主要固体润滑剂介绍

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主要固体润滑剂介绍

作者：未知文章来源：网上搜集点击数：更新时间：2006-10-15 20:21:43

F以及CaF₂-BaF₂等混合物，即使在高达650～820℃的高温下，仍有低摩擦的效果。
      3.其它化合物
       硼酸盐也是高温固体润滑剂，在熔融状态下才显示出优良的润滑性能，当温度超过480℃时，它具有流体动力效应，超过760℃时则起边界润滑剂作用。在高温下，硼酸与金属氧化物起反应而形成玻璃。硫化硼在高温中的低摩擦则归因于硼酸。此外，各种玻璃，如硼酸铅玻璃、硼硅酸铅玻璃、铝硅酸盐玻璃等，可以用于500～800℃的温度范围，而硅玻璃甚至可用于超过1100℃的高温。用玻璃润滑的缺点是难以从润滑表面将其清除。
       三、聚合物
       近年来，高分子材料在工程中的应用日益普遍。热固性塑料，如酚醛树脂、环氧树脂等，具有网络状结构，但无晶态性状，并不是理想的润滑材料，与其它润滑剂组合使用，实质上只起到粘结剂的作用。热塑性塑料有晶态的，也有非晶态的，如聚四氟乙烯(PTFE )、尼龙(PA),聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC),聚酰亚胺(PI)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA )等，其中有些材料可以直接用于润滑，有些材料则须与其它材料组合在一起而产生润滑效果。用聚合物润滑的主要优点是：化学稳定性好，在低温、真空中以及各种气氛中仍能有效润滑，与润滑油脂一起使用不发生干扰。其缺点则是：机械强度和承载能力低，热传导能力弱，只能在有限的载荷及温度条件下使用。
        1.聚乙烯(PE)
      聚乙烯的摩擦因数约为0.3~0.35，耐磨性也比较好。高密度聚乙烯的摩擦因数只有0.1～0.14，减摩效果更佳。
       2.聚四氟乙烯(PTFE)
        聚四氟乙烯的摩擦因数很小（约为0.05-0.1），而耐磨性能很差，化学稳定性则很好，在高达260℃的温度下仍能表现出良好的低摩擦性能。PTFE可通过涂敷工艺或在金属表面上涂擦而靠机械作用附结于表面上，也可以将其编织而用粘结剂粘合在表面上，还可将PTFE喷涂于表面上，在＞325℃温度下烧结（可用其它树脂粘结），再在较低温度下固化。单独使用PTFE时，只适用于中等滑动速度、轻载以及防粘，但使用MoS2会造成污染的场合。
        3.尼龙(PA)
       尼龙有一定的低摩擦性能（摩擦因数约为0. 15～0. 35）和良好的耐磨性，在载荷作用下会发生冷流，在潮湿空气中会吸水膨胀。尼龙基体中以玻璃纤维作填充料可以降低冷流，而添加MoS₂和PTFE则可降低摩擦。
       4.聚酰亚胺(PI）
        聚酰亚胺在常温时摩擦因数较高（约0.47)，在100℃以上时，摩擦较小，寿命也比较长。PI的机械强度和耐温性能较好，使用温度范围为- 240～+360℃，连续使用的最高温度可达260℃。
      四、软金属
        软金属如铅、镉、铟、金或银等，可用作硬质基底的表面涂层。在常规润滑剂不起作和在极高温以及特殊工况下，它们可以为摩擦面提供一层有效的润滑膜。载荷由基底承受，切向运动则发生在低抗剪强度的软金属膜中。虽然这些软金属的摩擦因数要比MoS₂、PTFE等材料高些，但可有效地应用于防腐蚀、耐辐射和高温的场合。
       软金属膜的膜厚对润滑的有效性影响很大。在硬基底（如钢）表面镀敷或浸涂一层软金属（铅膜或铟膜等），与钢配对摩擦，如果软金属层过薄，则在承载并作相对运动的过程中很容易破裂或穿透，这时又变成基底金属直接接触，使摩擦增大且磨损加剧。在轻载作用下，钢对以铅膜覆盖的钢表面的摩擦因数与钢对整块铅的摩擦一样；当载荷增加到某一数值时，涂敷的软金属层减薄，此薄层在载荷的作用下有类似流体膜的特性，摩擦因数也同时降低。一般地说，软金属膜的厚度为10^-6～10^-7m时，润滑效果最佳。实质上，在适当的膜厚和载荷条件下，当温度达到软金属的熔点时，其摩擦因数为最小。
        软金属层材料与基底金属应有较好的相容性，同时还要求软金属有一定的耐磨能力。例如，摩擦副为同种材料（如钢对钢），当采用能溶于基底金属的软金属时，就可能得到满意的粘附强度，但是这与配对表面的相容性要求相矛盾，因当薄层被穿透后，或摩擦副穿过软金属层扩散时，就将发生钢与钢的直接接触，从而引起粘着。如摩擦副用钢(S)对钢(S)组成，在某一钢表面上用不溶于钢的软金属（A)涂敷，这种S/A-S的组合也是不适用的。在S和A层之间再加一层金属B，如果B既能溶于S又能溶于A,则这种S/B/A-S的组合（即双金属层）仍然不适用，因为基底S可以通过B扩散到A层中，就会发生A层中的S成分与配对表面S相接触，仍有增强配对表面(S与S)间粘着的趋势。现在往往采用三金属层，即S/B/C/A-S的组合，这里的中间层C是可溶于A和B的，但C不溶于S,这样，基底S就不能穿过C层而向A层扩散，于是可以获得满意的减摩效果。这三种金属覆盖层最满意的结构组成为钢／镍／金／银，覆盖层可用电解法分层镀敷，表面的银层最厚（约为5μm)。这样配对的摩擦因数仅0.11左右。
        工程中常用的金属摩擦副，在高真空环境下会产生强粘着，如选择合适的软金属层加以隔离可取得满意效果。例如，在工具钢表面用电镀法镀敷铅，则摩擦因数小于0.4。
        软金属薄层的一种新发展为使用混合金属涂层，例如用Ag+Mo层在500°C下往复3000次行程后，摩擦因数仍能保持0.05的低值。软金属膜Cu+Pb，在一240～816℃及高压、高真空中能有效地进行润滑

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