高粘性齒輪潤滑脂是由鋰皂稠化劑稠化特高粘度合成油，并加有抗氧化、抗腐蝕等添加劑精制而成的潤滑膏。優(yōu)異的損消音、潤滑、抗磨損及耐久性能，設(shè)計用于對降噪音、抗磨要求較高的塑膠及金屬齒輪箱的消音和潤滑。特別適合10000轉(zhuǎn)/分鐘以上的高速小齒輪的消音潤滑。

高粘性齒輪潤滑脂是由復(fù)合稠化劑稠化高粘度半合成油，并加有抗磨、防銹蝕、抗氧化、增粘劑等多種添加劑精制而成長纖維抗磨潤滑脂。此高粘附性潤滑脂能設(shè)計用于高轉(zhuǎn)速的齒輪、蝸輪的潤滑及降低噪音，可克服高轉(zhuǎn)速離心力，在高速時不易被甩掉，并滿足齒輪裝置的降噪音、防泄漏的潤滑要求。適用溫度范圍：-25～+150℃。

一、概述

潤滑脂是由稠化劑稠化基礎(chǔ)油所形成的一種具有可塑性的潤滑劑，在機械設(shè)備摩擦副上主要起到減摩、防護、密封三大作用。為了滿足苛刻條件的使用要求，潤滑脂中也常添加功能性添加劑，以改善其使用性能。

潤滑脂具有可塑性，兼有液體和固體潤滑劑的特點，是常用的潤滑材料。在常溫或靜止狀態(tài)下，能粘附在被潤滑的表面，當溫度升高或受到機械剪切作用(摩擦副的運動)時，潤滑脂就會變軟甚至成為半流體狀態(tài)，溫度降低和機械作用消失后，又可恢復(fù)到可塑狀態(tài)，這就是潤滑脂獨特的流變性。

潤滑脂獨特的流變性使其可以應(yīng)用到一些液體或固體潤滑劑無法應(yīng)用的領(lǐng)域，其應(yīng)用之廣泛幾乎涵蓋了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸業(yè)、航空航天業(yè)、電子信息業(yè)和軍事裝備等領(lǐng)域。

二、潤滑脂的組成

基礎(chǔ)油、稠化劑和添加劑是潤滑脂的三大主要組分。其中稠化劑可以是一種，也可以是多種；基礎(chǔ)油也可以是一種或由多種基礎(chǔ)油調(diào)和而成。潤滑脂與潤滑油的最根本的區(qū)別在于它的組成中含有稠化劑。稠化劑的存在，使?jié)櫥哂胁煌跐櫥偷暮芏嘈阅芴攸c和用途。一般基礎(chǔ)油占80%~95%、稠化劑占4%~ 20%、添加劑占0~5%。

2.1 基礎(chǔ)油

潤滑脂的潤滑性能主要取決于基礎(chǔ)油，基礎(chǔ)油的類型還決定了潤滑脂的高溫蒸發(fā)特性、低溫泵送性和相似粘度，大致決定了潤滑脂高溫、低溫的使用范圍。

基礎(chǔ)油可分為礦物油和合成油兩大類。一般工業(yè)用潤滑脂(包括汽車用潤滑脂)多采用中高粘度礦物油作為基礎(chǔ)油，但國防工業(yè)、精密儀器和苛刻條件下工作的機械設(shè)備等對潤滑脂性能有更高的要求，多采用合成基礎(chǔ)油。常用的合成油包括聚α-烯烴油(PAO)、酯類油(包括雙酯，三元羧酸酯和多元羧酸酯等)、硅油(包括甲基硅油、乙基硅油、甲苯基硅油和含鹵素硅油等)，以及聚二乙二醇醚、聚苯醛及含氟基礎(chǔ)油等。

選擇基礎(chǔ)油的類別主要依據(jù)設(shè)備的工況條件，一般而言，用于高速、輕負荷、低溫條件下的潤滑脂，宜選擇較低粘度(200 ~350N)和傾點(如-10℃)基礎(chǔ)油；用于中速、中負荷和溫度不太高條件下的潤滑脂，宜選擇中等粘度基礎(chǔ)油(350~500N)，用于低速、高負荷和較高溫度條件下的潤滑脂，宜選擇較高粘度基礎(chǔ)油(500N或BS)。

2.2 稠化劑

稠化劑是被相對均勻地分散在基礎(chǔ)油中而形成潤滑脂結(jié)構(gòu)的固體顆粒，是潤滑脂的重要組分，一般分為皂基、非皂基和烴基三大類。稠化劑在潤滑脂中形成如海綿狀或蜂窩狀的結(jié)構(gòu)骨架，將基礎(chǔ)油包起來，使其失去流動性。稠化劑對潤滑脂的性質(zhì)有很大影響，它決定著潤滑脂的粘稠程度、耐水和耐熱等使用性能，其含量越高，稠化能力越強，潤滑脂越稠；它的耐熱性和耐水性好，則潤滑脂的耐高溫和耐水性就好。

1)皂基稠化劑

皂基稠化劑是一些特定金屬的有機酸皂，因其金屬組成的不同又可分為單皂基、混合皂基和復(fù)合皂基稠化劑。

(1)單皂基：以單一金屬皂作為稠化劑，一般就以這種金屬皂的名稱來命名潤滑脂，如鈣基潤滑脂、鋰基潤滑脂、鋁基潤滑脂等。

(2)混合皂基：以兩種或兩種以上金屬皂作為稠化劑，兼有兩種基型潤滑脂的特性，如鈣-鈉基潤滑脂，兼有鈣基潤滑脂的抗水性和鈉基潤滑脂耐高溫的性能。

(3)復(fù)合皂基：金屬皂與其金屬鹽共結(jié)晶而形成復(fù)合皂基稠化劑，一般具有較高的耐溫性、良好的機械安定性和膠體安定性，如高級脂肪酸鈣和醋酸鈣制成復(fù)合鈣基潤滑脂等。此外，也可使用一種脂肪酸和另一種非脂肪酸來形成復(fù)合皂稠化劑。

