固体润滑剂的产生和发展

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10-1pa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10-3pa~10-2pa。

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；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。

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