固体润滑剂

        哪些情况下应该使用固体润滑剂?固体润滑剂的优点是什么?


        固体润滑剂是本身就具有润滑作用的固体材料,它们能提供一层固体润滑膜,从而对机器部件起到润滑作用。最常见的有二硫化钼(molybdenum disulfide),石墨(graphite),聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene缩写为PTFE)。当然了,除了这些常见的,有时候你可能还会碰到二硫化钨(tungsten disulfide)、氮化硼(boron nitride)、氧化铅(lead oxide)、氧化锑(antimony oxide)、铅(lead)、锡(tin)、银(silver)、氟化乙丙烯(fluorinated ethylene propylene缩写为FEP)、全氟烷氧基醚共聚物(perfluoroalkoxy copolymer 缩写为:PFA)等等。


        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。


        选用固体润滑剂需要考虑的因素有:摩擦系数,承载能力、抗腐蚀能力(尤其是抗电蚀能力:所谓电蚀是指滚动体,如轴承在滚动中通电,电流通过润滑油膜发出火花,使其表面出现局部的熔融和麻坑)以及导电率。另外,还要考虑固体润滑剂使用的环境条件,如工作温度、压力、散热条件、周围接触的气体、液体条件,速度等,参照各种材料的耐温性、环境适应性、承载能力、密封条件,环境湿度、含氧量、周围的辐射条件,等等。


        每种固体润滑剂都各有优缺点,因此选择的时候要做出相应的取舍。总体来说,二硫化钼的优点是:高承载能力,低摩擦系数。但是,在氧化性气氛(含有空气或过剩氧的气体氛围)中,400摄氏度以上,二硫化钼就会开始分解。另外二硫化钼和浓盐酸、浓硫酸、氯、氟等等也会发生反应。


        石墨在氧化性气氛中耐高温性能好,但是会加剧电蚀,在高度真空的环境下会失效。氟化物的摩擦系数虽然小,但是这类材料承载能力不太理想,也不能经受强辐射。


        固体润滑剂主要作为润滑油里的极压(EP)添加剂或者抗磨添加剂进行使用,使用方式有三种:第一种使用方法最为广泛:就是作为极压添加剂,加到润滑脂里。二硫化钼和石墨经常使用这样的方法。这类材料的分子结构属于层状结构,接触面在上面易于滑动,销栓和套筒上使用这类润滑脂能起到不错的效果。


        潮湿的地方,石墨就派上用场了。事实上,潮湿的条件有利于石墨充分发挥它的减磨作用。


        二硫化钼和聚四氟乙烯(PTFE)常常用作抗磨添加剂,用于发动机油或者其它一些润滑油里。这类固体润滑剂悬浮在油里,虽然对于它们的作用还存在争议,但是实际对比证明,它们有一定的减磨作用。


        而目前来说最实用、效果也最好的使用方式或许就是把固体润滑剂直接涂附在需要润滑的表面。关键是使用哪种方法把固体润滑剂涂敷上去,有如下几种常见方式:


  1. 直接使用把固体润滑剂粉末直接涂敷在摩擦表面上,或将粉末盛于密闭容器内,靠搅动飞扬撤落到容器内的各个机件摩擦面上,或用气流将粉末送入摩擦副(如轴承)内。既可散热冷却,也有润滑效果。


  2. 添加在润滑油脂中使用把粉细的固体润滑剂颗粒导电润滑脂均匀地散布在润滑油脂中,可以提高润滑效果。


  3. 将固体润滑剂制成糊膏使用把固体润滑剂如二硫化钼粉等与其他带有油性的、粘附力强的、耐温性好的物质配制成具有柔软性、拉丝性的膏状物如二硫化钼油膏等,用它来直接涂抹在机件(如些圆柱齿轮减速机)上,形成一层薄的润滑膜保证良好的润滑。


  4. 将固体润滑剂粘结成膜使用利用有机的或无机的胶粘剂将固体润滑剂涂敷、刷抹、喷涂在运动副摩擦表面,干涸后形成层牢靠的润滑膜。常用的有机粘结剂如:酚醛、环氧树脂、硅树脂、聚酰亚胺、联苯骈噻唑、聚苯骈粒唑等。无机粘结剂有:硅酸钠、硅酸钾、硼酸齿轮润滑脂酐、硼砂、磷酸钠、磷酸钾等。各种粘结剂与每种固体润滑剂之间都有一个最佳的配比。用硅酸钠、硅酸钾等无机粘结剂所构成的干膜,在高温、辐射、真空等方面的性能要比有机粘结剂所构成的干膜优越,而且在液氧、液氧等特殊介质中使用不因高温爆炸。固体润滑剂还可用等离子喷涂技术来制备固体润滑膜合成特种油脂,可以提高固体润滑膜的质量。


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