重庆工商大学 张金洪、 谭杰森 400020
摘要：润滑技术在我国有悠久的发展历史,因此本文将按一般的分类方法,将它分为固体粉末润滑剂、固体润滑膜、自润滑复合材料三大类来介绍它的发展概况。
一、固体粉末润滑剂
1.作为润滑油脂添加剂
此项研究工作在我国约始于五十年代末期。到目前为止,作为润滑油脂添加剂的固体粉末润滑剂主要有二硫化泪、石墨、氟化石墨、聚四氟乙烯、二硒化泥、二硫化钨等等。
作为添加剂来改性润滑油脂的效果是明显的。如二硫化泪、石墨、氟化石墨分别添加在硅油一锉皂脂K K一3和矿油一锉皂脂3 0 4中,在温度法四球机上作抗摩性能对比的结果表明,在硅油脂中,氟化石墨有较好的效果;在矿油中则是添加二硫化泪有较好的效果。
2.粉末飞溅润滑
直接将固体粉末润滑剂放在需要润滑的部件的密封箱中,利用转动部件使粉末飞扬起来,然后落到需要润滑的摩擦面上,从而得到润滑效果。将固体粉末润滑剂直接加入到需要润滑的摩擦表面,同样可以得到粉末润滑的效果。如徐州重型机械厂在回火炉、闷火炉上的轴承就是直接用二硫化铂粉末进行润滑的。他们成功地解决了原来用油脂润滑时,润滑脂在高温下的流失、冒烟、烟雾污染的问题。此外,实践证明,用固体粉末润滑剂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.制成悬浮液来进行润滑
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铬、铁、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、导向环等等来使用。这种使用方法目前国内已经取得了很好的结果[5]的。国营安东机械厂的有关人员曾将二硫化铝粉末与酒精按不同配比制成悬浮液浸渍不同型号的磨床砂轮,发现磨床砂轮的消耗量因而降低到原来消耗量的二分之一,同时还减少了砂轮的修正时间和次数、消除了磨削加工的挤压噪声、还可以提高磨削加工的进刀量(可由0.05一0.15毫米增大到0.3毫米)。被研磨的零件再没有出现退火和烧伤的现象,磨后工件的光洁度也有所提高。此外,也有用固体润滑剂的悬浮液喷涂、刷涂或滴放在轴承、模具或压配件中来进行润滑的,都收到了一定的效果。
二、粘结固体润滑膜
由于没有粘结剂的固体润滑膜的耐磨寿命不能满足许多设计的要求,而且寿命比较长的成膜方法又比较麻烦,所以早就发展了有粘结剂的固体润滑膜。
比较通用的树脂粘结的固体润滑膜,如酚醛、环氧、硅树脂作为粘结剂的膜早已成功地应用。最近,新型的树脂如聚酞亚胺、聚苯骄邃哩、聚苯骄咪噢等已成功地应用在固体润滑膜上。对硅树脂作为粘结剂的这个老品种的固体润滑膜最近也有了新发展,已发展出一种室温固化的固体润滑膜—A F S L一41,据报导这种膜比常用的高温固化的硅树脂粘结固体润滑膜的性能还要好,在2 60℃时的耐磨寿命长了5一10倍;在2 60一37 1℃的温度范围内也比最近发展的聚酞亚胺、聚苯骄唾哩和聚苯骄咪噢树脂粘结的固体润滑膜好。也有报导说用固体润滑膜来降低橡皮表面摩擦,是将含有填料、抗氧剂和稳定剂的聚腮烷、聚氯乙烯或聚丙烯睛在一种挥发性溶剂中的溶液通入空气流,以生成聚合物的纤维,然后喷在橡皮表面上而成,但没有看到具体的性能数据。
对于粘结的固体润滑膜的成膜方法,最近已成功应用了等离子喷涂技术。设计了一种双口复式喷枪,可使粘结剂处于喷枪的高温区,而使固体润滑剂处于低温区,这样使得象以金属、陶.瓷为粘结剂的固体润滑膜可以应用耐温性较差的固体润滑剂,如MoS2、WS2、TaS2以及某些有润滑性的聚合物粉末等,避免了这些润滑剂由于受高温作用而变质,从而使这种类型的固体润滑膜的质量有所提高。这种方法还有一个优点就是使喷涂和硬化能在同一短时间内完成,而不致于使被涂膜部件的机械性能因受过热而遭到破坏。
三、自润滑复合材料
所谓复合材料，可以解释为由两种或两种以上的组分混合或组合而成的材料体系,这些组分的性质、形状都是不同的,而且基木上是互不可溶的。复合的最终目的是要获得具有新性能一的材料,为促进对固体润滑材料的了解,本文的介绍只涉及与润滑有关的复合材料。这类材料大致包括金属基有润滑复合材料(粉末冶金压制品)、石墨基、陶瓷基自润滑复合材料、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。后两类前面已有所介绍,下面仅就前四类复合材料简介如下
1.金属基自润滑复合材料
所谓金属基自润滑复合材料,是借用粉末冶金的工艺,研究以各种金属材料为基础的自润滑复合材料。国内若千单位针对这类材料的机械强度与摩擦特性之间的矛盾进行了大量的研究工作。与此同时,还针对特定的用途作了若干种配方,在很多实际应用中获得了满意的结果。这类材料一般多用作滚动轴承保持架、小型套筒轴承、滑动电触点材料[7]等。近年来为获得具有高机械强度、低摩擦系数和长寿命的金属基自润滑复合材料,发展了一种含难熔金属的烧结材料,这是一种以高百分比的固体粉末润滑剂与难熔金属如钨、铝、妮、钮的一种或多种混合物,装在石墨模具中、用电磁感应快速加热的热压成型材料。这类材料在滚动与滑动摩擦时都具有很好的自润滑性能,它的特点是在高温、高真空环境下有较长的耐磨损寿命。缺点是抗冲击强度不高。
2.石墨基自润滑复合材料和陶瓷基自润滑复合材料
石墨基自润滑复合材料是石墨加上其它材料,如碳黑、灯烟等,混以粘结剂后用模压或挤压的方法压制成型,然后在593一1 6 4 8℃的温度下烧结成石墨基自润滑复合材料。这类材料兼有石墨及填入组分材料的共同优点,因此它具有足够的机械强度,良好的自润滑性能,低的热膨胀系数,高的热传导能力以及良好的耐腐蚀性,电传导性等。这类材料如碳一石墨材料,常被用作机械的密封环、活塞环、轴承、电刷、电触点、泵、阀的部件。
结束语
总的看来,固体润滑材料在近十多年来是得到了不断的发展,但这些发展都是采用配方的方法,是在不断试验和经过无数次失败后才得到成功的。可以说这些发展大都是纯工艺性的,是建立在广泛深入实践的基础上的。
参考文献
[1]广州机床研究所编,摩擦磨损润滑学,1979;姚际恒等,诗经通论,中华书局出版,1958；6，3。
[2]周国民、党鸿辛,固体润滑剂和特殊_L况条件下的摩擦与润滑,一机部全国第一次润滑技术短训班教材,洛阳,1979。