度对于润滑效果影响亦大,故应选用结晶粒子小,纯度高的二硫化钼粉,且不含磨擦性杂质者为主要要求。

二硫化钨(WoS2

二硫化钨(Tungsten Disulfide)也是耐高温的固体润滑剂,因含硫份,效果与二硫化钼相同,但耐温可达9001000℃(1,6521,832℉)。

结构性固体润滑剂有各种不同的产品,如图表二:

图表二 结构性固体润滑剂

名称

英文名称

化学式

 石墨  Graphite  C
 氟化石墨  Graphite fluoride  (CFx)n
 二硫化钼  Molybdenum disulfide  MoS2
 二硒化钼  Molybdenum diselenide  MoSe2
 二硫化钨  Tungsten disulfide  WS2
 二硒化钨  Tungsten diselenide  WSe2
 二硫化铌  Niobium disulfide  NbS2
 二硒化铌  Niobium diselenide  NbSe2
 二硫化钽  Tantalum disulfide  TaS2
 二硒化钽  Tantalum diselenide  TaSe2
 二硫化钛  Titanium disulfide  TiS2
 鍗化钛  Titanium telluride  TiTe2
 氟化铈  Cerium fluoride  CeF3
 氢氧化钡  Barium hydroxide  Ba(OH)2
 氯化镉  Cadmium chloride  CdCl2
 氯化钴  Cobalt chloride  CoCl2
 氯化锆  Zirconium chloride  ZrCl2
 氯化铅  Lead chloride  PbCl2
 碘化铅  Lead iodide  PbI2
 氮化硼  Boron nitride  BN
 硫酸银  Silver sulfate  Ag2SO4
 硼砂  Borax  Na2B4O7
 滑石  Talc  Mg3(OH)2Si2O10
 云母  Mica  KAI2(Si3Al)O10(OH)2

 

2. 机械性固体润滑剂:

该分类中有不同种类的物质其润滑效果是以不同的物理,机械性能或特殊情况而定。

有机化合物(PTFE)

聚四氟乙烯(Poly-tetrafluoroethylene),简称「PTFE」及聚氟氯乙烯(Poly-chloro-fluoroethylene)为耐高温润滑剂,性能优异。图表三列出一些使用的自身润滑有机化合物

图表三 自身润滑有机化合物

线型聚合物 (热塑型类)

交联聚合物 (热固型类)

 Polytetrafluoroethylene (PTFE)  Phenol-formaldehyde
 Fluoroethylenepropylene (FEP)  Urea-melamine-formaldehyde
 Perfluoroalkoxy (PFA)  Epoxy resin
 Polyethylene (PE)  Phenolic resin
 Polypropylene (PP)  Unsaturated polyester resin
 Polyurethane (PU)  Polyimides
 Polyamide  
 Polyacetals  
 Polyterephthalate  
 Polysiloxanes  
 Nylon  

聚合物的滑动特性视其化学本性与其聚合的配对伙伴而定,负荷能力大小与热消散有关,聚合物的磨擦特性受温度变化影响很小。加入二硫化钼、石墨与金属粉末能改善聚合物的磨擦特性与增加其硬度,石墨也可增加PTFE体的弹性度。

金属薄膜

硬质机件表面附着的软性金属膜,可防止硬质金属的直接接触而能够减低摩擦。例如在工具钢上涂以4×10-4cm之金属铱薄膜,即具有良好的减磨特性。金属面涂一层软性金属薄膜可减低磨擦,磨擦的大小视软性金属薄膜的剪切力而定;耐久性则视其薄膜的硬度、同构型、与黏附性而定;软性金属薄层的润滑效果因其熔点而有所限制。除铱外其它软性金属薄膜的使用金属如图表四:

图表四 自身润滑金属薄膜

   铅层
   锡层
   银层
   铟层
   钡层
   黄金层
   铝层
   镍与镍铬合金
   铜与铜合金
   锌与锌合金

化学面层(转换薄膜)

除了一些暴露于空气下所自然形成的金属氧化物外,还有因化学或电子化学作用能在金属表面形成固体的润滑薄膜。化学表面薄层如锌、铁、或磷酸镁的作用类似柔软的金属保护膜,但它已不是金属物质而是金属盐。以磷酸处理在金属表面会产生一层薄膜,微晶、具极黏附性的磷酸盐层,它可以降低磨擦系数与磨合期间咬死的危险,它的厚度通常只有2-5μm

