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油品知识之润滑油篇油品知识之润滑油篇 时间：2006-01-11 11:40 一、 润滑油作用润滑油是用在各种类型机械上以减少摩擦，保护机械及加工件的液体润滑 剂，主要起润滑、冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用润滑油占全部润滑 材料的 85%，种类牌号繁多，现在世界年用量约 3800 万吨对润滑油总的要求 是：（1） 减摩抗磨，降低摩擦阻力以节约能源，减少磨损以延长机械寿命， 提高经济效益；（2） 冷却，要求随时将摩擦热排出机外；（3） 密封，要求防泄漏、防尘、防串气；（4） 抗腐蚀防锈，要求保护摩擦表面不受油变质或外来侵蚀；（5） 清净冲洗，要求把摩擦面积垢清洗排除； （6） 应力分散缓冲，分散负荷和缓和冲击及减震；（7） 动能传递，液压系统和遥控马达及摩擦无级变速等二、润滑油组成润滑油一般由基础油和添加剂两部分组成基础油是润滑油的主要成分， 决定着润滑油的基本性质，添加剂则可弥补和改善基础油性能方面的不足，赋 予某些新的性能，是润滑油的重要组成部分1、润滑油基础油润滑油基础油主要分矿物基础油及合成基础油两大类矿物基础油应用广 泛，用量很大（约 95%以上），但有些应用场合则必须使用合成基础油调配的 产品，因而使合成基础油得到迅速发展。

矿油基础油由原油提炼而成润滑油基础油主要生产过程有：常减压蒸馏、 溶剂脱沥青、溶剂精制、溶剂脱蜡、白土或加氢补充精制1995 年修订了我国 现行的润滑油基础油标准，主要修改了分类方法，并增加了低凝和深度精制两 类专用基础油标准矿物型润滑油的生产，最重要的是选用最佳的原油矿物基础油的化学成分包括高沸点、高分子量烃类和非烃类混合物其组成一般为烷烃（直链、支链、多支链）、环烷烃（单环、双环、多环）、芳烃 （单环芳烃、多环芳烃）、环烷基芳烃以及含氧、含氮、含硫有机化合物和胶 质、沥青质等非烃类化合物2、添加剂添加剂是近代高级润滑油的精髓，正确选用合理加入，可改善其物理化学 性质，对润滑油赋予新的特殊性能，或加强其原来具有的某种性能，满足更高 的要求根据润滑油要求的质量和性能，对添加剂精心选择，仔细平衡，进行 合理调配，是保证润滑油质量的关键一般常用的添加剂有：粘度指数改进剂， 倾点下降剂，抗氧化剂，清净分散剂，摩擦缓和剂，油性剂，极压剂，抗泡沫 剂，金属钝化剂，乳化剂，防腐蚀剂，防锈剂，破乳化剂三、润滑油脂的基本性能润滑油是一种技术密集型产品，是复杂的碳氢化合物的混合物，而其真正 使用性能又是复杂的物理或化学变化过程的综合效应。

润滑油的基本性能包括 一般理化性能、特殊理化性能和模拟台架试验一般理化性能每一类润滑油脂都有其共同的一般理化性能，以表明该产品的内在质量 对润滑油来说，这些一般理化性能如下：（1） 外观（色度）油品的颜色，往往可以反映其精制程度和稳定性对于基础油来说，一般 精制程度越高，其烃的氧化物和硫化物脱除的越干净，颜色也就越浅但是， 即使精制的条件相同，不同油源和基属的原油所生产的基础油，其颜色和透明 度也可能是不相同的对于新的成品润滑油，由于添加剂的使用，颜色作为判断基础油精制程度 高低的指标已失去了它原来的意义2） 密度密度是润滑油最简单、最常用的物理性能指标润滑油的密度随其组成中 含碳、氧、硫的数量的增加而增大，因而在同样粘度或同样相对分子质量的情 况下，含芳烃多的，含胶质和沥青质多的润滑油密度最大，含环烷烃多的居中， 含烷烃多的最小3） 粘度粘度反映油品的内摩擦力，是表示油品油性和流动性的一项指标在未加任何功能添加剂的前提下，粘度越大，油膜强度越高，流动性越差4） 粘度指数粘度指数表示油品粘度随温度变化的程度粘度指数越高，表示油品粘度 受温度的影响越小，其粘温性能越好，反之越差 （5）闪点闪点是表示油品蒸发性的一项指标。

