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关于润滑重新定位的思考
王大中
中国机械工程学会摩擦学分会教育培训委员会
黑龙江 哈尔滨 150001
Email:wdz0415@sohu.com
摘要:本文从我国润滑的现状、润滑技术蓬勃发展、论述了润滑重新定位的必要性和现实意 义。
“润滑”这个古老而又年轻的词汇,当今又赋于它新的内涵。人们对它似乎更感兴趣。 2005 年一个以润滑为主题的国际会议竞有 1200 名代表参加,而且自掏腰包 695 美元。这就是 2005 年美国“设备全优润滑与可靠国际会议 。会议的主办单位连呼不可思议,可以看出人们对润滑技术突飞猛进的发展,抱有极大关心。这项既有新理念又极具可操作性全优润滑已从“后台”跃到了“前台”。毋庸置疑,润滑的重新定位已摆上日程。
1 我国润滑的现状
中国是一个用油的大国,年消耗润滑油 400 多万吨,仅次于美国为第二位,占世界消耗量 11% 。这个用量比日本多一倍,而 GDP 不到日本的 1/3 。这一方面与产业结构有关,另一方面也显示了国内润滑油的消耗高、效率低、油品质量差、寿命短、润滑效率低、管理不善。
自改革开放以来,我国众多企业随着国外科技和设备引进,在用油方面提高很多,特别是长三角和珠三角不少企业用油已接近国外水平。从全国范围看仍有一些单位至今对油不认识、不理解,就认为是浇一浇油,没什么好讲的。因此用油管理上,偌大的一个厂,只有一人兼管,无组织保证,好多主管领导,由于不懂,在处理故障上,较多地从机械上查找原因,很少找到“油”上。至今不清楚 60% 以上故障是由油和因油品维护不当造成的。在油品化验和监测上,不肯投资,据笔者下厂服务十几年中,大约所去过工矿企业,有 80% 无这方面人员和设施,以致用油凭感觉、至用手摸、眼看。在选购油品上不知道采用适合其工况用高性能油。近半个世纪以来,设备不断更新,机械的单机容量和工况参数日益升高。据统计,在过半个世纪机械运行速度、载荷、精度、温度都有几倍或十几倍提高 。而设备用油则多年一贯制,除非 OEM 指定用油,一般很少去选购高档油。
2 润滑技术迅速发展将带来巨大经济效益
2.1 高效添加剂铸就坚硬油膜
有的外油公司直接宣传我们不是卖合成油,我们是在卖“坚硬油膜”。油中加入百分之几添加剂,效能大增,特别是低速重负荷摩擦部位,形成的边界吸附膜,用于高温极压条件下防止金属磨损和烧结起最佳作用的化学反应膜,这对于过去靠粘度只能用于一般条件下润滑来比是一个重大进步。
2.2 纳米材料
随着时代的发展、技术的进步,润滑油性能必须随之改善和提高。其中包括对传统润滑油抗磨进行改进,并开发新的抗磨剂来满足,降低硫、磷含量又能提高其性能。纳米金属抗磨剂,纳米金属修复剂,出现了无机油运行,据最近报道有一种叫路邦纳米抗磨剂有 5000 公里无机油运行记录。为什么有这么神奇效能。综合各种学说,大致有纳米粒子与摩擦表面起到类似滚珠的作用,叫“共晶滚球膜”,将滑动摩擦变为滚动摩擦,大大降低摩擦系数。还有认为纳米粒子与摩擦表面生成化学反应膜适应高温、重载、低速等工况。纳米润滑油抗磨剂比微米级抗磨、减磨效果更好。有人认为,应用纳米材料制备的添加剂。可以解决常规载荷添加剂无法解决的问题。
2.3 金属磨损再生技术
目前以“ ART ”和“摩圣”为代表的金属磨损自修复材料,经过多年广泛试用,取得比较令人满意效果。金属磨损自修复材料不同加在润滑油中改性添加剂,又是以润滑油为载体,也不是生成滚球减磨层,据推广单位介绍是直接在摩擦能转换成热能的部位上生化学置换反应,生成金属陶瓷层,经过这样处理后的金属表面有极高显微硬度和极低表面粗糙度,抗腐、抗磨大幅延长装备使用寿命,节约能源,还能修复长期运转中的机械零件磨损表面。这种表面处理方法是目前各种类型油料添加剂无法做到的。
2.4 氟特加氟碳表面改性涂层材料
是前苏联根据航天器在太空恶劣环境下要求摩擦材料必须达到无固体颗粒,不改变机械公差,化学稳定性和热稳定性高,减摩抗磨效果好,综合性能持续时间长,而开发一种新的涂层材料,据说在涂到固体表面时形成一薄层( 4---8 纳米)分子膜,但不是化学反应膜。这种膜的消失只在两种情况下出现:一是工作温度持续超过 450℃ ,二是随着基础材料流失而流失。处理后的表面耐压及承载力达到 3000 兆牛 / 平方毫米。 P B 值由 94kg 提高到 114kg ,降低摩擦系数 75—90% 。膜层自修复,而成膜速度快,仅需 10 分钟。高速机械 1000 小时膜持久存在,而且不同于一般在于它对工业橡胶制品经氟特加处理后工作寿命(抗老化和耐磨),经处理过的塑料制品(如聚四氟乙烯塑料)可明显提高耐摩擦、耐油、耐老化特性。因此,此种涂料对改善机器、机床、工艺装备,金属材料、切削工具、发动机、压缩机、发电机、船舶、车辆均有实效。