一般采用脂肪原料與堿反應(yīng)制備脂肪酸金屬皂。其中，脂肪原料來源較廣，有動植物油、硬化油、脂肪酸等。堿類也是必不可少的原料，其大多數(shù)是堿金屬、堿土金屬的氧化物或氫氧化物，如氫氧化鈉、氫氧化鋰和氫氧化鈣等；也有鋁鈦等金屬的有機化合物，如三異丙氧基鋁、四異丙氧基鈦等。

2)非皂基稠化劑

非皂基稠化劑有無機和有機兩大類，其中無機稠化劑包括表面改性的有機膨潤土和硅膠(包括表面改質(zhì)的和未改質(zhì)的硅膠)；有機稠化劑有陰丹士林染料、酞菁銅顏料、N-十八烷基對苯二甲酸單酰胺金屬鹽、有機脈、聚四氟乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物和氟化苯等。

無機和有機稠化劑各具特點，所制成的潤滑脂能分別滿足不同的苛刻條件，如高溫、低溫、高真空、抗輻射、抗強介質(zhì)等。

3)烴基稠化劑

烴基稠化劑主要是石蠟和地蠟，其所制成的烴基潤滑脂具有良好的防護性和抗水性。

2.3 添加劑

為了滿足機械設(shè)備對潤滑脂的特殊性能要求，需要添加功能性添加劑，以改善或增加潤滑脂的某些性能。需要注意的是，大多數(shù)添加劑，特別是極性較強的添加劑對潤滑脂膠體結(jié)構(gòu)具有不同程度的破壞作用，會導(dǎo)致潤滑脂稠度和滴點下降、分油量增加。因此，篩選既能改善潤滑脂性能，又對潤滑脂結(jié)構(gòu)影響較小的添加劑十分重要。

1)抗氧劑

潤滑脂的氧化主要是基礎(chǔ)油的氧化，會生成腐蝕性產(chǎn)物，導(dǎo)致潤滑脂結(jié)構(gòu)破壞、油皂分離，滴點和稠度等理化性質(zhì)變差，使用壽命縮短。在潤滑脂體系中，脂肪酸皂的金屬離子是基礎(chǔ)油氧化的催化劑，金屬種類不同、催化效果也有所差別，鈉和鋰的催化作用比鈣和鋁更大，這種促進作用使得皂基潤滑脂比潤滑油更容易氧化，加上潤滑脂使用溫度范圍較寬、工作環(huán)境復(fù)雜、有害物質(zhì)侵人、使用時間較長，都對潤滑脂的氧化具有促進作用。

為了提高潤滑脂的抗氧化性，需要添加抗氧劑，應(yīng)該根據(jù)不同的皂基潤滑脂和工況選擇不同種類的抗氧劑和劑量。常用的抗氧劑有胺類抗氧劑，如二苯胺、苯二胺和苯基-α-萘胺等；酚類抗氧劑，如2，6-二叔丁基對甲酚和2-萘酚等；另外還有有機硫化物抗氧劑，如吩噓嗉和有機硒化物抗氧劑、十二烷基硒和二芳基硒等。其中，胺類添加量為0.3%~2.0%，酚類添加量為0.2%-1.0%，有機硫化物添加量0.3%-1.0%，有機硒化物為0.05%0.5%。根據(jù)潤滑脂要求的抗氧性，來選擇抗氧劑及其劑量。

2)極壓抗磨劑

為了改善潤滑脂的耐負荷能力和抗磨性，防止或減少金屬表面的磨損，在高負荷條件下發(fā)生燒結(jié)、卡咬、刮傷，需要添加極壓抗磨劑。常用的極壓抗磨劑是一些含硫、磷、氯、鉛、鋁的化合物。其中，氯類和硫類可提高潤滑脂的耐負荷能力，而磷類和有機金屬鹽類具有較高的抗磨能力。因此，通常將不同種類的極壓抗磨劑按一定比例混合，其抗磨性能會更好。其中，硫化物有硫化烯烴、硫化鯨油、硫芐和硫化脂肪等；磷化物有磷酸三甲酚酯、磷酸三乙酯和亞磷酸二正丁醇等，此外，還有氯化石蠟、環(huán)烷酸鉛和二烷基硫代氨基甲酸鹽(鉛、鋁、錦等)等極壓抗磨劑。

3)防銹劑和抗腐劑

金屬在酸性環(huán)境介質(zhì)條件下易發(fā)生腐蝕或生銹。一般情況下，潤滑脂本身可形成較厚的覆蓋油膜，具有一定的防銹性，但專用防銹潤滑脂或強化防銹能力的潤滑脂還需要添加防銹劑。防銹劑多是一些表面活性大的極性化合物，大多數(shù)防銹劑具有極性基團和較長的烴基。常用的防銹劑有中性和堿性石油磺酸鋇和磺酸鈣、二壬基萘磺酸鋇、山梨糖醇單油酸酯、脂肪酸胺等，此外還有亞硝酸鈉等。有色金屬(如銅及其合金)容易發(fā)生腐蝕，需要在潤滑脂中添加抗腐劑，常用的抗腐劑有苯并三氯唑、苯并噻唑、咪唑琳類等。

4)防水劑

潤滑脂的抗水性主要與基本組分有關(guān)。抗水性較差的潤滑脂(如鈉基或硅膠潤滑脂)，通過添加多聚戊基、辛基、十二烷基、十六烷基丁烯酸等高聚物，也可以改善其抗水性。

5)結(jié)構(gòu)改善劑(又稱膠溶劑)

