固体润滑剂
固体润滑材料

固体润滑材料Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】第四章: 固体润滑二、固体润滑材料固体润滑剂的作用是以固体润滑物质(如固体粉末、薄膜及固体复合材料等)来减少作相对运动两表面的摩擦与磨损,并保护该表面,在固体润滑过程中,固体润滑剂和周围介质要与摩擦表面发生物理、化学反应生成固体润滑膜,降低磨擦磨损。
固体润滑剂的材料有无机化合物(石墨、二硫化钼、氮化硼等)、有机化合物(蜡、聚四氟乙烯、酚醛树脂)和金属(Pb\Sn\Zn)以及金属化合物,其中以石墨和二硫化钼应用最广。
固体润滑剂的适用范围比较广,从1000℃以上的白热高温到液体氢的深冷低温,无论在严重腐蚀气体环境中工作的化工机械,还是受到强辐射的宇宙机械,都能有效地进行润滑。
1、常见固体润滑剂的种类:①粉状润滑剂:有二硫化钼粉剂、二硫化钨粉剂、二硫化钼P型、胶体石墨粉。
②膏状润滑剂:有二硫化钼重型机床油膏、二硫化钼齿轮油润滑油膏、二硫化钼高温齿轮油膏、特种二硫化钼油膏、齿轮润滑用GM-1型成油膜膏。
2、固体润剂的基本性能与摩擦表面能牢固地附着,有保护表面功能固体润滑剂应具有良好的成膜能力,能与摩擦表面形成牢固的化学吸附膜或物理吸附膜,在表面附着,防止相对运动表面之间产生严重的熔焊或金属的相互转移。
抗剪强度较低固体润滑剂具有较低的抗剪强度,这样才能使摩擦副的摩擦系数小,功率损耗低,温度上升小。
而且其抗剪强度应在宽温度范围内不发生变化,使其应用领域较广。
稳定性好,包括物理热稳定,化学热稳定和时效稳定,不产生腐蚀及其他有害的作用。
①、物理热稳定是指在没有活性物质参与下,温度改变不会引起相变或晶格的各种变化,因此不致于引起抗剪强度的变化,导致固体的摩擦性能改变。
②、化学热稳定是指在各种活性介质中温度的变化不会引起强烈的化学反应。
要求固体润滑剂物理和化学热稳定,是考虑到高温、超低温以及在化学介质中使用时性能不会发生太大变化,而时效稳定是指要求固体润滑剂长期放置不变质,以便长期使用。
常用润滑油分类及其特性

常用润滑油分类及其特性一.润滑剂的分类润滑剂的品种繁多,但一般按其物理状态可分为液体润滑剂、半固体润滑剂、固体润滑剂、气体润滑剂等四大类。
根据GB/T498-1987的规定,将润滑剂和有关产品归类为L类产品,因而润滑剂总代号为L,即所有润滑剂代号的第一个字母均为L。
1.液体润滑剂:包括矿物润滑油、合成润滑油、动植物油和水基液体等。
2.半固体润滑剂(润滑脂):润滑脂在常温常压下呈半流动的油膏状态,故又称固体润滑剂,是由基础润滑油和稠化剂按一定的比例稠化而成。
3.固体润滑剂:固体润滑剂是以固体形态存在于摩擦介面之间起润滑作用的物质,有软金属、金属化合物、有机物和无机物。
一般工业常用的固体润滑材料,二硫化钼、石墨、聚四氟乙烯等。
4.气体润滑剂,与液体一样,气体也是流体,同样符合流体的物理规律,因此在一定条件下气体也可以像液体一样成为润滑剂。
常用的提起润滑剂有空气、氦气、氮气、氩气等。
二.润滑油润滑油是液体润滑剂,一般是指矿物油与合成油,尤其是矿物润滑油。
目前全世界矿物润滑油的年产量超过20003吨,占润滑剂总产量的95%以上。
润滑油的代号及其意义根据GB/T7631.1-1987的规定,润滑油的代号由类别、品种及数字组成,其书写的形式为:类别+品种+数字。