2.5 固体润滑膜
固体润滑是利用固体粉沫,薄膜或整体材料来减少和承载表面之间的摩擦、磨损的作用。固体润滑可在高温、高负荷、超低温、超高真空、强氧化或还原、强幅射等环境下有效的润滑。突破了润滑油脂的极限,为我国尖端科技做出了重大贡献。
正是这种苛刻的工况下,摩擦的表面效应反应更为强烈,特别是高温和强腐蚀介质中润滑,正常情况下要经过 10 17 年才能生成。由于机械应力作用,可以说生成速度大为提前 。这就是摩擦化学反应。
现代科学技术发展高温条件下润滑日益受到重视,目前高温固体润滑主要是高温固体润滑剂和高温自润滑材料。国内已有数家自润滑轴承公司生产各种标准和非标准自润滑轴承满足各用户需要。润滑由于在国民经济涉及各个行业和企业,原值约 10 万多亿装备,有人说:整个世界运行在 10 微米润滑膜上。所以说任何一项润滑新技术的出现,都会代来巨大效益。
3 重新“定位润滑”已摆在日程
3.1 采取有力措施,将润滑科研成果转化生产力
现下一边是科研成果硕果累累,一边是工矿企业有的还采用“原始”润滑管理。形成极大的反差。
3.2 积极开展润滑,大力宣传“合理润滑技术通则”
这是我国润滑方面国家制定第一部大法。内容至今新颖,极具可操作性。首先要宣传落实这部大法,依照这个大法在思想上对润滑重新“定位”。
3.3 国家应采取行之有效办法对现有机械工程技术人员进行培训
我们有大量机械工程技术人员服务于各个行业。其中大部分未能正规学过润滑,笔者下厂培训,大部分都是这样的人员,从技术上讲,减少能耗,机械工程技术人员想尽了办法在材料性能上开发超强、超硬、耐高温的金属和非金属材料上下功夫。应用各种技术改进和发明热处理新工艺,这是一条路,是人们已经奋斗了几百年甚至上千年的路。人们走了很远很久,已经达到再前进一步要化费九牛二虎之力了 。那么还有一条平行的路,那就是在润滑上下功夫,利用在润滑油中添加高性能添加剂或利用润滑油作载体,在边界润滑摩擦中形成了各种“膜”和“涂层”,成功的解决了低速、重载、摩擦付润滑的问题。这条路所解决摩擦付的承载耐磨能力和其他各项参数,提高已不是一倍,而是几倍、十几倍。这条路几乎刚刚再走。这一点我们许多机械工程技术人员不清楚。这就是摩擦化学我们急需要补充的。
3.4 建立“油品应用专业”势在必行
“油品应用”和油品炼制不一样,现有石油学校的油品炼制专业很多,但“油品应用”又是一个学科,它不但要学习油的炼油知识,而且还要学习机械设备知识。解决设备上的故障我们机械工程技术人员有丰富知识和经验,可把油一加上就束手无策。但现场必须得分析,故障由油引起的,还是备件质量不好引起的,这样才能对症下药。所以培养“油品应用”人员已成为当务之急。
3.5 节能
我国是一个能源不足大国,“十一五”规划我们节能指标要比“十五”降低 20% ,要建立节约型社会,节能是我们别无选择的选择。现节水、节电、节煤都深入人心,家喻户晓。为何节油就叫不响!因为节油,紧随着就是“润滑”,而润滑又不被人所接受,所以必须重新给“润滑定位”,比如车辆,车辆想节油,必须从源头上解决,从车辆的摩擦付占 68% 入手,必须研究这些摩擦付选油、用油是否得当。再比如发动机用润滑油是否采用多级油,低粘度油、高粘度指数油。这都是节油、降耗具体可操作措施。
综上所述,笔者感到润滑重新定位是时候了。学校设专业,工矿企业设岗、人事部门设编,将润滑技术职称系列确立起来,全社会要重视润滑。日本早在 70 年代初就开展了“润滑现代化”工作,设立了专门机构,积极推广润滑现代化,普及到各行各业,甚至家喻户晓,在科学界形成一门新兴学科——摩润学。我国技术监督局 93 年已颁布“合理润滑技术通则”,遗憾的是未能引起人们更多重视,润滑技术在蓬勃发展,我们再没有理由掉以轻心,把润滑放到应当放的位置上,这就需要我们共同努力。
参考文献:
- 宴海波、丁光键 . 现代设备润滑管理 .2006,02
- 温诗铸 . 第二届全国工业摩擦学大会会议论文集 .2004
- 王汝霖主编 . 润滑剂摩擦化学 . 中国石化出版社 . 1994,10
- 古继成 . 摩擦学工程科技论坛——润滑应用技术论文集 .2004,06
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