結(jié)構(gòu)改善劑多是一些極性較強的有機化合物，如有機酸、醇及多元醇、醒和胺等化合物，水是唯一的例外。由于這些膠溶劑含有極性基團，如羧基、羥基和胺基等，趨向于吸附在皂分子的極性端之間，使皂分子的排列距離相應(yīng)增大，表現(xiàn)在皂對油的膨化度也增大。常用的膠溶劑有油酸和硬脂酸、甘油和聚乙烯醇、三乙醇胺和聚丙烯酰胺等，如在一些皂基潤滑脂中，作為膠溶劑的甘油含量可以調(diào)節(jié)潤滑脂稠度、分油量和纖維結(jié)構(gòu)。

6)粘附劑

開式齒輪、鏈條等機械裝置，長期受到離心力、慣性和振動的影響，潤滑脂極易脫落而失去潤滑作用。為了防止?jié)櫥w濺、脫落，需要添加一定量的粘附劑，以改善潤滑脂對金屬的附著力，使?jié)櫥菀妆Ａ粼谀Σ帘砻嫔稀３Ｒ姷恼掣絼┦蔷郛惗∠⒕奂谆┧狨サ雀叻肿泳酆衔铩?/p>

除上述添加劑以外，為了達到改善潤滑脂在高溫下的潤滑性和極壓性，增強密封性和防護性，提高潤滑脂的強度，降低摩擦系數(shù)等目的，還在潤滑脂中添加非油溶性的填充劑，實際上是一種不溶于分散介質(zhì)，卻能被分散介質(zhì)很好潤濕的高度分散的固體物質(zhì)。潤滑脂在高溫條件下，經(jīng)受沖擊負荷、振動負荷或高負荷時，填充劑具有補強功能。常用的填充劑有石墨和二硫化鋁微粒，純度為98.5%~99.5%，顆粒大小一般在1~ 7μm。

三、潤滑脂的特點

潤滑脂是具有一定稠度和觸變性的結(jié)構(gòu)分散體系，只有在足夠外力(機械力或熱力)作用下，才能產(chǎn)生塑性變形和流動，兼有流體動壓潤滑和邊界潤滑的特點。其潤滑作用不僅取決于基礎(chǔ)油，而且更重要的是取決于稠化劑和基礎(chǔ)油特殊結(jié)合后所帶來的復(fù)合作用。當機械啟動，潤滑脂受到一定外來機械力的作用，處于稠化劑分子晶格表面的游離油首先分出來，進而稠化劑纖維結(jié)構(gòu)遭受破壞，析出更多的游離油。游離油除了來自稠化劑分子表面，還有因機械力作用而解放出來的毛細管吸附油，以及在更高的機械剪切下拆開皂分子的羧基端而釋放出來的膨化油。

從機械潤滑的觀點出發(fā)，在低剪切力作用下，潤滑脂結(jié)構(gòu)部分破壞，但潤滑脂仍呈現(xiàn)非牛頓流體的性質(zhì)，而在某個臨界剪切力作用下，潤滑脂結(jié)構(gòu)基本破壞，這時潤滑脂呈現(xiàn)牛頓流體的性質(zhì)，撤銷外加剪切力后，潤滑脂的結(jié)構(gòu)又可以部分恢復(fù)或基本恢復(fù)，這時潤滑脂呈現(xiàn)非牛頓流體的性質(zhì)。這就是潤滑脂所具有的觸變性或流變性。

從使用溫度考慮，在室溫(或低溫)時，潤滑脂以一定的稠度粘附在機械摩擦部件的表面且不流失，呈固體狀態(tài)，當溫度逐步升高到一定溫度時，潤滑脂轉(zhuǎn)為流動態(tài)，對機械摩擦部件進行潤滑；當溫度逐步下降到室溫(或低溫)時，潤滑脂又恢復(fù)為不流動狀態(tài)。

從膠體化學(xué)的角度來看，皂基潤滑脂是一種固-液分散體系，其固態(tài)稠化劑以皂纖維(或皂膠體)狀結(jié)構(gòu)形成分散相，分散到基礎(chǔ)油的分散介質(zhì)內(nèi)，形成兩相結(jié)構(gòu)分散體系，非皂基和烴基潤滑脂，一般是一種懸浮體的分散體系，稠化劑借助化學(xué)力或機械力分散到基礎(chǔ)油中，形成懸浮體的分散體系。

潤滑脂在常溫或低負荷下類似固體，能很好地粘附在機械摩擦部件的表面上，不流失、不滑落，既能起到潤滑作用，又能隔離空氣、水分和塵土，起到一定的防護作用；當機械啟動時，摩擦部件進行相對運動，摩擦而產(chǎn)生熱量，使摩擦部件表面溫度逐步升高，到一定溫度，潤滑脂開始塑性變形，類似液體流動，或從潤滑脂中析出基礎(chǔ)油，潤滑摩擦部件的表面。潤滑脂的這種流變性使得潤滑脂與潤滑油相比，具有以下特點：

(1)不需要經(jīng)常添加，可大大降低潤滑劑的消耗和機器的保養(yǎng)維修費用，特別對不易換油、供油的設(shè)備更為有利。

(2)即使沒有添加防銹添加劑和腐蝕抑制劑，潤滑脂也具有相當?shù)姆冷P性和抗腐蝕性，兼有潤滑與防護的雙重功能。添加防銹劑和腐蝕抑制劑的潤滑脂保護效果更好。

(3)潤滑脂具有一定的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，在潤滑部位不易流失、飛濺，可以避免滴油和濺油現(xiàn)象，可以簡化潤滑系統(tǒng)設(shè)計，省去油箱裝置的費用，同時也不會因為濺油導(dǎo)致產(chǎn)品污染。