油品的馏分越轻，蒸发性越大，其闪 点也越低反之，油品的馏分越重，蒸发性越小，其闪点也越高同时，闪点 又是表示石油产品着火危险性的指标油品的危险等级是根据闪点划分的，闪 点在 45℃以下为易燃品，45℃以上为可燃品，，在油品的储运过程中严禁将油 品加热到它的闪点温度在粘度相同的情况下，闪点越高越好因此，用户在 选用润滑油时应根据使用温度和润滑油的工作条件进行选择一般认为，闪点 比使用温度高 20~30℃，即可安全使用6） 凝点和倾点凝点是指在规定的冷却条件下油品停止流动的最高温度油品的凝固和纯 化合物的凝固有很大的不同油品并没有明确的凝固温度，所谓“凝固“只是作 为整体来看失去了流动性，并不是所有的组分都变成了固体润滑油的凝点是表示润滑油低温流动性的一个重要质量指标对于生产、 运输和使用都有重要意义凝点高的润滑油不能在低温下使用相反，在气温 较高的地区则没有必要使用凝点低的润滑油因为润滑油的凝点越低，其生产 成本越高，造成不必要的浪费一般说来，润滑油的凝点应比使用环境的最低 温度低 5~7℃但是特别还要提及的是，在选用低温的润滑油时，应结合油品 的凝点、低温粘度及粘温特性全面考虑因为低凝点的油品，其低温粘度和粘 温特性亦有可能不符合要求。

凝点和倾点都是油品低温流动性的指标，两者无原则的差别，只是测定方 法稍有不同同一油品的凝点和倾点并不完全相等，一般倾点都高于凝点 2~3℃，但也有例外 （7） 酸值、碱值和中和值酸值是表示润滑油中含有酸性物质的指标，单位是 mgKOH/g酸值分强酸 值和弱酸值两种，两者合并即为总酸值（简称 TAN）我们通常所说的“酸值 “，实际上是指“总酸值（TAN）“碱值是表示润滑油中碱性物质含量的指标，单位是 mgKOH/g碱值亦分强碱值和弱碱值两种，两者合并即为总碱值（简称 TBN）我们通常所说的“碱值“实际上是指“总碱值（TBN）“中和值实际上包括了总酸值和总碱值但是，除了另有注明，一般所说的“ 中和值“，实际上仅是指“总酸值“，其单位也是 mgKOH/g8） 水分水分是指润滑油中含水量的百分数，通常是重量百分数润滑油中水分的 存在，会破坏润滑油形成的油膜，使润滑效果变差，加速有机酸对金属的腐蚀 作用，锈蚀设备，使油品容易产生沉渣总之，润滑油中水分越少越好9） 机械杂质机械杂质是指存在于润滑油中不溶于汽油、乙醇和苯等溶剂的沉淀物或胶 状悬浮物这些杂质大部分是砂石和铁屑之类，以及由添加剂带来的一些难溶 于溶剂的有机金属盐。

通常，润滑油基础油的机械杂质都控制在 0.005%以下 （机杂在 0.005%以下被认为是无）10）灰分和硫酸灰分灰分是指在规定条件下，灼烧后剩下的不燃烧物质灰分的组成一般认为 是一些金属元素及其盐类灰分对不同的油品具有不同的概念，对基础油或不 加添加剂的油品来说，灰分可用于判断油品的精制深度对于加有金属盐类添 加剂的油品（新油），灰分就成为定量控制添加剂加入量的手段国外采用硫 酸灰分代替灰分其方法是：在油样燃烧后灼烧灰化之前加入少量浓硫酸，使 添加剂的金属元素转化为硫酸盐11）残炭油品在规定的实验条件下，受热蒸发和燃烧后形成的焦黑色残留物称为残炭残炭是润 滑油基础油的重要质量指标，是为判断润滑油的性质和精制深度而规定的项目润滑油基 础油中，残炭的多少，不仅与其化学组成有关，而且也与油品的精制深度有关，润滑油中 形成残炭的主要物质是：油中的胶质、沥青质及多环芳烃这些物质在空气不足的条件下， 受强热分解、缩合而形成残炭油品的精制深度越深，其残炭值越小一般讲，空白基础 油的残炭值越小越好 现在，许多油品都含有金属、硫、磷、氮元素的添加剂，它们的残炭值很高，因此含添 加剂油的残炭已失去残炭测定的本来意义。