类别是指石油产品的分类,润滑剂是石油产品之一,润滑材料产品用L表示。
品种是指壳牌润滑油的分组,是按其应用场合分组,分别用相应字母代表:A——全损耗系统;C——齿轮;D——压缩机;E——内燃机;F——定子、轴承、离合器;G——导轮;H——液压系统;M——金属加工;P——风动工具;T——汽轮机;Z——蒸汽气缸等,是品种栏的首字母,实际上品种栏内还可能有1个或多个其他字母,以表示该品种的进一步细分种类。
数字代表润滑油的粘度等级,其数值相当于40℃(有些则是批号,但要注明,否则是指40℃)是的中间运动粘度值,单位为mm2/s,按GB/T3141-1994规定有2、3、5、7、10、15、22、32、46、68、100、150、220、320、460、680、1000、1500、2200、3200共20个等级。
润滑油基础知识培训实用篇

HS 高粘度指数、低倾点、合 严寒区 成油型
24
(2) 抗燃液压油
名称
特点
HFAE
水包油型乳化液含水80%以上
ห้องสมุดไป่ตู้
HFAS
高水基含水95%
HFB
油包水型乳化液
HFC
水-乙二醇型
HFDR
磷酸酯型
25
液压油产品名称的含义
• ISO –L-HM46
– ISO:国际标准 – L:润滑剂和有关产品 – H:液压油(液)组 – M:质量等级(抗磨液压油) – 46:粘度等级
润滑基础
无润滑剂 表面直接接触
有润滑剂 表面分离
润滑的基本原理是润滑剂能够牢固地附在机件摩擦副上, 形成一层油膜,这种油膜和机件的摩擦面接合力很强, 两个摩擦面被润滑剂分开,使机件间的摩擦变为润滑剂 本身分子间的摩擦,从而起到减少摩擦降低磨损的作用。
4
润滑基础
润滑剂概念:
所有使两相对运动表面之间摩擦力减小的物质
分级 低粘度指数 中粘度指数 高粘度指数 更高粘度指数
粘度指数范围 <35
35~80 80~110
>110
• 润滑油的主要 指标
d.凝点和倾点 凝点:凝点是指润滑油在规定的冷却条件下停止的最高温度; 倾点:倾点是指润滑油在规定的条件下冷却到仍能继续流动的最低 温度。 e.闪点:闪点是指在规定的条件下,将润滑油加热,蒸发出的油蒸 汽与空气混合,打到一定浓度与火焰接触时产生短暂闪火时的最低 温度。 f.酸值:酸值是指中和1g润滑油中所含的有机酸所需氧化钾的质量 ,单位mgKoH/g。酸值对新油和旧油油不同的含义。对于新油,酸值 表示油品精制深度,对于110油,酸值则表示使用过程中润滑油氧化 变质的程度。酸值过大,表示氧化变质严重。 g.水分:水分是指润滑油中含水量质量百分数。由于水分的存在, 当温度降到0℃以下时会使粘温特性变差,当温度升高时,水会汽化 ,产生气泡破坏油膜,使油品乳化,导致粘度降低,润滑效果变差 等。 h.机械杂质:所有悬浮和沉淀于润滑油中的固体杂质统称机械杂质 ,机械杂质的存在会破坏润滑油膜,加速摩擦副的磨损。 k.残炭:残炭是指润滑油在通入空气的情况下加热,进行汽化和分 解,最后生成焦炭状的残留物,以占油量的百分比表示。
润滑脂和固体润滑剂用的地方

润滑脂和固体润滑剂用的地方(一).润滑脂:润滑脂的性能包括: (1)触变性;(2)粘度;(3)强度极限;(4)低温流动性;(5)滴点;(6)蒸发性;(7)胶体安定性;(8)氧化安定性等。