(4)潤滑脂中的稠化劑和拉絲增粘劑對機械摩擦部件表面粘附能力強，可防止或減少長期不用的摩擦部件的銹蝕，添加了防銹添加劑的潤滑脂可以保證金屬部件遇水浸濕后保持一定時間內(nèi)不銹蝕。

(5)優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)油和稠化劑可以制備出性能優(yōu)異的消滑脂，用于苛刻的操作條件，如高溫或低溫、極壓、高速或低速、沖擊負荷或經(jīng)常間歇或往復(fù)運動下工作。

(6)潤滑脂作為一種塑性物質(zhì)，在一些機械摩擦部件上可以降低噪聲和減輕振動。

當然，使用潤滑脂潤滑也存在一些不足，如潤滑脂粘滯性強，特別是在低溫下，使機械摩擦部件的啟動負荷大；潤滑脂流動性差，對所潤滑的機械摩擦部件的冷卻作用差以及更換困難等。所以，潤滑脂和潤滑油往往各有其最合適的應(yīng)用領(lǐng)域和場合，也有些情況下兩者不分伯仲，均可使用。

四、潤滑脂的分類

潤滑脂的品種很多，技術(shù)上可以按照它的組分、性能等區(qū)分不同的類型，而在實際應(yīng)用中常根據(jù)應(yīng)用場合進行分類。

4.1 按稠化劑類型分類

GB 501-65《潤滑脂的分組、命名和代號》按稠化劑類型可分為皂基潤滑脂、非皂基潤滑脂(無機和有機潤滑脂)、烴基潤滑脂三大類。這種分類是以礦物潤滑油為基礎(chǔ)油的皂基潤滑脂為主體。這類產(chǎn)品無論從產(chǎn)量上、還是品種上都占潤滑脂的絕大部分。

1)皂基潤滑脂

以各種高分子脂肪酸金屬皂稠化基礎(chǔ)油制成的潤滑脂稱為皂基潤滑脂，是消費量和適用面最大的潤滑脂。常見的單皂基潤滑脂有鈣基潤滑脂、鈉基潤滑脂、鋰基潤滑脂、鋇基潤滑脂和鋁基潤滑脂等。此外，還有混合皂基潤滑脂，如鈣一鈉基潤滑脂和復(fù)合皂基潤滑脂，如復(fù)合鈣基潤滑脂、復(fù)合鋁基潤滑脂以及近期出現(xiàn)的復(fù)合鋰基潤滑脂。

2)非皂基潤滑脂

非皂基潤滑脂主要包括無機和有機潤滑脂。常用的無機稠化劑有膨潤土和硅膠，具有滴點高、較寬的使用溫度范圍和粘溫性能較好等優(yōu)點；缺點是稠化能力低、膠體安定性和防護性較差。

常用的有機化合物稠化劑有酞菁銅、陰丹士林、有機脲及有機氧化物等，具有高熔點、化學(xué)安定性和熱安定性好、抗水性好、膠體安定性和機械安定性好等優(yōu)點，并可得到微細分散極好的產(chǎn)品，缺點是邊界潤滑性較差，特別是以硅油為基礎(chǔ)油的產(chǎn)品更為顯著。

3)烴基潤滑脂

以純烴類化合物，如石蠟、地蠟稠化基礎(chǔ)油制成的潤滑脂稱為烴基潤滑脂，凡士林就是一種典型的烴基潤滑脂。烴基潤滑脂幾乎不溶于水，也不乳化，具有較好的化學(xué)安定性；缺點是熔點低，使用溫度比皂基潤滑脂低得多，因而主要用于防水及防護方面。

4.2 按主要使用性能和用途分類

GB/T 7631.8《潤滑劑、工業(yè)用油和有關(guān)產(chǎn)品(L類)的分類 第8部分 X組 潤滑脂》等效采用ISO 6743-9，代替GB 501-65《潤滑脂的分組、命名和代號》。根據(jù)潤滑脂的使用性能和用途對潤滑脂進行分類，潤滑脂主要是用于潤滑機械摩擦部位，故減摩潤滑脂占潤滑脂的絕大部分。這種分類方法比較籠統(tǒng)，每一種潤滑脂幾乎同時兼?zhèn)鋷追N用途，常常區(qū)分不清。如以減摩為主，防護和密封等為次，一般以它的主要用途為依據(jù)命名。

4.3 按潤滑脂的使用部門和應(yīng)用部位分類

按使用部門可將潤滑脂分為航空、軍械、冶金、化工、鐵路、汽車、船舶、儀表、機電、紡織、食品、礦山等專用潤滑脂，按應(yīng)用部位可分為閥門脂、坦克脂、高爐用脂、低溫軸承脂、專用螺紋脂等。這種分類方法的優(yōu)點是某一行業(yè)或設(shè)備可專門供用一套潤滑脂，針對性比較強，缺點是各行各業(yè)各種設(shè)備都互相聯(lián)系和互相滲透，造成許多品種相互重疊、重復(fù)，品種復(fù)雜化，在產(chǎn)、供、銷上易引起混亂，也不利于潤滑脂生產(chǎn)的連續(xù)化、大型化。

上述三種分類方法各有特點，我國長期習(xí)慣以某一種分類法為主，其他分類法加以補充。例如，專用潤滑脂常常以其專用的裝置和部位加上主要特性來命名，國家標準中對于通用脂命名主要采用第一種方法，對于專用脂常用第二、第三種方法。

更多分類標準請參考潤滑油分類標準匯總表。

五、潤滑脂的性能指標

潤滑脂的性能指標是潤滑脂組成及制備工藝的綜合體現(xiàn)，與使用效果密切相關(guān)，了解和認識潤滑脂的性能指標及評價方法，對于正確選用潤滑脂具有很重要的意義和作用。潤滑脂性能包括理化性能、機械安定性和膠體安定性、氧化安定性和熱安定性、抗水性和防銹防腐性、低溫性和流動性及極壓抗磨性等。