玻璃

玻璃的润滑性视其组成而定,在特定温度下的磨擦系数与黏度、热传导性、剪切率、剪切面积、溶解润滑面上的氧化物能力、与金属接触面的角度有关,因为这些因子会决定玻璃对金属的润湿能力,使用玻璃为润滑剂的重要性特别在操作温度约于1500°C时的金属成形操作下可以看出。

无机化合物

硫化物、氟化物、磷酸盐、与氢氧化物被视为是支持剂或是能产生减低磨擦与磨损层的一种催化剂。例如氢氧化钙协助钢铁磨擦面间氧化铁薄层的生成。这个氧化物有较佳的磨润性能,也许是因为它的较有利的立体密叠的薄层结构,薄层的生成视钢铁表面的化学组成成分而定。硫磺粉(Sulfur Flour)为淡黄色的粉末,具特殊臭味,一般润滑并不多用,但多加入切削油中供难于切削的钢铁合金之用。此外,亦多用于发烧的轴承。当轴承因缺油而发烧时,残留的油料甚或发出白烟,但轴承合金尚未熔化或损坏时,可立即将硫磺粉调入高黏度的润滑油后加入轴承中,可有效降低温度。此时乃利用硫磺与钢铁,在高温下发生化学反应,生成硫化铁合金膜的效果。 其它的无机化合物如下图表五:

图表五 无机化合物需一种支持介质

 硫化金属  ZnS, SnS2, FeS
 氟化金属  CaF2 LiF
 磷酸金属  Zn2P2O7 Ca3(PO4)2 Fe2P2O7
 氢氧化金属  Ca(OH)2 Mg(OH)2 Zn(OH)2
 氧化金属  PbO ZnO FeO Fe2O3

金属粉末

相对于结构性润滑剂与自身润滑的机械性润滑剂,其它的机械润滑剂的润滑特性主要是以媒介物质与胶合剂的支持效果为基础的,这些媒介物质如铅、锡、锌、铜、银与铟的主要目的是要改善非自身润滑的机械性润滑剂的黏附与凝结的性能。粉状固体润滑剂的缺点是难于附着金属表面。为补救此一缺点,除使用媒介物外,亦可用有机胶合剂(Organic Binders)或无机胶合剂(Inorganic Binders)混入粉状的固体润滑剂中,喷射胶结于轴承内壁,硬化之后,形成一层附着力甚强的固体润滑层,特称「胶结润滑剂涂膜」(Boned-solid Lubricant Coatings)或「干膜润滑剂」(Dry Film Lubricant)。常用的有机胶合剂为压克型树脂(Alksd Resin),酚型树脂(Phenolics)及环氧聚酯树脂(Epoxy Resin)。无机胶合剂为硅酸盐与磷酸盐。

胶结润滑膜系由固体润滑粉末均匀分散于树脂及溶剂中,然后涂于轴承上。其涂法与涂刷油漆相同,俟溶剂挥发后,将轴承烘热,树脂即固化而形成润滑膜。

此种润滑膜的成本大、费用高,而且不能换新或补充,故使用难于推广普遍,但却特别适用于下列情况:

● 摩擦表面容易熔化、咬死、或漏电腐蚀者。

● 长期无法加油者。

● 使用任何润滑油脂均失效者。

● 使用任何润滑油脂均有污染困扰者。

以硬度为基础的闲接润滑性物质

氧化物、硼化物、氮化物或硅酸盐的蒸气积垢(Vapor – deposited, VD)涂膜通常都有较高的磨擦系数值,但在高温时可防止磨擦面咬死并提供极优的抗磨损能力。另一较新的薄膜层,且已被证实具有良好的磨润性能的是钻石般无固定形式的碳,被指为是DLC (Diamond-Like Carbon),它的硬度在50013000 HV之间,视其氢化的多寡而不同,由零至50%不等。