润滑脂的种类和牌号繁多,分类方法也有许多种,有的按基础油组成分类,如分为石油基润滑脂和合成油润滑脂;有的按用途分类,如分为减摩润滑脂,防护脂和密封脂;有的按润滑脂的某一特性分类,如高温脂,耐寒脂和极压脂等。
润滑脂中的稠化剂的类型,是决定润滑脂工作性能的主要因素。
现将几类润滑脂的特性简要介绍。
(1).烃基润滑脂以地蜡稠化基础油制成的润滑脂称为烃基润滑脂。
具有良好的可塑性,化学安定性和胶体安定性,不溶于水,遇水不产生乳化。
其缺点是熔点低,烃基润滑脂主要用作保护作用。
(2).皂基润滑脂皂基润滑脂占润滑脂的产量90%左右,使用最广泛。
最常使用的有钙基,钠基,锂基,钙一钠基,复合钙基等润滑脂。
复合铝基,复合锂基润滑脂也占有一定的比例,这两种脂是有发展前景的品种。
(3).无机润滑脂主要有膨润土润滑脂及硅胶润滑脂两类。
硅胶润滑脂是由表面改质的硅胶稠化甲基硅油制成的润滑脂,可用于电气绝缘及真空密封。
膨润土润滑脂是由表硅胶润滑脂是由面活性剂(如二甲基十八烷基苄基氯化铵或氨基酸胺)处理后的有机膨润土稠化不同粘度的石油润滑油或合成润滑油制成,适用于汽车底盘,轮轴承及高温部位轴承的润滑。
(4).有机润滑脂各种有机化合物稠化石油润滑油或合成润滑油,各具有不同的特性,这些润滑脂大都作为特殊用途。
如阴丹士林,酞青铜稠化合成润滑油制成高温润滑脂可用于200~250℃;含氟稠化剂如聚四氟乙烯稠化氟碳化合物或全氟醚制成的润滑脂,可耐强氧化剂,作为特殊部件的润滑。
又如聚脲润滑脂可用于抗辐射条件下的轴承润滑等。
(二).固体润滑剂:固体润滑是指利用固体粉末,薄膜或整体材料来减少作相对运动两表面的摩擦与磨损并保护表面免于损伤的作用。
按照经济合作与发展组织(OECD)制定的摩擦学名词术语,固体润滑的定义是:能保护相对运动表面免于损伤并减少其摩擦与磨损而使用的任何固体粉末或薄膜。
固体润滑剂

固体润滑剂固体润滑剂就是在两个有载荷作用的相互滑动面间,用以降低摩擦和磨损的固体状态的物质。
要求:剪切抗力低,与被润滑表面有较好的亲和力,不腐蚀被润滑表面、耐高温、耐低温等特点。
包括金属材料,无机非金属材料和有机材料等。
可分为固体粉末润滑材料、粘结或喷涂固体润滑膜、自润滑复合材料。
固体润滑材料的适应范围比较广,以1000℃以上的白热高温到液体氢的深冷低温;严重腐蚀气体环境中工作的化工机械,是受到强辐射的宇航机械上(如月球表面的工作机械),在原子能工业、宇航和国防工业、电子工业、化学工业、机械工业、交通运输、食品工业、纺织印染等轻工业部门都已经得到了应用。
固体润滑剂主要用在高温、低温、高真空、放射线高辐射场、腐蚀性大、挥发性低、不易测定条件润滑、不容许受润滑油、脂沾污等场合和机件上。
一、固体润滑三种机理1、形成固体润滑膜,它的润滑机理与边界润滑机理相似;2、软金属固体润滑剂,它利用软金属抗剪切强度低的特点来起润滑作用;3、层状结构的特点起润滑作用。
图6—8为石墨的品体结构,由图6—8可知石墨具有层状,在层与层之间的接合力较弱,所以剪切抗力低。
一般常用的固体润滑剂有:二硫化钼、石墨、云母、二硫化钨、滑石粉、氮化硼;塑料包括聚四氟乙烯、聚胺脂、聚乙烯、浇铸尼龙—6等以及某些金属如铅、锌、锡、银等低熔点金属及其合金。
二、固体润滑剂的优点1)免除了油脂的污染及滴漏。