5.1 理化性能

1)外觀

外觀是通過目測和感觀來檢驗潤滑脂質(zhì)量的一種簡便的方法。它主要是來判斷潤滑脂的顏色、光澤、軟硬度、粘附性、均勻性、纖維狀況和拉絲性等。雖然潤滑脂的外觀檢驗是一個較為簡單的方法，但可以通過外觀初步確定潤滑脂的種類牌號，推斷產(chǎn)品檔次高低、質(zhì)量優(yōu)劣。

2)稠度

稠度表示潤滑脂的軟硬程度，并無明確的物理意義，一般用錐入度(1/10mm)表示，用錐入度計測定。錐入度值越大，表示潤滑脂稠度越小，潤滑脂越軟；反之，錐入度越小，表示潤滑脂稠度越大，潤滑脂越硬。

潤滑脂稠度對實際使用具有很大的影響，按照美國國家潤滑脂協(xié)會(NLGI)規(guī)定，潤滑脂稠度按錐入度高低可分為000，00、0、1、2、3、4、5、6共9個牌號。

3)含皂量

對未知組成的潤滑脂，有必要測定其含皂量(包括含油量)。測定潤滑脂含皂量，可以了解該潤滑脂的其他物理性能是否與含皂量相對應(yīng)。只要增大含皂量，就可以使得低分散度的體系增大稠度，改善機械安定性。如果潤滑脂中含皂量超過所要求的數(shù)量，盡管在常溫下的錐入度合適，但是低溫性、啟動力矩、分油等性能就會有很大差異。

4)含水量

潤滑脂中的水分有兩種：一種是游離水，除了鈣基潤滑脂外，水分的存在影響潤滑脂的使用性能；另一種就是結(jié)合水，作為潤滑脂結(jié)構(gòu)膠溶劑。對于游離水，它的存在會加速潤滑脂酸化導(dǎo)致金屬部件銹蝕，更嚴重的就會破壞潤滑脂的體系的結(jié)構(gòu)，降低膠體安定性和機械安定性，導(dǎo)致潤滑脂無法起到潤滑的作用。特別是鈉基潤滑脂，對于游離水特別的敏感，在生產(chǎn)和使用以及儲存過程中要特別地注意。

5)灰分

潤滑脂的組分中稠化劑和添加劑在經(jīng)過高溫燃燒后都會產(chǎn)生灰分，灰分來源于金屬氧化物、礦物油中的無機物和原料中的雜質(zhì)。灰分的多少可以粗略地估計出潤滑脂的含皂量和游離堿含量。灰分多的潤滑脂，在使用中過程容易增加金屬部件的磨損、腐蝕和積炭的產(chǎn)生，因而灰分對潤滑脂的質(zhì)量好壞有很重要的影響，是決定潤滑脂性能的一個重要質(zhì)量指標。

6)機械雜質(zhì)

潤滑脂中的機械雜質(zhì)是指除稠化劑和固體添加劑或填充物以外的固體物質(zhì)。一般來源有未反應(yīng)的無機鹽類、從制脂設(shè)備上磨損下來的金屬微粒和在制脂及儲存過程中從外界混人的雜質(zhì)(如塵土、沙粒等)等。這些雜質(zhì)會造成部件的擦傷和磨損，尤其對于精密的軸承、儀表和機床等設(shè)備使用的潤滑脂，應(yīng)該嚴格控制機械雜質(zhì)的含量。

7)游離酸和游離堿

潤滑脂中的游離酸，特別是低分子有機酸或者過多的游離堿都會引起金屬部件的腐蝕以及潤滑脂的分油量增大、稠度變軟、滴點下降，影響實際使用性能。游離酸多數(shù)是礦物油和金屬皂的氧化分解產(chǎn)物。少量游離堿的存在對抑制皂的水解和延長潤滑脂的使用壽命是有利的，但過多則易引起皂的凝聚。因此，應(yīng)嚴格控制游離酸和游離堿的含量。

8)金屬腐蝕性

組成潤滑脂的稠化劑和基礎(chǔ)油本身是不會腐蝕金屬的。使?jié)櫥a(chǎn)生金屬腐蝕的原因很多，主要是由于潤滑脂氧化產(chǎn)生的酸性物質(zhì)所致。一般來說，過多的游離酸、游離堿，特別是低分子酸的存在會引起金屬的腐蝕。

9)密封材料相容性

密封材料(多數(shù)是各類橡膠)是防止外界污物進入設(shè)備元件的重要屏障，潤滑脂與密封材料的相容性(也稱橡膠配伍性)直接影響到密封的壽命。因此，要求潤滑脂應(yīng)該與密封材料的相容性要好。相容性一般采用潤滑脂對標準橡膠的溶脹性來表征，即潤滑脂與標準橡膠在規(guī)定條件下接觸后，標準橡膠體積和硬度發(fā)生變化的程度。

5.2 機械安定性和膠體安定性

潤滑脂的機械安定性是指潤滑脂在機械剪切力的作用下，其骨架結(jié)構(gòu)體系抵抗從變形到流動的能力。機械安定性取決于稠化劑纖維本身的強度、纖維間接觸點的吸附力和稠化劑量，而與基礎(chǔ)油粘度無直接關(guān)系。觸變安定性和機械安定性是潤滑脂的重要使用性能，是影響潤滑脂使用壽命的重要因素。但潤滑脂在機械作用下，稠化劑纖維的剪斷是在所難免的，故潤滑脂的稠度必因使用時間延長而降低。

