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，与被润滑外表有较好的亲和力，不腐蚀被润滑外表、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拟广，以1000℃以上的白热高温到液体氢的深冷低温；严峻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外表的工作机械，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像； 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、层状构造的特点起润滑作用。图68为石墨的品体构造，由图68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，可以供应不被油污染的空气；又如在纺织机械、食品加工机械、造纸机械、印刷机械采纳固体润滑后，能防止油污，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，节约了投资、降低了修理费用； 3适应比拟广泛的温度范围。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、抗腐蚀以及不适宜运用润滑油脂的场合。 4增加了防锈蚀实力。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100500倍，比润滑脂润滑的摩擦系数大50100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当的润滑场合。 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，在肯定程度上影响生产。 4导人性不好，即使是粉末状，不易补充到摩擦外表。 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 固体润滑剂应满意以下性能要求 1较低的摩擦系数在滑动方向要有低的剪切强度，而在受载方向那么要有高的屈服极限。同时还要具有防止摩擦外表凸峰的穿透的实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外表被挤刷或撕离掉； 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，以防止摩擦外表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外表间能很好地定向； 5在较宽的温度范围内，能保持性能稳定而不起化学反响。 要完全满意上述要求是不简洁的。 不同的固体润滑剂，具有不同的特殊性能，一般状况只能满意或到达上述要求的某一项或几项。依据摩擦副的不同工况，选用适宜的固体润滑材料。 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, 通过肯定工艺制备而成的具有肯定强度的复合材料。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; 简洁加工, 适用于高负荷、高温、高真空等特殊工况。 2 高分子基润滑材料具有肯定的机械强度, 韧性好, 能有效地汲取振动, 不损伤对偶材料, 有良好的耐磨性能, 且可与润滑油脂共存运用。它的化学稳定性好, 摩擦学特性受气氛的影响较小, 在低温下仍旧具有良好的摩擦学性能, 但承载实力较差。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6等、聚酰亚胺 PI 、聚醚醚酮 PEEK 等。 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FeaO、氧化铝AIO、氧化铅PbO、金属的溴化物氯化铁FeCl、氯化镉CdCl、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开展。 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肯定的工艺合成。 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，并参与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加剂，按肯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； 分子构造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，简洁滑移； 密度为2．2～2．3g／cm3； 融点3527℃，耐热性在大气中是454℃，对金属及橡胶均不起反响； 在高温，638℃下具有良好的润滑性能。 石墨的劈开面在常温下，具有吸附气体的实力，这种气体吸附层，促进了石墨的润滑性。 石墨在枯燥时摩擦系数较大，当汲取肯定量的潮湿气约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逝有关。 石墨粉剂性能见表。 2．氟化石墨 氟化石墨的摩擦系数在27～344℃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值比拟高。 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比照方表270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 外观呈黑灰略带蓝色，有滑腻感，分子构造为六方晶系的层状结晶构造，简洁劈开成鳞片状，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