3. 皂类

皂类是较高的饱和的与非饱和的脂肪酸与树脂酸的金属盐类,他们有时也包括环烷基酸与合成脂肪酸盐,最有效的是那些具有长键分子的活性组群的极性化合物。可能是因为那些反应的组群黏附在润滑面并阻止被移除有关,他们通常提供固体润滑剂可获取的最低的磨擦系数值,但在高于其熔点温度或高负荷下则无法使用。皂类在润滑技术的主要功能是用于制造润滑油脂上。白蜡(Paraffin wax)又称石蜡、微晶蜡(Micro crystalline wax)、蜂蜡(Bees wax)、合成蜡、猪油、牛油、硬脂酸以及硬脂的金属皂,如铝皂、钙皂、锌皂、钠皂、锂皂等均为固体的软质润滑剂,油腻性甚强,多用于负荷较低的机件。

4. 化学活性润滑剂

这个分类包括极压与抗磨损添加剂与一些能与金属接触面形成一个保护膜。动物性脂肪为一种具有四千年历史的知名润滑剂。其特点为可与金属表面发生化学作用而生成固体润滑油金属皂(Metallic soaps),而防止金属与金属的咬损。但因其熔点低,不适于高温的作业。

温度高而负荷大时,摩擦温度亦高,必须采用熔点远较金属皂为高的固体润滑膜。多种活性氯、硫及磷的化合物均具有此种特性,于较高摩擦温度时,易与金属发生化学作用,于金属表面形成润滑效能优异的固体保护膜,亦称为金属硫化物、金属氯化物、或金属磷化物的合金保护膜。各种极压添加剂的作用,即为此例。

所谓摩擦温度(Frictional temperature)者,指由于金属表面相互摩擦而生成之温度。一般极压添加剂在常温时对金属都无化学作用,但当机械运转而机件金属表面互相接触摩擦,产生局部热量,引起局部温度升高时,极压添加剂才与金属发生化学作用,形成合金保护膜。

图表六.石墨、二硫化钼及PTFE性能之比较

 

 

二硫化钼

PTFE

 分 解 温 度 ℉

6,330

2,010

620

 加热膨胀系数,@70℉,每℉

2.2×10-6

5.5×10-6

 导热系数,Btu/m/sq.ft(℉/ft)

65-97

0.14

          

1-2(Moh””s)

1-2.5(Moh””s)

D55(Shore)

 抗伸强度,70℉,Psi

 1,000℉, Psi

 2,000℉, Psi

 4,500℉, Psi

1,700

2,500

3,000

5,000

分解

分解

3000

分解

分解

分解

 抗压强度, Psi

3.9×103

500

 在空气中最高适用温度,℉

1,000

750

600

 PV限度,干燥情况(Psi×fpm)

15,000

3,000

 迅速氧化之温度,℉             

850

800

900(焦化)

 对金属之附着力,mg             

0.7

51

 氧化后产物                    

CO,CO2

MoO3 ,SO2

C2F4,C3F6

 电阻性,ohm-cm                 

50.3×10-11

不导电

109

 高度真空下之最高适用温度,℉   

3,400(10-1cm/)

2,700(10-1cm/)

710(10-1cm/)

 真空下之摩擦系数              

不定

 低温下润滑性( 液体氮)

(0.8)

(0.68)

(0.04)

 Gamma射线下之摩擦系数,80℉    

43%

50%

 耐化学药品性             

最佳

可以

最佳

 密度,公克/cm3 

1.4-1.73

4.85-5.0

2.1-2.3   

                     

灰黑色

灰黑色

白色

 一般情形      

  

  

 高度辐射情况

 高度真空

 高温(600°F以上)

 中温

 低温(-20°F) 以上

 高负荷(200磅以上)

 中负荷

 低负荷(2磅以下)

 高速(200呎/分以上)

 中速度

 低速(20呎/分以下)

 

·  (二)气体润滑剂

空气、水蒸气、氮气都是气体,亦为一种流体,因此比重极低、黏度极小,而且几乎无污染性,故适用于特殊情况的润滑而代替液体润滑剂;但因其负荷能力极低,而且稳定性较差,故使用不广。使用气体作润滑剂时,必须采用特殊设计而以气体来润滑的「气体轴承」(Gas bearings)。