潤滑脂的膠體安定性是指潤滑脂在受熱和受壓力條件下保持膠體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，基礎(chǔ)油不被析出的能力。基礎(chǔ)油析出是潤滑脂的一種特征，微量的分油可以保持設(shè)備潤滑，對潤滑有利，但過度的分油量會使膠體結(jié)構(gòu)破壞、潤滑脂變稠變硬、失去潤滑作用，不能滿足設(shè)備潤滑的要求。膠體安定性取決于制備潤滑脂的稠化劑含量、基礎(chǔ)油的粘度以及稠化劑、基礎(chǔ)油、添加劑之間的配伍性和制備工藝。

5.3 氧化安定性和熱安定性

潤滑脂氧化安定性是指潤滑脂在儲存和使用中抗氧化的能力。潤滑脂的氧化安定性主要與基礎(chǔ)油、稠化劑和添加劑有關(guān)。潤滑脂的使用溫度范圍較寬、工作環(huán)境復(fù)雜、有害物質(zhì)侵入、使用時間較長等，都對潤滑脂的氧化具有促進作用。特別是皂基潤滑脂中的金屬離子是潤滑脂氧化反應(yīng)的催化劑，這種促進作用使得皂基潤滑脂比潤滑油更容易氧化。氧化的結(jié)果將會產(chǎn)生腐蝕性的產(chǎn)物、膠質(zhì)和破壞潤滑脂結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，這些物質(zhì)容易引起金屬部件的腐蝕和降低潤滑脂的使用壽命。

熱安定性是指潤滑脂在受熱環(huán)境下的膠體安定性和使用壽命，與潤滑脂組成中的基礎(chǔ)油和稠化劑有關(guān)。潤滑脂的主要特征之一就是具有很強的附著力，潤滑脂在溫度高的條件下使用時不僅會加速潤滑脂基礎(chǔ)油的蒸發(fā)，而且還會加速潤滑脂的氧化和大量分油，導(dǎo)致潤滑脂的膠體結(jié)構(gòu)破壞而使?jié)櫥В话阌玫吸c作為潤滑脂熱安定性的指標。滴點是指潤滑脂從不流動態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲃討B(tài)的溫度。它可預(yù)測潤滑脂的最高使用溫度界限，滴點越高，表明該潤滑脂的熱安定性越好。一般情況下應(yīng)該選擇滴點高于使用部位溫度15℃以上的潤滑脂產(chǎn)品，才能起到潤滑和防護的作用。

5.4 抗水性和防銹防腐性

潤滑脂的抗水性是指潤滑脂與水或水蒸氣接觸時抗水沖洗和抗乳化的能力，主要與潤滑脂的稠化劑類型有關(guān)。一些設(shè)備在水或水蒸氣存在的條件下運轉(zhuǎn)，因此采用潤滑脂潤滑必須要具有良好的抗水性，否則潤滑脂會在潮濕的環(huán)境中因吸水而逐漸乳化變質(zhì)，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)被破壞而流失、潤滑失效、設(shè)備腐蝕損壞。

潤滑脂的防銹蝕性主要是指潤滑脂可以保護金屬免于銹蝕的能力。設(shè)備處于空氣、水及其一些腐蝕性氣體或液體環(huán)境中，如果潤滑脂的防銹防腐蝕性較差，設(shè)備容易被銹蝕。潤滑脂的防銹腐蝕性指標主要是用來評價潤滑脂保護軸承、鋼及銅等金屬不被銹蝕的能力，已成為潤滑脂理化性質(zhì)的主要指標。

5.5 低溫性和流變性

潤滑脂的低溫性是指潤滑脂在低溫環(huán)境下，其稠度和粘度增大的程度和趨勢，主要與基礎(chǔ)油有關(guān)。設(shè)備避免不了處于低溫環(huán)境下，潤滑脂必須要具有良好的低溫性，否則潤滑脂的稠度和粘度增加過大，會使機械設(shè)備難于啟動，并且增大了摩擦和力矩，以及用于集中潤滑的潤滑脂難于泵送到潤滑部位，導(dǎo)致潤滑失效、設(shè)備損壞。

潤滑脂的流變性是指潤滑脂在受到外力作用時所表現(xiàn)出來的流動和變形性質(zhì)。潤滑脂是一個膠體結(jié)構(gòu)，具有非牛頓流體的性質(zhì)，其流變性與潤滑脂的組成結(jié)構(gòu)和測定時的剪速、溫度有關(guān)。低溫流變性一般用潤滑脂的相似粘度、表觀粘度、強度極限來表示，其中相似粘度是指非牛頓流體流動時的剪應(yīng)力與剪速的比值，按泊肅葉方程式求得，單位是Pa·s。表觀粘度是指用液壓系統(tǒng)帶動的浮動活塞迫使?jié)櫥瑯悠吠ㄟ^毛細管，由預(yù)先測定的流速和系統(tǒng)中所施加的力，根據(jù)泊肅葉方程得出。強度極限是指潤滑脂在產(chǎn)生流動時所需的剪應(yīng)力。

5.6 極壓抗磨性

潤滑脂涂在相互接觸的金屬表面形成脂膜，能承載軸向和徑向的負荷的特性，稱為潤滑脂的極壓抗磨性。一般來說，在基礎(chǔ)油中添加皂基稠化劑之后，就會增強潤滑脂的極壓抗磨性，如果要求更高的極壓性則必須添加極壓抗磨劑，以此來提高極壓抗磨性。

金屬表面的相對運動時，由于摩擦副表面金屬自本體分離，而使運動部件失去部分重量或體積尺寸發(fā)生一定的變化稱為磨損。在相互接觸的金屬表面加入潤滑脂，可以減輕金屬表面的磨損。