如在空气压缩机实现固体润滑(包括轴承、密封、活塞环)后,可以提供不被油污染的空气;又如在纺织机械、食品加工机械、造纸机械、印刷机械采用固体润滑后,能避免油污,提高产品质量;2)取消了供油脂所用的润滑油站及油路系统,节省了投资、降低了维修费用;3)适应比较广泛的温度范围。
它可用于特殊的工况条件(如在具有放射性条件下能抗辐射、耐高真空、抗腐蚀)以及不适宜使用润滑油脂的场合。
4)增强了防锈蚀能力。
这对于潮湿气候的南方具有重要意义。
5)固体润滑剂分散悬浮在液体润滑剂中,既可以发挥固体润滑剂本身的性能,弥补固体润滑剂的摩擦系数大和导热性能不良的缺点。
固体润滑

固体润滑剂是指用以分隔摩擦副对偶表面的一层低剪切阻力的固体材料。
对于这类材料,除了要求具有低剪切阻力外,与基底表面之间还应具备较强的键联力。
这也就是说,载荷由基底承受,而相对运动发生在固体润滑剂内。
使用固体润滑剂的优点在于:润滑油脂的使用温度范围一般为-60℃~+350℃,超过这一温度范围,润滑油脂将无能为力,而固体润滑剂却能充分发挥其效能;润滑油脂的承载能力也远远不如固体润滑剂;在高真空、强辐射、活性或惰性气体环境中以及在水或海水等流体中,润滑油脂容易失效,也需借助于固体润滑剂;固体润滑剂在贮存,运输和使甩过程中,对环境和产品的污染也比润滑油脂少得多;固体润滑剂还特别适合于要求无毒、无臭、不影响制品色泽的食品和纺织等行业;固体润滑剂的时效变化小,保管较为方便。
然而,固体润滑剂的缺点也很突出,例如润滑膜一旦失效就难以再生;一般地说,其摩擦因数比润滑油脂的大;摩擦界面上的热量不易被带走或逸散;容易产生碎屑、振动和噪声等。
常用的固体润滑剂有:层状固体材料(如石墨、二硫化钼、氮化硼等)、其它无机化合物(如氟化锂、氟化钙、氧化铅、硫化铅等)、软金属(如铅、铟、锡、金、银、镉等)、高分子聚合物(如尼龙、聚四氟乙烯、聚酰亚胺等)和复合材料。
一、层状固体材料层状固体具有层片状结晶结构,同一层内的原子间结合力较强,而层与层之间原子间的结合力较弱。
这种层片状晶体的叠合,意味着垂直于层片方向可以承受很大的压力,而沿层片方向只要有一个较小的切向力作用,就会很容易地使层片与层片相互错开,故能承受较大压力而摩擦因数较小。
这种承压能力大而抗剪切力低的材料,为摩擦副提供了良好的润滑。
这一点与吸附膜相似。
1.石墨石墨为层片状碳,层与层之间的结合力较小。
在切向力作用下,层与层之间容易滑动。
在大气条件下,石墨对石墨或石墨对钢的摩擦因数大约为0.1~0.15,具有明显的减摩效果;而在真空中,石墨间的摩擦因数则上升为0.5~0.8。
在摩擦过程中,经过除气处理的石墨一旦导入空气、氧气、水蒸气或苯、乙醇、丙酮、庚烷蒸汽等,则摩擦因数将很快降低,而当导入氮或二氧化碳等气体,却并先降低摩擦的效果。
固体润滑的基本原理

固体润滑的基本原理
固体润滑的基本原理是通过在接触表面形成坚固的固体薄膜来减少摩擦和磨损。
这种固体薄膜可以是固体润滑剂(例如石墨、二硫化钼等)的颗粒,也可以是金属氧化物的氧化膜、陶瓷颗粒等。
这些固体薄膜的形成和维持是通过各种相互作用力实现的。
固体润滑剂的颗粒沉积在接触表面上,在压力和温度的作用下形成坚固的润滑薄膜。
这些颗粒能够在摩擦过程中滚动、滑动或滑移,从而减少接触表面之间的直接接触和摩擦力。