至于油雾式或喷雾式润滑,严格说仍属液体润滑剂,仅其粒子极细而已。

(三)液体润滑剂

液体润滑剂(Liquid Lubricants)具有挤入轴承间隙,形成油压动力润滑,有效分开轴颈与轴承,避免金属与金属直接摩擦的特性;而且传热与散热容易,故常用于机械的润滑。各种矿物油、合成油、植物油、动物油、水、甘油、液体氧气,甚至于熔融的玻璃等,均为液体润滑剂。

1.动植物油脂

动物性或植物性油类,通称为「天然油脂」,简称为「脂肪油」(Fatty oils),加热至高温时分解而挥发,故不能以蒸馏的方法精制,因而又称为「固定油」(Fixed oil),故有别于可以蒸馏的矿物油。

动植物油脂最常见者有下列数种:

A.牛油

牛油(Tallow)虽具润滑性,但高温下黏度甚低,必须与高黏度润滑油调合使用。牛油加入机油中后,油膜可耐水,对金属表面附着力强,且加强机油的油腻性。但机油中最多只能溶化12﹪的牛油。加有动植物油的机油常称为「复合油」(Compounded oil)。
供润滑及加入机油中用之牛油,必须新鲜之精制品,色白而有甜味,通称为无酸牛油(Acidless tallow)。

B.猪油
猪油为极佳之油腻剂(Oiliness agent),加入机油中后可提高油料之油腻性,增加对金属表面之附着力,减低摩擦系数。加用15-25﹪猪油之机油虽污染布匹,亦易洗除,故多用于纺织机械之润滑。猪油加热时可吸收14﹪之硫磺而化合成硫化猪油(Sulfurized lard oil),供切削难加工金属之用。

C.羊毛脂

羊毛脂(Wool grease or Degras)加入蒸汽汽缸油后,可增加油膜韧度,更能耐水,特别供温度极高之蒸汽机汽缸润滑之用。

D.蓖麻油

蓖麻油不溶于矿物油中,但可溶于酒精等醇类化合物中,对金属表面之附着力极强,有效减低金属面之摩擦,且润滑能力亦强,其黏度约为SAE 50号,过去曾用于航空引擎之润滑,但因不能与一般矿物性润滑油混合使用,又极易氧化成坚韧之胶状物,故现多不采用。

各种动植物油脂均有下列各共通之优点及缺点:

·  各动植物油脂均为脂肪酸之甘油脂,且经常有游离脂肪酸共存。就分子结构上言,为极性之化合物,对金属表面附着力强,油腻性(Oiliness)佳,有利于界面润滑。

·  在高温下游离脂肪酸腐蚀金属甚强。

·  化学安定性不佳,久用后不但黏度增加,而且部份变成坚韧之橡皮性胶质,有碍润滑系统。

2.石油基及合成液体润滑剂

液体润滑剂为最常见,使用最普遍的润滑剂,其中石油基及合成基润滑剂,几乎占有目前交通与工业方面使用各类产品之98%以上市场,一般所称之润滑油,几乎都是此类产品,由于种类繁多,

各种石油基润滑产品简介

  以原油炼成之「石油基润滑油」(Petroleum Base Lubricating Oils),品质优良、来源丰富、价格低廉,故使用最广。原来车辆与工业方面使用的润滑剂中,石油基润滑油约可占百分之九十八以上,但近年来随着合成油科技的进步,合成产品价格较易为人接受,使用日益普及,尤其在车用油市场上,占有率节节升高。

 

石油基润滑油系来自地下油矿,故又称为「矿物性之液体润滑剂」(Liquid Mineral Lubricants),简称「润滑油」或「机油」(英文简称为Lube oils或Lubes),以下对各类产品作一简介,至于各类产品个别之性状及国际规范细分将于下一章介绍。

 

(一)按商业上用途而分者

 

(A)车辆用润滑油

 

(1) 柴油引擎用润滑油
此油必须具备极优异的清净分散(Detergent-Dispersant)特性,可将积留于引擎汽缸及活塞环等处的结胶积碳分散成极细的微粒悬浮于油中,不断使引擎汽缸及活塞环等处保持清洁,运转灵活。

 