六、各類潤滑脂及其特點

詳見《各類潤滑脂及其特點》一文。

七、潤滑脂技術(shù)的發(fā)展趨勢

技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)進步，仍然是潤滑脂工業(yè)發(fā)展的主題。進入21世紀，被公認為最具有發(fā)展前景的潤滑脂品種，仍然首推聚尿潤滑脂、鋰基(復(fù)合鋰)潤滑脂、復(fù)合鋁基潤滑脂和膨潤土-復(fù)合鋁基潤滑脂。它們分別以其獨特的性能而受到使用者的青睞。在20世紀末和21世紀初研究開發(fā)的復(fù)合鈦基潤滑脂和復(fù)合磺酸鈣基潤滑脂得到了人們的關(guān)注和較快的發(fā)展，打破了潤滑脂品種只是在現(xiàn)有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上改進和提高的傳統(tǒng)觀念；生物降解(或稱環(huán)境友好)潤滑脂產(chǎn)品的研究開發(fā)，也一直是熱點課題之一，使用納米材料同潤滑脂結(jié)合，也許可使?jié)櫥臉O壓性能得到進一步的改善。

八、潤滑脂的生產(chǎn)

現(xiàn)代潤滑脂的生產(chǎn)包括稠化劑制備和成脂兩個過程，稠化劑的制備主要是化學(xué)過程，成脂是一個物理化學(xué)和膠體的復(fù)雜過程。例如，金屬皂稠化劑是通過脂肪或脂肪酸與堿進行皂化反應(yīng)制得，而非皂基潤滑脂中的聚脲潤滑脂的稠化劑是通過異氧酸酯與胺類化合物的化學(xué)合成制得；膨潤土脂的稠化劑是由天然膨潤土經(jīng)提純、變型，再采用季按鹽等表面覆蓋劑改性而成的有機膨潤土。成脂過程是使稠化劑均勻地分散在基礎(chǔ)油中，形成各種潤滑脂特殊的膠體結(jié)構(gòu)，并根據(jù)要求將添加劑加人，均勻分散制成成品潤滑脂。為了使成品具有優(yōu)良的儲存安定性和光亮細膩的外觀，有時還增加脫氣工序。均化、過濾、脫氣等工序一般稱為潤滑脂生產(chǎn)中的后處理工序。

不同種類的潤滑脂其制脂工藝都不一樣，即使對于同一種類的潤滑脂，由于各潤滑脂生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)裝置不一樣，原料的來源及質(zhì)量不同，制脂工藝技術(shù)也各異。

8.1 通用鋰基潤滑脂生產(chǎn)過程

(1)主要原料包括高級脂肪酸：12-羥基硬脂酸、硬脂酸；氫氧化鋰，中等粘度礦油基礎(chǔ)油，添加劑包括抗氧劑、防銹劑、金屬鈍化劑。

(2)典型生產(chǎn)工藝包括以下幾個步驟：

①皂化-將基礎(chǔ)油、氫氧化鋰及脂肪酸投入皂化釜中，在105~110℃進行皂化反應(yīng)，并脫水。

②升溫-皂化結(jié)束后升溫至最高煉制溫度200~220℃。

③急冷、稠化-加基礎(chǔ)油進行急冷至180~190℃左右，冷卻降溫后加入基礎(chǔ)油進行稠化。

④均化、加添加劑，攪拌及循環(huán)剪切。

⑤過濾、脫氣、成品包裝。

九、潤滑脂的選用

潤滑脂的使用范圍很廣，其品種和牌號很多，性能相差也很大，不同的機械摩擦部位對潤滑脂的要求各不相何，因此針對不同機械設(shè)備的工況選擇合適的潤滑脂就顯得十分重要。具體來說，應(yīng)該從以下幾個方面來考慮。

9.1 工作溫度

機械摩擦部位的工作溫度是選擇潤滑脂的重要依據(jù)，并對潤滑脂的潤滑作用和使用壽命有很大的影響。一般認為工作溫度超過潤滑脂溫度上限后，由于潤滑脂基礎(chǔ)油的蒸發(fā)損失、氧化變質(zhì)和膠體萎縮分油現(xiàn)象加速，溫度每升高10~ 15℃，潤滑脂的壽命降低1/2。工作溫度隨周圍環(huán)境介質(zhì)溫度變化而變化。除此之外，負荷、速度、運轉(zhuǎn)時間、潤滑脂裝填量等因素也對工作溫度產(chǎn)生很大的影響。依據(jù)工作溫度選擇潤滑脂時，不僅看潤滑脂滴點的高低，而且還應(yīng)該考慮基礎(chǔ)油的類型、抗氧化性能、蒸發(fā)性能等，一般工作溫度與潤滑脂類型有近似的對應(yīng)關(guān)系。

9.2 負荷

負荷是指工作軸承上單位面積承受的壓力，用MPa表示。超過5000MPa時，稱為重負荷；在3000 ~ 5000MPa稱為中負荷；3000MPa以下的為輕負荷。無論負荷輕重，首先考慮潤滑脂的極壓性能，其次再考慮其他性能。

9.3 速度

由于潤滑脂屬于流變體系，它的相似粘度隨著溫度和剪切速度變化而變化，因此潤滑脂對部件的運轉(zhuǎn)速度特別的敏感。這與潤滑油相比明顯不同，運動速度越快，潤滑脂所受到剪切力就越大，相似粘度下降越明顯。在高剪切力下，稠化劑形成的纖維骨架受到的破壞作用越大，使用壽命越短，甚至使?jié)櫥撾x部件。

潤滑脂所能適應(yīng)的轉(zhuǎn)速是有限的，這種限制通常用dn值表示，dn等于轉(zhuǎn)速與軸承內(nèi)徑的乘積。一般而言，當dn值小于3×10^5mm·r/min時，采用潤滑脂；dn值大于3×10^5mm·r/min時，一般不宜采用潤滑脂潤滑，而采用潤滑油潤滑。在相同溫度、負荷下，高轉(zhuǎn)速時，則要求選用低粘度基礎(chǔ)油和錐人度大的潤滑脂。反之，則需要較高粘度基礎(chǔ)油和稠度較大的潤滑脂，以保證潤滑脂有足夠的粘附性。