同时,它们还可以填充和平滑表面微小的不规则性,减少表面接触面积,降低摩擦和磨损。
金属氧化物的氧化膜和陶瓷颗粒等也可以在表面形成坚固的薄膜。
这些薄膜能够抵抗局部高温和高压,减少摩擦和磨损。
此外,它们还能够吸附润滑剂和形成很好的润滑效果。
总的来说,固体润滑的基本原理就是通过形成固体薄膜来降低接触表面之间的摩擦和磨损,并提供良好的润滑效果。
不同的固体润滑剂和表面相互作用方式会产生不同的润滑性能。
固体润滑剂应有的特性

固体润滑剂应有的特性为了实现对摩擦表面的固体润滑,应该选择比较理想的固体润滑剂。
固体润滑剂应能在使用中不断地为表面提供润滑,形成的固体润滑剂转移膜应具有低的摩擦系数,并对金属基材和对偶材料有较强的粘着力和良好的耐磨性。
为此,固体润滑剂应该具有不低于金属基材的热膨胀系数。
当然,也可以添加各种合适的添加剂,以改善固体润滑剂的润滑性能。
由此看出,摩擦面上能否形成固体润滑剂的转移膜,这层膜与基材粘着的牢固程度及耐磨性如何,是影响润滑性能的主要因素。
一、固体润滑剂应有的特性进入摩擦副表面的固体润滑剂是以固体润滑膜的形式发挥其作用的。
不管是以固体粉末直接擦抹于摩擦表面,还是用无机或有机粘结剂将固体润滑剂粘结于摩擦表面,或是用物理或化学方法镀覆的镀涂膜等,必须具备以下一些特性。
1.摩擦特性所有的摩擦副都要承受一定的负荷或传递一定的动力,并且以一定的速度运动。
粘着于摩擦表面的固体润滑剂在与对偶材料摩擦时,在对偶材料表面形成转移膜,使摩擦发生在固体润滑剂内部。
这样才能表现出良好的摩擦特性——较低的摩擦系数。
所谓摩擦特性,应该包含以下两个内容∶(1)对偶材料间的摩擦是在一定负荷的作用下进行的,固体润滑剂应使其保持较低的摩擦系数,不使对偶材料间发生咬合。
而且,固体润滑剂的摩擦系数随着负荷的增加而减小;(2)对偶材料间的运动是以一定速度进行的,固体润滑剂应使其保持较低的摩擦系数,不使对偶材料间发生咬合。
而且,固体润滑剂的摩擦系数随着速度的增加而减小。
固体润滑剂的摩擦特性与其剪切强度有关,剪切强度越小,摩擦系数则越小。
层状结构润滑材料在摩擦力的作用下,容易在层与层之间产生滑移,所以摩擦系数小。
软金属润滑材料能产生晶间滑移,剪切强度也很小。
因而这些物质可以作为固体润滑剂。
2.承载特性在一定的负荷下,以一定速度运动的摩擦,会产生温升。
对偶材料在摩擦时,由于各方表面微观的粗糙度,会使微凸体处产生局部高温,有时温度高到可使该材料熔融,同时使摩擦表面的整体产生较高的温升。
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固体润滑剂固体润滑剂就是在两个有载荷作用的相互滑动面间,用以降低摩擦和磨损的固体状态的物质。
要求:剪切抗力低,与被润滑表面有较好的亲和力,不腐蚀被润滑表面、耐高温、耐低温等特点。
包括金属材料,无机非金属材料和有机材料等。
可分为固体粉末润滑材料、粘结或喷涂固体润滑膜、自润滑复合材料。
固体润滑材料的适应范围比较广,以1000C以上的白热高温到液体氢的深冷低温;严重腐蚀气体环境中工作的化工机械,是受到强辐射的宇航机械上(如月球表面的工作机械),在原子能工业、宇航和国防工业、电子工业、化学工业、机械工业、交通运输、食品工业、纺织印染等轻工业部门都已经得到了应用。