台湾地区属亚热带,柴油卡车或客车引擎曲轴箱于冬季多用超重级车用机油30,其它三季则使用超重级车用机油40SAE 10W 多供工程车辆等机动车辆油压系统之用。

 

(2) 四行程汽油引擎用润滑油
此油必须具备优异的清净分散性能,亦可将引擎汽缸活塞等处的结胶积碳分散成极其微细的微粒悬浮于油中,不断使引擎汽缸与活塞等机件保持清洁及良好的润滑状态。但因汽油燃烧不完全时结胶积碳不如柴油引擎的严重,所以清洁作用要求不如后者之苛刻。

 

(3) 二行程汽油引擎用润滑油
二行程汽油引擎的润滑原理和四行程者不尽相同。前者的主要特色就是必须把机油按照一定比例(
2﹪,4﹪,6﹪,8﹪等)混入汽油中,或者把机油装在特装的机油箱中(如CCI ,润宝等设计)。这些机油于通入引擎内部,达成润滑任务之后,都和汽油一齐燃烧后排出。为了避免在排气系统如排气孔,排气管和消音器等处结碳,此种二行程机油不但必须具备良好的清净效能,抗磨损效能等之外,而且于润滑任务完成之后,必须百分之一百地全部烧掉,不留灰份。

 

二行程汽油引擎机车的离合器和齿轮箱,可以使用抗磨损性能良好的机油来润滑。

 

(4)多效齿轮油

出租车、小卡车、大客车、大卡车等的变速齿轮箱和差速齿轮箱,因为扭力忽大忽小,而且负荷极大,必须采用抗磨损而且耐高压的齿轮油。小型车辆如出租车、小轿车,其变速齿轮箱和差速齿轮箱都适用黏度为SAE 90号的「多效齿轮油90」,而大客车、大卡车必须用黏度较厚的SAE 140 号「多效齿轮油140」。

因为多效齿轮油具有抗腐蚀,耐高负荷及严重振动负荷或冲击负荷的特性,所以也适用于需用此油品质的各种工业用齿轮。

 

(5)煞车油

车辆煞车系统用的煞车油,主要供传送液压之用,非润滑之用。煞车油不可与任何机油相混,或污染任何机油,否则容易损坏煞车总泵和分泵皮碗,导致煞车失灵。煞车油的国际规范有美国的SAE 70R1SAE 70R3,美军的MIL-H-910 a 等。

 

(6)自动传动油
ATF汽车自动传动液是一种多功能、多用途的油液,主要用于轿车和轻型卡车的自动变速系统,也用于大型车的变速传动箱、动力转向系统、农用机械的分动箱。在工业上也普遍的用于各种扭矩转换器、液力偶合器、功率调节泵、手动齿轮箱及动力转向器上。

 

由于自动变速装置能使汽车自动适应行驶阻力的变化,提高汽车的动力性能,使起步无冲击,变速时震动小,乘坐舒适,驾驶方便,还能在过载时发生保护作用,充分发挥引擎的功率,并有利于消除排气污染,因此汽车自动变速系统的采用越来越普及。

 

ATF由于在自动传动系统中作为流体动力能的传动介质,在伺服机构和压力环路系统中作为静压能的传递介质,在离合器中作为滑动摩擦能的传递介质,同时它也作为热传递介质和摩擦的润滑介质,因此必须具备许多特性。它应具有良好的低温流动性、抗烧结和抗磨损性能、适于离合器材质的摩擦特性、抗氧化性能、清净分散性、抗泡沬、防锈性以及与各种密封材料的适应性能。总之,ATF是一种品质要求极高的油品,一般认为它是全部润滑油品中最复杂的。

 

(B)工业用润滑油

 

(1)循环机油

循环机油(Circulation oil)又称「透平油」或「汽轮机油」(Turbine oil),主要供火力发电之高速透平机或蒸汽轮机轴承、齿轮和调速器润滑之用。此种油料的特性为经久耐用,温度虽高,也极安定。因其在润滑系统内作长期的循环作用,所以称为「循环机油」。

 

(2)液压油

供液压系统(Hydraulic system)传送压力用的润滑油,称为液压油(Hydraulic oil Hydraulic Fluid)。液压油也应该是精炼的油品,具抗氧化、防锈、抗磨损,以及经久耐用等特性要求,所以循环机油适用于液压系统作液压油之用。

