固体润滑剂的产生和发展

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1、固体润滑剂的产生和发展1.1.1固体润滑剂的作用固体润滑剂的出现克服了液体润滑的一些固有缺点，如：润滑油。润滑脂都容易蒸发，其蒸汽压较高，不能再10¹pa以上的高真空中长时间工作。而高度位1000km的宇宙空间，真空度较高，绝对压力达10³pa~10²pa。润滑剂在承受高负荷时，油膜会遭受破坏，在高温下会丧失润滑能力。如果使用固体润滑剂则有较高的承载能力，且能承受高温。1.2固体润滑剂试用的环境与工况1.2.1可代替润滑油脂在下列情况下，可以用固体润滑剂代替润滑油脂，对摩擦表面进行润滑。1）特殊工

2、况。在各种特殊工况（如高温、低温、真空和重载等）下，一般润滑油脂的性能无法适应，可以使用固体润滑剂进行润滑。在金属切削加工和压力加工中无法使用液体润滑场合，可以使用固体润滑剂进行润滑。2）易被污染的情况。在润滑油脂易被其他液体（如水、海水等）污染或冲走的场合、潮湿的环境场合及含有固体杂质（如泥沙、尘土等）的环境场合中，无法使用液体润滑剂，可以使用固体润滑剂进行润滑。3）供油困难的情况。有些构建和摩擦副无法连续供给润滑油脂，安装工作不宜进行或装卸困难、无法定期维护保养的场合，如桥梁的支撑轴承，可以使

3、用固体润滑剂进行润滑。1.2.2增强过改善润滑油脂的性能为了使用目的，可以再润滑油、脂中添加固体润滑剂。1）提高润滑油脂的承载能力。2）增强润滑油脂的实效性能。3）改善润滑油脂的高温性能。4）使润滑油脂形成摩擦聚合膜（如添加有机钼化合物等）。1.2.3运行条件苛刻场合1.2.3.1宽温条件下润滑润滑油、脂的使用温度范围大约为-60°C~350°C，而固体润滑剂能适应-270°C~1000°C的工作温度范围。超低温条件下的固体润滑将成为超低温技术成败的关键。固体润滑剂聚四氟乙烯和铅等在这种温度的条件

4、下仍具有润滑性能，也是最常用的基本润滑材料。应用于高温条件下的润滑材料有：高分子材料聚酰亚胺，使用上限温度为350°C；氧化铅，最高工作温度可达650°C；氟化钙和氟化钡的混合物，最高使用温度位280C°。在热轧钢材时，工作温度可达1200°C以上，固体润滑剂石墨、玻璃和各种软金属被膜能充当良好的润滑剂。1.2.3.2宽速条件下的润滑各类固体润滑膜能够适应摩擦宽广的运动速度范围，如机床导轨的运动属于低速运动。用添加固体润滑剂的润滑油可以减少爬行，用高分子材料涂层形成的固体润滑干膜可减少磨损。而软金

5、属铅膜可适用于低速运动的摩擦表面。适用于低速重载的轴承可用镶嵌型固体润滑材料制造，以减少摩擦和磨损。做高速运动的轴承，只要在其表面镀上2μm~5μm厚的碳化钛膜，即使在24000r/min的速度下运转25000h也很少磨损。1.2.3.3重载条件下的润滑一般润滑油脂的油膜，只能承受比较小的载荷。一旦负荷超过其所能承受的极限值，油膜破裂，摩擦表面将会发生咬合。而固体润滑膜可以承受平均负荷在108pa以上的压力，如厚度为2.5μm的二硫化钼膜能承受2800Mpa的接触压力，应可以40m/s的高速运动；

6、聚四氟乙烯膜还能承受109pa的赫兹压力；金属基复合材料的承载能力更高。在金属压力加工（如轧制、挤压、冲压等）中，摩擦表面的负荷很高，通常使用含有固体润滑剂的油基或水基润滑剂，或采用固体润滑干膜的形式进行润滑。1.2.3.4真空条件下的润滑在（高）真空条件下，一般润滑油脂的蒸发性较大，易破坏真空条件，并影响其他构件的工作性能。一般采用金属基复合材料和高分子基复合材料进行润滑。1.2.3.5辐射条件下的润滑在辐射条件下，一本液体润滑剂会发生聚合或分解，失去润滑性能。固体润滑剂的耐辐射性能较好。如金属

7、基复合材料的耐辐射性能大于108Gy，石墨在受到10²°个/cm³中的辐照后也不会发生可检测的变化。在辐射条件下，可以使用层状固体润滑材料、高分子复合材料和金属基复合材料进行润滑。1.2.3.6导电滑动面的润滑电机电刷、导电滑块、在真空中工作的人造卫星上的太阳能集流环和滑动的电触点等导电滑动面的摩擦，可以采用碳石墨、金属基（银基）或金属与固体润滑剂组成的复合材料进行润滑。