固体润滑剂主要用在高温、低温、高真空、放射线高辐射场、腐蚀性大、挥发性低、不易测定条件润滑、不容许受润滑油、脂沾污等场合和机件上。
一、固体润滑三种机理1、形成固体润滑膜,它的润滑机理与边界润滑机理相似;2、软金属固体润滑剂,它利用软金属抗剪切强度低的特点来起润滑作用;3、层状结构的特点起润滑作用。
图6—8为石墨的品体结构,由图6—8可知石墨具有层状,在层与层之间的接合力较弱,所以剪切抗力低。
尹盲体润滑剂滑移面作为固体润滑剂的滑移模2般常用的固体润滑剂有:二硫化钼、石墨、云母、二硫化钨、滑石粉、氮化硼;塑料包括聚四氟乙烯、聚胺脂、聚乙烯、浇铸尼龙—6 等以及某些金属如铅、锌、锡、银等低熔点金属及其合金。
二、固体润滑剂的优点1)免除了油脂的污染及滴漏。
如在空气压缩机实现固体润滑(包括轴承、密封、活塞环)后,可以提供不被油污染的空气;又如在纺织机械、食品加工机械、造纸机械、印刷机械采用固体润滑后,能避免油污,提高产品质量;2)取消了供油脂所用的润滑油站及油路系统,节省了投资、降低了维修费用;3)适应比较广泛的温度范围。
它可用于特殊的工况条件(如在具有放射性条件下能抗辐射、耐高真空、抗腐蚀)以及不适宜使用润滑油脂的场合。
4)增强了防锈蚀能力。
这对于潮湿气候的南方具有重要意义。
5)固体润滑剂分散悬浮在液体润滑剂中,既可以发挥固体润滑剂本身的性能,弥补固体润滑剂的摩擦系数大和导热性能不良的缺点。
三、固体润滑材料缺点1)摩擦系数较大(比润滑油等流体润滑的摩擦系数大100—500倍,比润滑脂润滑的摩擦系数大50—100 倍),2)散热性能差,因而固体润滑剂主要用在其他润滑材料不能承担的润滑场合。
3)固体润滑膜的寿命较短,保膜时不仅增加工作量,有时还要停车检查,在一定程度上影响生产。
4)导人性不好,即使是粉末状,不易补充到摩擦表面。
5)塑料自润滑材料存在强度不高、线膨胀系数大、导热性差、不耐高温、摩擦系数有的还不够低的缺点。
因此目前还不能完全取代润滑油脂。
四、对固体润滑剂的要求固体润滑剂应满足以下性能要求:1)较低的摩擦系数在滑动方向要有低的剪切强度,而在受载方向则要有高的屈服极限。
同时还要具有防止摩擦表面凸峰的穿透的能力(即材料的物理性能是各向异性的);2)附着力要强。
要求附着力要大于滑动时的剪切力,以免固体润滑剂(或膜)从底材上或金属表面被挤刷(或撕离)掉;3)固体润滑剂粒子间要有足够的内聚力,以建立足够厚的润滑膜,以防止摩擦表面的凸峰穿透并能贮存润滑剂;4)润滑剂粒子的尺寸在低剪切强度方向应最大,这样才能保证粒子在滑动表面间能很好地定向;5)在较宽的温度范围内,能保持性能稳定而不起化学反应。
要完全满足上述要求是不容易的。
不同的固体润滑剂,具有不同的特殊性能,一般情况只能满足或达到上述要求的某一项或几项。
根据摩擦副的不同工况,选用相宜的固体润滑材料五、固体润滑剂的种类(1)金属基润滑材料是以具有高强度的耐热合金作为基体,以固体润滑剂作为分散相,通过一定工艺制备而成的具有一定强度的复合材料。
金属基润滑材料有软金属(铅Ph 锡Sn、铟In、锌Zn、银Ag)、具有以下特点:熔点高、机械强度高,有较好的韧性和延展性;热传导性和导电性好;组织致密,尺寸稳定,耐潮湿;摩擦系数小,耐磨寿命长等;容易加工,适用于咼负荷、咼温、咼真空等特殊工况。
