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固体润滑的特点、种类及使用方法
固体润滑是利用固体粉末、薄膜或复合材料等代替润滑油(脂)来隔离相互接触的摩擦面,依靠固体润滑剂材料本身或其转移膜的低剪切特性,以达到减少运动副间的摩擦和磨损的目的。固体润滑所用的固体粉末、薄膜或复合材料统称为固体润滑剂。随着原子能的应用和航天技术的发展,特别是由于超高(低)温、超高速、超高压、超辐射、高真空以及特殊气体中的设计需要,大大促进了固体润滑的发展。本文主要介绍固体润滑的特点,固体润滑剂的种类及使用方法。
1、固体润滑的特点
固体润滑之所以得到越来越广泛的应用,是因为它具有如下特点:
(1)能在高温、高压下工作,如用于挤压、冲压、拉制、轧制等;(2)适于低速运转部件,如用于机床导轨,可减少爬行,提高加工精度;(3)具有较宽的使用温度范围,如在液氮、液氧低温条件下,仍能保持其工作性能;(4)适用于高真空中运转的部件,可保证真空度,不污染、防粘附;(5)适于强辐射中运转的部件,可减少润滑剂的变质;(6)防腐性能好,可用于酸、碱、海水等环境中运转部件的润滑;(7)抗粘污性能好,可在不密封、有灰尘的环境中使用;(8)可用于需避免油脂污染的地方,如食品、纺织、医药等机械设备上;(9)适用于油脂易被冲刷流失的环境,如有水冲刷或含有泥沙的水中润滑;(10)适用于供油不方便或安装工作时不易接近及装卸困难的部件;(11)省却供油和过滤系统,使设备简化。
但固体润滑也有不少缺点:
(1)摩擦系数一般比使用油(脂)润滑高些;(2)无冷却作用,不能带走摩擦热;(3)因为是固体,磨损不可避免;(4)在防锈、排除磨屑和润滑剂的补充方面也比不上油(脂)润滑;(5)固体润滑在摩擦面上附着不牢,易脱落,要经常保膜;(6)润滑油中的固体润滑剂易沉淀,降低使用效果,但可采用浮游添加剂来解决;(7)有些塑料固体润滑剂吸收液体后,尺寸不稳定。
所以,在应用固体润滑时,应尽量发挥其优点,采取相应措施克服其缺点,经满足各种各样的实际工作条件。
2、固体润滑剂的分类
固体润滑剂分为软金属、金属化合物、其它无机物和有机物4种。
(1)软金属:如铅、锌、锡、钡、银、金等,可用于压力加工、辐射、真空、高温条件下,具有良好的润滑效果。
(2)金属化合物:如氧化铅、四氧化三铁等都具有润滑效果,特别是在高温下效果更好。此外还有金属卤化物、硫化物、磷酸盐、硫酸盐和各种金属脂肪酸皂等。
(3)无机物:石墨、氟化石墨、氟化钙、玻璃、滑石、云母、氮化硼等。
(4)有机物:固体脂肪酸和醇、蜡、各种颜料和染料、各种树脂、塑料。
可见固体润滑剂的种类非常丰富,这为其应用和发展提供了广阔的天地。
3、固体润滑剂的使用方法
3.1固体润滑剂粉末的应用
目前我国常用的固体润滑剂粉末有二硫化钼、二硫化钨、石墨、二硒化钨、硫化铅、聚四氟乙烯、氟化石墨、氮化硼等,固体润滑剂粉末主要应用形式分为润滑油(脂)添加剂、粉末飞溅润滑及制成悬浮液来进行润滑等。
(1)作为润滑油(脂)添加剂:研究表明,把固体润滑剂粉末作为润滑油(脂)的添加剂效果较好。如氟化石墨在硅油中有较好的效果;在矿油中,则添加二硫化钼有较好的效果。(2)粉末飞溅润滑:直接将固体润滑剂粉末放在需要润滑的部件密封箱中,利用转动部件使粉末飞扬起来,然后落到需要润滑的表面上,从而获得润滑效果。此外,实践证明,用固体粉末作为机械零部件跑合期的润滑剂,其效果比用油脂润滑好。(3)制成悬浮液进行润滑:将固体粉末润滑剂制成悬浮液(或乳液)浸渍在多孔的青铜或铁、铬、镍等烧结材料中,作成具有自润滑性能的轴承、轴套、压缩机活塞环、导向环等来使用,已取得了很好效果。此外,也可用固体润滑剂的悬浮液喷涂、刷涂或滴放在轴承、模具、压配件中来进行润滑。
3.2固体润滑膜
固体润滑膜种类很多,应用也比较广泛。一般按成膜方法,大致分为以下4种:
(1)借助人力或机械力,将固体润滑剂擦在需要润滑的表面上形成润滑膜,特别适用于在低速、轻负荷下运转的精密仪器。(2)将固体润滑剂制成膜剂,放在既有滚动又有滑动的摩擦表面,在机械力作用下形成润滑膜。(3)在真空条件下成膜,通过离子轰击的方法清洁工件表面,同时使靶材表面的原子或分子飞溅出来,镀敷在需要成膜的样品表面上形成固体滑膜。(4)用粘结剂粘结固体润滑剂粉末,构成薄膜,粘合剂有合成树脂、无机盐、金属、陶瓷等。
3.3自润滑复合材料
所谓复合材料是由2种或2种以上的组份混合或组合而成的材料体系,这些组份的性质、形状是不同的,而且基本上互不可溶,复合的最终目的是要获得具有新性能的材料。这类材料大致包括金属基、石墨基、陶瓷基、塑料基自润滑复合材料、多层复合自润滑材料以及复合镀层和粘结膜。
除以上介绍以外,固体润滑方法
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