 

(3)压缩机油

空气及其它气体压缩机的主要特点为安定性能良好,在压缩机汽缸中不容易发生结碳作用。循环机油也符合这些要求。为简化油料种类,需要压缩机油者,都可采用循环机油。

 

(4)电机油

供发电机及电动机平轴承润滑用的油料,通称为电机油(Dynamo Oil Electric Motor Oil)。其特性也是经久耐用。凡使用电机油之处也都可以采用循环机油。

 

(5)普通齿轮油

一般齿轮箱润滑油的油料,也须经久耐用。故循环机油也可作一般齿轮箱所需普通齿轮油(Regular Gear Oil Gear Oil)之用。

 

(6)极压齿轮油

极压齿轮油(Extreme Pressure Gear Lubricant 或简称(EPGear oil)简称「极压润滑油」(EPLubricant),油中含有硫、磷、氯、铅等具有负担极高压力特性的极压添加剂,抗氧化剂、抗腐蚀剂、消泡剂等。在较高温度下,这些添加剂容易和齿轮表面的钢铁材料发生化学作用,生成硫化铁、磷化铁、氯化铁等合金保护膜,保护齿面,使齿面啮合时润滑能力更佳,更能保护齿面,防止磨损。

 

(7)锭子油

锭子油(Spindle oil)俗称「车心油」是润滑油中黏度最薄的油料,呈极浅的黄色,主要供纺织厂纺纱机锭子以及轻负荷高转速机件润滑之用,高品质的锭子油也具有耐久用的特性。

 

(8)变压器油

变压器油(Transformer Oil)又称为「绝缘油」(Insulating oil),黏度低呈浅黄色,主要供油浸式变压器绝缘和散热之用。此外,也适用于「油开关」(Oil Circuit Breaker,简称「OCB」)的绝缘和减少跳火,以及其它需要极低黏度润滑之用,本油为一种极其干燥的油料,其中绝无丝毫水份,所以必须盖妥封盖密封储存于室内。

 

(9)汽缸油

汽缸油(Cylinder Oil)又称为蒸汽汽缸油(Steam Cylinder Oil),为黏度极高的棕黄色的油料,耐高温。油中含有牛油等动物性油脂者,更能在高温下减少水份对蒸汽机汽缸的冲刷作用,提高润滑及抗磨损效能。

 

(10)冷冻机油

冷冻机油(Refrigerating Oil)又称「冰车油」(Ice Machine Oil),为一种凝固点或流动点甚低的润滑油,且能经久耐用,主要供各种往复式冷冻机润滑之用。但是如果用于电气冰箱、冷气机等,更应不含丝毫水份,以免在冷冻系统中结冰而阻塞通路。惟于冷冻机为离心式而且轴承润滑油不致混有冷媒者,通常可用循环机油润滑而无须采用冷冻机油。

 

 (11)通用机油

供一般润滑及冲洗引擎用的机油,称为通用机油。通用机油也按SAE 黏度的不同而分有SAE1020304050等数种。

 

(12)机械油

机械油(Machine Oil),俗称「红车油」或「马新油」,为一种廉价的润滑油,供一般机械润滑用。此种油料加于机件润滑之后,不再回收或循环使用。

 

(13)齿索油

齿索油(Open Gear Lubricant)为一种极其黏稠的黑色润滑油。低黏度者在常温下可以流动,高黏度者必须加热后才能流动。此种油料主要用于暴露齿轮和钢索,故有齿索油之称。齿索油又按黏度的不同,分有No.01235五种。号数愈大,黏度愈高,愈适用于高温情况。

 

(14)黑油

黑油(Black Oil)又称台车车轴油(Axle Oil),呈黑色黏度多在SAE 50左右,主要供间隙较粗的平轴承如台车车轴等润滑之用。

 

(15)溶水油
溶水油(
Soluble oil)又称「调水油」或「矿油性太古油」或「乳化油」。油中含有乳化剂,所以溶水油加于水中后即乳化成牛乳状,供液压系统、切削、金属加工等润滑之用。不加水的溶水油,具有良好的防锈特性,可供钢铁或非铁金属的防锈防蚀用。

 