(2)高分子基润滑材料具有一定的机械强度,韧性好,能有效地吸收震动,不损伤对偶材料,有良好的耐磨性能,且可与润滑油脂共存使用。
它的化学稳定性好,摩擦学特性受气氛的影响较小,在低温下仍然具有良好的摩擦学性能,但承载能力较差。
目前常见的高分子润滑材料有塑料(聚四氟乙烯PTFE聚苯、聚乙烯、尼龙一6等)、聚酰亚胺(PI)、聚醚醚酮(PEEK)等。
« 2-B2常用亶料墓自润號材料----------- !----------------------聚合填充捌与增強剂热讓性塑飆热固性鳖弭改菁机威性脂的射料毬摩材料改善耐热性能的材料石M:石掃堀SF均橐物与共秦物环二董化堀星酰胺f尼龙* &■&,ID棗四担乙烯廉确捕纤雉{颗粒或軒4)毎化钙宴全氟乙丙烯聚酸亜髓云母二臓化捣緊三亂抚乙婵有机硅树脂金属与氧化鞫二晴优锦二硒化鹑聚碳酸酯気化确K 砚利化石呕寵苯骈咪膛氯化聚髓聚苯确醴聚对轻垄苯甲酸咽1注:本表攔白*润堀与密封¥杂志19了9年第E期"(3)陶瓷润滑材料是由各种具有润滑性能的微粉经过压制烧结而制成的,可分为非金属陶瓷和金属陶瓷两类。
陶瓷材料的硬度高,抗压强度大,耐高温性、耐磨性、抗氧化性和耐腐蚀性能都较好, 适宜作高温摩擦副构件。
(4)石墨及其化合物、金属的硫化物(二硫化钼MoSz二硫化钨WS2)金属的氧化物(四氧化三铁FeaQ、氧化铝AIO、氧化铅PbO)金属的溴化物(氯化铁FeCI、氯化镉CdCI、碘化镉CdI、碘化铅PbI、碘化汞Hgl)、金属的硒化物(二硒化铌NbSe、二硒化钨WSe2、)滑石、云母、玻璃粉、氮化硼等。
把具有自润滑作用的整体材料制成零件,自润滑材料有了新的发展。
作为减摩、耐磨、长寿命的自润滑材料是由两种或多种不同物质经过一定的工艺合成。
自润滑复合材料(金属基、石墨基、塑料基自润滑复合材料——即以金属、石墨或塑料作为基体材料,并加入某些为改善机械性能、降低摩擦、改善耐磨和耐热性能等的填充剂与增强剂,按一定的工艺方法复合配制而得的材料)、加粘结剂和添加剂的固体润滑膜、粉末冶金含油轴承等。
常用固体润滑剂。
1.石墨石墨是碳的同素异形体,外观呈黑色,有脂肪质滑腻感;分子结构为六方晶系的层状结晶,成鳞片状,层内的原子结合较强,层间的结合较弱,容易滑移;密度为2. 2〜2. 3g/cm3融点3527E,耐热性在大气中是454C,对金属及橡胶均不起反应;在高温,638C下具有良好的润滑性能。
石墨的劈开面在常温下,具有吸附气体的能力,这种气体吸附层,促进了石墨的润滑性。
石墨在干燥时摩擦系数较大,当吸收一定量的潮湿气(约2%〜13%),摩擦系数就显著降低(为0. 15〜0. 20);石墨在真空中的润滑性极低,这与真空中水汽的蒸发消失有关。
石墨粉剂性能见表。
2. 氟化石墨氟化石墨的摩擦系数在27〜344E的温度范围内比石墨低;耐磨寿命比MoSz或石墨长;塑料基自润滑材料的固体润滑剂填人组分,用氟化石墨也比用石墨或MoS2的效果更好,耐磨寿命更长,极限pv 值比较高。
由于C-F 的键能强,不易切断,在高压、高温下性能优于石墨或MoS2。
分析几种润滑膜的摩擦系数对比如表2—70 所示。
氟化石墨作为高温极压润滑剂是具有较好的效果。