9.4 環(huán)境和接觸介質(zhì)

環(huán)境和接觸介質(zhì)是指潤滑脂所處的工作環(huán)境和周圍介質(zhì)，如空氣濕度、塵埃和是否有腐蝕性介質(zhì)等，它們對潤滑脂的性能影響極大。依據(jù)環(huán)境和接觸介質(zhì)選用潤滑脂可參見下表：

環(huán)境與接觸介質(zhì)潤滑脂類型

潮濕或水鈣基、鋰-鈣基和脲基潤滑脂

酸和酸性氣體不宜選取鋰基、復(fù)合鈣、鋁和膨潤土，選用聚豚脂、全氟潤滑脂

海水或食鹽水復(fù)合鋁基脂

天然橡膠或油漆避免酯類基礎(chǔ)油的潤滑脂

石油基潤滑油類特種耐油密封潤滑脂

甲醇專用脂

環(huán)境和接觸介質(zhì)與潤滑脂類型的關(guān)系

9.5 加注方法

潤滑脂的加注方法一般有人工加注和泵集中加注兩種方法。涂抹或填充、脂槍充注、脂杯加注等屬于人工加注。根據(jù)不同的加注方法來近似確定潤滑脂的稠度。一般人工加注，選用1~3號稠度的潤滑脂，最好選用2號稠度的脂，加注比較容易，使用壽命也較長，如汽車一般都采用人工加注方法；泵集中加注，則選用0~1號稠度的潤滑脂，最好選用0號稠度的脂，該加注方法的缺點是潤滑脂通過的管道長，為了不致使泵壓過大，稠度相應(yīng)較低，一般用于工業(yè)集中加注潤滑脂。

9.6 經(jīng)濟性從經(jīng)濟方面考慮選擇合適的潤滑脂，是每一個潤滑脂的使用者十分關(guān)心的事情。但選用潤滑脂不能只關(guān)心價格，首先要關(guān)心潤滑脂的性能，從經(jīng)濟方面選擇潤滑脂應(yīng)綜合考察某種潤滑脂使用后是否延長了潤滑周期、減少了加注次數(shù)和消耗量等。

軋機傳統(tǒng)上使用鈣基潤滑脂，雖然價格便宜，但性能差，每月檢修一次，每次檢修需16h，并更換全部潤滑脂。選用2號復(fù)合鋰基脂，單從價格上看是鈣基脂的3倍，但性能優(yōu)良，檢修期延長到四個月，每次檢修僅用12h，只需稍做補加。更為重要的是，采用鈣基脂潤滑時，每年需換絲桿和蝸輪一次，采用2號復(fù)合鋰基脂潤滑后，每兩年更換一次。潤滑脂的消耗量僅為鈣基脂的1/5，加上檢修時間縮短帶來的效益，則其經(jīng)濟效益非常可觀。總之，只有綜合考慮，才能選擇出較為合適的潤滑脂。

十、潤滑脂的報廢及保管

10.1 潤滑脂的報廢指標

潤滑脂與潤滑油一樣，同樣面臨報廢和更換的問題，如果該問題解決不好，不僅造成潤滑脂的浪費，更為嚴重的是影響設(shè)備的正常潤滑和使用。但到目前為止，國內(nèi)外仍然沒有一個關(guān)于潤滑脂報廢指標的正式標準，但可以通過結(jié)合實際使用經(jīng)驗和對潤滑脂使用前后的性能指標分析對比來確定是否報廢舊潤滑脂及更換新潤滑脂，見下表:

項目潤滑脂報廢參考指標

滴點(1)鈣基潤滑脂降至50℃；

(2)復(fù)合鈣基潤滑脂降至180℃

(3)鈉基潤滑脂降至120℃；

(4)鋰基潤滑脂降至140℃。

(5)復(fù)合鋰基潤滑脂降至200℃。

稠度潤滑脂錐入度變化達±20%以上

分油潤滑脂使用后與使用前含油量之比小于0.7

灰分使用前后，灰分變化率大于50%

腐蝕不能通過銅片腐蝕試驗

氧化酸值大于0.3mgKOH/g

乳化乳化變軟

機械雜質(zhì)流失混人雜質(zhì)大于125μm

潤滑脂報廢參考指標

10.2 潤滑脂混合

從正確使用潤滑脂角度來看，應(yīng)該避免潤滑脂包裝和使用的混合，混合會使?jié)櫥阅馨l(fā)生變化，影響使用效果。

1)不同種類的混合

不同種類的潤滑脂，由于潤滑脂的稠化劑、基礎(chǔ)油及添加劑都不同，如果混合在一起，產(chǎn)生稠化劑分散不均勻、不能形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)、潤滑脂變軟以及機械安定性、氧化安定性等變差的結(jié)果，必定會影響潤滑脂的使用。因此，不同種類的潤滑脂不能混合。

2)同種類的混合

同一廠家同一類型但不同牌號的潤滑脂可以混合，但不同廠家的潤滑脂不能混合。

3)新潤滑脂與舊潤滑脂混合

新潤滑脂與舊潤滑脂，無論是否屬于同一種類，都不允許混合。因為舊潤滑脂含有有機酸和雜質(zhì)，會加速潤滑脂的氧化，所以更換潤滑脂時候，應(yīng)該把舊潤滑脂清除干凈，才能填加新潤滑脂，否則會引起新潤滑脂性能變差，影響使用。

4)潤滑脂與潤滑油的混合

一般情況下，潤滑脂不能同潤滑油混合。但是在特殊的情況下，為了提高潤滑脂的流動性可以向潤滑脂中添加少量的潤滑油，但必須與潤滑脂的基礎(chǔ)油相同；另外為了增大潤滑油的粘度可以向潤滑油中添加少量的潤滑脂，在60~ 70℃攪拌30~ 40min即可。