调配溶水油乳液时必须把油倒入水中,同时剧烈搅拌。

 

(16)切削油

切削油(Cutting Oil)主供金属削切等加工时保护车刀,增进加工用品光滑性用。一般切削加工者,可用锭子油或通用机油润滑及冷却;切削不易的金属,韧性金属等,必须采用含有氯、硫等极压添加剂的特制切削油润滑。

 

(17)淬火油

淬火油(Quenching Oil)主供金属加工品淬火或热处理用。热处理或淬火后的金属加工品,表面极为坚硬。

 

(18)传热油
  

传热油(Heat Transfer Oil Heat Transfer Medium)主供加热器或加热炉间接加热及保持恒温用。

 

(19)纺毛油及梳毛油
  

纺毛油(Woolen Oil)及梳毛油(Worsted Oil)为毛纺工厂于梳毛时喷于羊毛上,供润滑及处理羊毛之用。

 

(20)无斑油
  

容易洗除的润滑油,称为无斑油(Stainless Oil),主要供针织机润滑用,此油污染织物后,容易用水洗去。溶水油可代替本油用。

 

(21)橡胶软化油
  

橡胶软化油(Rubber Process Oil)主供橡胶品工厂于生产橡胶制品时,调配于橡胶中使用的油料。

 

(二)按不同黏度所作的分类

 

  石油基润滑油种类多而应用广,但选用润滑油时多注重黏度,故使用上往往又按黏度之不同而区分,下列为各种区分之标准。

 

1. SAE 黏度级数
2. ISO 国际标准黏度级数分类
3. AGMA 美国齿轮协会黏度级数
详见图表
19-22各种常用黏度级数。

 

(三)美国军方对润滑油的分类

 

美国军方及美国政府采购及使用润滑油脂,都依据美国国防部所订之美军规范(U.S. Military Specifications)为准。我国国军也参照美国之制式及美军油料规格与号码用油。

 

供应美军用油除应全部符合各个美军油料规范中所列之物理性质、化学性质及引擎试验、其它效能或机械试验结果外,尚须送往美国国防部,经与标准油比较或混合试验合格后,始能获得美军之认可(Qualified)

 

美军军用润滑油都以简单之符号、字母或数字来表示,以利部队识别及应用。例如:以OE-30代表Oil Engine-SAE 30,即车用机油SAE 30等等。美军润滑油脂规格见图表12

 

图表12‧军用润滑油脂规格

 

军用符号

美军规格号码

油品

军用符号

美军规格号码

油品

  MIL-L-7870 Lubricating Oil,Low and High Temperature MIL-L-26088 Compressor Lubricating Oil,Air-craft Turbine Engine(合成Synthetic Base 航空机油)
OE-10 MIL-l-2104A Lubricating Oil,Internal-Combustion Engines LGT MIL-L-007808E
OE-30     MIL-L-007808F
OE-50   Heavy Duty Type(内燃机油) 9110 MIL-L-9000E Lubricating Oil,Marine
OE-10 MIL-L-2104 Lubricating Oil,

Internal-

9170 (Ships),AM-2 Diesel Engine(舰艇柴油机油)
OE-30 Supplement Combustion Engines 9250

9370

9500

   
OE-50 S-I Heavy Duty Type Supplement I(内燃机油) SCF-1

SCF-2

MIL-L-12070 Fog Oil(烟幕油)

(锭子油)

OE-10 MIL-L-2104B Lubricating Oil,

Internal-

OE-10 MIL-L-2104C Lubricating Oil,

Internal-

OE-30   Combustion Engines Heavy Duty Type(内燃机油 OE-30   Combustion Engines
OE-50    

 

OE-50  

 

Heavy Duty,Combat(重级内燃机油,战斗用)
OE-10 MIL-L-46152 Lubricating Oil GO-75 MIL-L-2105C Lubricating Oil,Gear,
OE-30   Internal GO-80/90  

 

General-Purpose,AM-1
OE-50   Combustion GO-80/140  

 

(通用齿轮油)
10W/30   Engine GO-90 MIL-L-2105B Lubricating Oil, Gear,
20W/40   Heavy Duty, Administrative(重级内燃机油) GO-140   Multi-Purpose,AM-1