3. 二硫化钼(MOS2)1-37 二硫化钮(M O S2)的分子结构硫钳硫硫相硫TY昼9丄-Yoqzl i-T丄外观呈黑灰略带蓝色,有滑腻感,分子结构为六方晶系的层状结晶构造,容易劈开成鳞片状,这种劈开是由于硫原子与硫原子相互结合面的滑移所产生,其滑移层的厚度,也就是每层MoS2分子层的厚度为6. 25人,每两层MoS2分子层之间距为12. 30人,因此可知在0.1/xm厚的一层膜中就有约54层53个滑移面。
密度为4. 7〜4. 8g/cm l;熔点为1185C;在大气中,在349C以下可长期使用;在一般溶剂、水、沸水、石油、合成润滑剂中不溶解,对周围的气体也是安定的。
一般条件下,与金属表面不产生化学反应,也不侵蚀橡胶材料。
MoS2中的硫原子与金属表面的附着、结合能力是相当强的,并能生成一层牢固的膜,能够耐2800MPS以上的接触压力,能耐40m/s的摩擦速度。
摩擦系数根据使用条件不同,一般为0. 03〜0. 15。
表2—71所示为二硫化钼粉剂性能。
4 •聚四氟乙烯(PTFE)聚四氟乙烯是一种工程塑料。
本身具有自润滑性,被誉为“塑料之王” 耐温性能和自润滑性在目前一般塑料中是最好的一种(可达250r)。
可以代替金属制成某些机械零件或密圭寸材料。
聚四氟乙烯可以作为填料掺人到各种塑料材料中,从而能明显地提高其摩擦性能。
用各种金属或金属的氧化物或硫化物等作为填料掺人到聚四氟乙烯中用以改善其机械性能、导热率和线膨胀系数等指标。
例如与铜粉、石墨、二硫化钼混合制成的活塞环,用在空气压缩机上,可以不需另外再加入润滑剂,实现了无油润滑。
经过试运转,情况良好,可以连续运行8000h。
聚四氟乙烯的物理、化学性能如表2—72所示。
现在已大量地采用聚四氟乙烯来作密封材料,它对于抗燃液压油磷酸脂有良好的耐蚀性能。
5,聚苯聚苯是一种新型的合成塑料。
聚苯的外观呈红棕色粉末,堆积比重为2.4。
冷压成型后是一种深蓝色带金属光泽的固体,密度为1. 24g/《m,不溶于一般溶剂,无溶点。
它在500C时开始失重,其分解产物为碳氢化合物,无腐蚀性,摩擦系数为o. 055(与石墨混合后摩擦系数为0. 15一o. 0175),它具有卓越的热稳定性,在40~C以下无分解现象,把聚苯填充于聚四氟乙烯之中制成零件,耐磨性能可以提高,如化肥厂压缩机的活塞环使用这种材料已有显著效果。
聚苯与石墨混合后用于汽车底盘传动齿轮箱,以及耐火厂隧道窑小车轴承润滑,也已取得良好效果。
6 ,浇铸尼龙一6浇铸尼龙一6又称MC尼龙一6,是一种很普通的工程塑料,也具有一定的自润滑性。
可以浇铸成多种机械零件。
它具有良好的抗拉强度和冲击韧性,但耐热性较差,一般只能在低于100C以下使用。
大型轧钢厂的1200矫正机的大铜套,采用尼龙套后效果极佳,某厂钢板轧机的主联轴节的半圆瓦,采用尼龙瓦后,效果较好。
7 •氮化硼(BN)氮化硼是新型润滑材料之一,近似于石墨的结晶和性质,因而有“白石墨”之称,在许多方面比石墨有更特殊的优越性,如石墨是导电体,而氮化硼是良好的绝缘体,这作为润滑材料来讲是很重要的。
氮化硼则可用在900~C左右的高温。
氮化硼优点,良好的加工性、耐腐蚀性、良好的热传导性、良好的润滑性及电绝缘性等。
高温时氮化硼仍保持良好的润滑性能,氮化硼可认为是惟一耐高温的润滑材料。
8 .二硫化钨和二硒化钨二硫化钨(WS )、二硒化钨(WSe2)的外观与性能都和二硫化钼(M0S2相近似,但耐高温程度略高于MoS,导电性能几乎比MoS2高6倍。