机械杂质、水分、灰分和残炭都是反映油品纯 洁性的质量指标，反映了润滑基础油精制的程度特殊理化性能除了上述一般理化性能之外，每一种润滑油品还应具有表征其使用特性的特殊理化性质 越是质量要求高，或是专用性强的油品，其特殊理化性能就越突出反映这些特殊理化性 能的试验方法简要介绍如下：（1） 氧化安定性氧化安定性说明润滑油的抗老化性能，一些使用寿命较长的工业润滑油都有此项指标要 求，因而成为这些种类油品要求的一个特殊性能测定油品氧化安定性的方法很多，基本 上都是一定量的油品在有空气（或氧气）及金属催化剂的存在下，在一定温度下氧化一定 时间，然后测定油品的酸值、粘度变化及沉淀物的生成情况一切润滑油都依其化学组成 和所处外界条件的不同，而具有不同的自动氧化倾向随使用过程而发生氧化作用，因而 逐渐生成一些醛、酮、酸类和胶质、沥青质等物质，氧化安定性则是抑制上述不利于油品 使用的物质生成的性能2） 热安定性热安定性表示油品的耐高温能力，也就是润滑油对热分解的抵抗能力，即热分解温度 一些高质量的抗磨液压油、压缩机油等都提出了热安定性的要求油品的热安定性主要取 决于基础油的组成，很多分解温度较低的添加剂往往对油品安定性有不利影响；抗氧剂也 不能明显地改善油品的热安定性。

（3）油性和极压性油性是润滑油中的极性物在摩擦部位金属表面上形成坚固的理化吸附膜，从而起到耐高 负荷和抗摩擦磨损的作用，而极压性则是润滑油的极性物在摩擦部位金属表面上，受高温、 高负荷发生摩擦化学作用分解，并和表面金属发生摩擦化学反应，形成低熔点的软质（或 称具可塑性的）极压膜，从而起到耐冲击、耐高负荷高温的润滑作用 （4）腐蚀和锈蚀由于油品的氧化或添加剂的作用，常常会造成钢和其它有色金属的腐蚀腐蚀试验一般 是将紫铜条放入油中，在 100℃下放置 3 小时，然后观察铜的变化；而锈蚀试验则是在水 和水汽作用下，钢表面会产生锈蚀，测定防锈性是将 30ml 蒸馏水或人工海水加入到 300ml 试油中，再将钢棒放置其内，在 54℃下搅拌 24 小时，然后观察钢棒有无锈蚀油品应该 具有抗金属腐蚀和防锈蚀作用，在工业润滑油标准中，这两个项目通常都是必测项目5）抗泡性润滑油在运转过程中，由于有空气存在，常会产生泡沫，尤其是当油品中含有具有表面 活性的添加剂时，则更容易产生泡沫，而且泡沫还不易消失润滑油使用中产生泡沫会使 油膜破坏，使摩擦面发生烧结或增加磨损，并促进润滑油氧化变质，还会使润滑系统气阻， 影响润滑油循环。

因此抗泡性是润滑油等的重要质量指标6）水解安定性水解安定性表征油品在水和金属（主要是铜）作用下的稳定性，当油品酸值较高，或含 有遇水易分解成酸性物质的添加剂时，常会使此项指标不合格它的测定方法是将试油加入一定量的水之后，在铜片和一定温度下混合搅动一定时间，然后测水层酸值和铜片的失 重7）抗乳化性工业润滑油在使用中常常不可避免地要混入一些冷却水，如果润滑油的抗乳化性不好， 它将与混入的水形成乳化液，使水不易从循环油箱的底部放出，从而可能造成润滑不良 因此抗乳化性是工业润滑油的一项很重要的理化性能一般油品是将 40ml 试油与 40ml 蒸 馏水在一定温度下剧烈搅拌一定时间，然后观察油层-水层-乳化层分离成 40-37-3ml 的时间； 工业齿轮油是将试油与水混合，在一定温度和 6000 转/分下搅拌 5 分钟，放置 5 小时，再 测油、水、乳化层的毫升数8）空气释放值液压油标准中有此要求，因为在液压系统中，如果溶于油品中的空气不能及时释放出来， 那么它将影响液压传递的精确性和灵敏性，严重时就不能满足液压系统的使用要求测定 此性能的方法与抗泡性类似，不过它是测定溶于油品内部的空气（雾沫）释放出来的时间。

9）橡胶密封性在液压系统中以橡胶做密封件者居多，在机械中的油品不可避免地要与一些密封件接触， 橡胶密封性不好的油品可使橡胶溶胀、收缩、硬化、龟裂，影响其密封性，因此要求油品 与橡胶有较好的适应性液压油标准中要求橡胶密封性指数，它是以一定尺寸的橡胶圈浸 油一定时间后的变化来衡量10）剪切安定性加入增粘剂的油品在使用过程中，由于机械剪切的作用，油品中的高分子聚合物被剪断， 使油品粘度下降，影响正常润滑。