(通用齿轮油)

10 MIL-L-45199A Lubricating Oil

Internal Combustion

OS MIL-L-4339B Corrosion Preventive

Soluble Oil(防锈用溶水油),

30   Engine(High Output Diesel)(高马力柴油机油) 1100

with

cyclohexan

one

MIL-L-6082C Lubricating Oil, Aircraft Reciprocating Engine(Piston)(往复式航空引擎机油)
Type

Type Ⅱ<, /SPAN>

MIL-H-46001A Hydraulic Fluid

Petroleum Base, for

Machine Tools

  MIL-L-17819

(Ships)

Lubricating Oil, Mineral,

Light-colored,Cordage

(索具油)

Type Ⅳ   (工具机用液压油)      
W-120 MIL-L-22851A Lubricating Oil,

Aircraft Reciprocation

Engine(Ashless Disper

– sant Type Ⅱa(往复式航空引擎机油,无灰份)Preparation for Storage&Shipment

SO

切削油

切削油

MIL-I-1984 IA

MIL-A-20695

C-O-376

VV-C-846

Inhibitor,Corrosion,

Soluble Oil

(防锈性溶水油)

Aluminum,Products,

切削油

可溶性切削油

LGL-1 MIL-L-13914 Lubricating Oil,Gear,

Locomotive,Traction

水泵黄油

润滑脂

VV-G-632

MIL-G-18709

WP水泵润滑油
LGL-2   Motor(火车驱动齿轮油) 石墨润滑脂 VV-G-671 Graphite Grease
2075

2110

2135

2190

2250

MIL-L-15016A Lubricating Oil,Genera

Purpose

(通用润滑油)

HBA

绝缘油

ORC 油

二硫化钼脂

MIL-H-13910

VV-O-4010

MIL-L-21164

HBA液压油

Insulating Oil,

ORC Lubricating Oil

Molybdenum Disulfide

Grease

3042 MIL-L-15016A Lubricating Oil,General

Purpose

(通用润滑油)

高温脂

高温脂

VV-G-670

MIL-L-25013

高温润滑脂

高温润滑脂

3050

3065

   

 

液压油 MIL-L-18709

MIL-L-17672

液压油
3080

3150

   

 

BR黄油   Ball and Roller Bearing Grease (滚珠及滚子润滑脂)
     

 

HB VV-H-910a

VV-G-680

Hydraulic Brake Fluid
2190T   Lubricating Oil,Steam Turbine GAA MIL-G-10924B Grease,Automotive and Artillery(车炮用润滑脂)
2075H

2110H

2135H

MIL-L-15017 Lubricating Oil ,Hydraulic(液压油) 80 VV-L-765 Lubricating Oil,Enclosed Gear,Straight
5150

5190

MIL-L-15018 Lubricating Oil,Mineral

Oil,Cylinder(汽缸油)

90   Mineral

(纯矿性封闭齿轮油)

4065

6135

7105

MIL-L-15019B Lubricating Oil,

Compounded

(复合润滑油)

140

250

CW-IA

VV-L-751a Lubricating,Chain,
8190    

 

IB

IC

  Exposed Gear Wire Rope(炼条,暴露齿轮钢缆润滑剂)
  MIL-L-15074A Compound,Corrosion

Preventive,Finger

Print Remover

(去指纹防锈油)

CW-2A

C -2B

CW-2C

   
2190

TEP

MIL-L-17331D Lubricating Oil,Steam

Turbine(noncorrosive)

(透平油)

LO VV-L-820 Lubricating Oil

Petroleum,Light

(轻质润滑油,锭子油)

  MIL-L-24484 Lubricating Oil

Shipboard Reciprocating

Air Compressor

(船用往复式压缩机)

冷冻机油 VV-L-825 Compressor TypeⅠType Ⅱ

Type Ⅲ(冷冻机油)

 

 

(四)半固体润滑剂润滑脂

润滑脂(Lubricating grease)为润滑油与金属皂(Metallic soap)或其它稠化剂(Thickener)制成之半固体制品。近年来亦有以合成润滑油代替石油基润滑油,制成合成润滑脂,供特殊用途之制品。其掺配过程及性状与液体润滑剂又有不同,将于第二章说明


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