摩擦学第7章.ppt

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1、 矿物油矿物油(1)(1)组成组成 矿矿物物油油润润滑滑剂剂是是由由基基础础油油和和添添加加剂剂调调制制而而成成的的。基基础础油油的的最最主主要要组组成成是是经经过过炼炼制制的的，天天然然矿矿物物油油(原原油油)是是一一种种深深褐褐色色的的粘粘稠稠液液体体。矿矿物物油油是是由由多多种种碳碳氢氢化合物化合物(烃类烃类)组成的化合物。此外，还含有少量的碳、氮、氧等化合物。组成的化合物。此外，还含有少量的碳、氮、氧等化合物。天天然然原原油油中中有有三三种种主主要要烃烃类类：烷烷烃烃、环环烷烷烃烃、芳芳香香烃烃，在在少少数数石石油油中中，还还有不饱和烃烯烃。有不饱和烃烯烃。7.2 7.2 液体润滑剂液

2、体润滑剂(2)矿物油理化性能矿物油理化性能 1)粘度与粘粘度与粘-温特性温特性 2)凝固点凝固点：流动的油冷却到完全失去流动性时的温度流动的油冷却到完全失去流动性时的温度 叫做凝固点。叫做凝固点。3)闪点闪点：当达到一定浓度时，与明火接触会产生短时闪点，此温度为闪点。当达到一定浓度时，与明火接触会产生短时闪点，此温度为闪点。当温度升高到使油着火燃烧当温度升高到使油着火燃烧5秒秒以上时，此温度叫做燃点。以上时，此温度叫做燃点。4)抗氧化安定性抗氧化安定性：润滑油在使用或贮存保管期间要求性能安定：润滑油在使用或贮存保管期间要求性能安定,不易氧化变质，不易氧化变质，这种性质称之为抗氧化安定。这种性质

3、称之为抗氧化安定。5)酸值酸值：酸值是评定润滑油中有机酸含量的指标。酸值是评定润滑油中有机酸含量的指标。6)灰分与残炭灰分与残炭：残炭残炭高温下分解而产成固体炭沉淀物的倾向叫做成焦性，高温下分解而产成固体炭沉淀物的倾向叫做成焦性，用残炭数值表示。用残炭数值表示。灰分灰分 油品在规定的条件下燃烧后，所剩不燃物质称为灰分。油品在规定的条件下燃烧后，所剩不燃物质称为灰分。动植物油动植物油 动动植植物物油油也也称称脂脂肪肪油油或或油油脂脂,脂脂肪肪油油可可分分两两类类:油油和和脂脂肪肪,常常温温下为液体者称为下为液体者称为油油,固体者称为固体者称为脂肪脂肪。油脂是油和脂肪的总称。油脂是油和脂肪的总称。

4、(1)(1)油脂的组成油脂的组成 油油脂脂来来自自动动植植物物体体是是由由高高级级脂脂肪肪酸酸和和甘甘油油所所形形成成的的酯酯类类化化合合物物,油油脂脂的的通通式式如如图图，在在式式中中R1、R2、R3代代表表高高级级脂脂肪肪酸酸中中的的烃烃基基，三三者者相相同同者者（R1R2R3）为为单单纯纯甘甘油油酯酯；三三者者不不同同者者为为混合甘油酯。混合甘油酯。油脂是多种高级脂肪酸所组成的甘油酯的混合物油脂是多种高级脂肪酸所组成的甘油酯的混合物。（2）动植物油油脂的性质）动植物油油脂的性质 1)物理性质物理性质 无色、无味、无嗅的物质，无色、无味、无嗅的物质，不溶于水不溶于水而而溶于乙醚、丙酮、酒精

5、、溶于乙醚、丙酮、酒精、四氯化碳四氯化碳等有机溶剂中，等有机溶剂中，2)化学性质化学性质 可水解油脂中的脂肪酸部分如含有不饱和的碳碳双键，则还有可水解油脂中的脂肪酸部分如含有不饱和的碳碳双键，则还有 加成、氧化、聚会等反应。加成、氧化、聚会等反应。3)润滑性能润滑性能脂肪酸的润滑性能由表可知脂肪酸的润滑性能由表可知酸相同酸相同，增加醇的原子数，则脂的增加醇的原子数，则脂的 润滑性能提高润滑性能提高；否则；否则醇相同，则硬脂酸的润滑性能比油酸酯好，正构和醇相同，则硬脂酸的润滑性能比油酸酯好，正构和 异构脂肪醇的效果相同。异构脂肪醇的效果相同。金金属属材材料料成成形形常常用用的的动动植植物物油油：

6、猪猪油油、牛牛油油、棕棕榈榈油油、蓖蓖麻麻油油、葵葵花花籽籽油油、豆豆油棉籽油、花生油等。油棉籽油、花生油等。其中蓖麻油润滑效果好，其次棕榈油，较差的是棉籽油其中蓖麻油润滑效果好，其次棕榈油，较差的是棉籽油。合成润滑油合成润滑油 (1)(1)合成脂肪酸合成脂肪酸 合合成成脂脂肪肪酸酸是是石石蜡蜡在在催催化化剂剂(高高锰锰酸酸钾钾)作作用用下下,用用空空气气中中的的氧氧进进行行液液相相氧氧化化，然然后后进进行行皂皂化化、酸酸化化后后制制得得。合合成成脂脂肪肪酸酸润润滑滑性性能能好好，但但是是具有腐蚀性和臭味。具有腐蚀性和臭味。（2 2）合成脂肪酸酯）合成脂肪酸酯 合合成成脂脂肪肪酸酸有有很很好好

7、的的润润滑滑性性能能,但但是是它它的的腐腐蚀蚀性性较较大大，塑塑性性加加工工时时不不易采用，而要采用合成脂肪酸酯。易采用，而要采用合成脂肪酸酯。脂肪酸酯可以由脂肪酸酯可以由合成脂肪酸合成脂肪酸聚酯化聚酯化获得。获得。乳化液乳化液 乳化液的组成乳化液的组成 乳化液有三种组分：乳化液有三种组分：油相、水、乳化剂油相、水、乳化剂 一般材料成形中采用一般材料成形中采用矿物油作为油相矿物油作为油相，或者再添加动植物油及其它添加剂。，或者再添加动植物油及其它添加剂。乳乳化化剂剂是是一一种种表表面面活活性性剂剂，可可降降低低液液面面和和液液滴滴的的表表面面张张力力的的物物质质，乳乳化化剂剂在在水水和油中具有

8、一定的溶解度，其分子由亲油基和亲水基二个极性基构成。和油中具有一定的溶解度，其分子由亲油基和亲水基二个极性基构成。采用亲油亲水的平衡值可定量的表示亲油和亲水的相对强度。采用亲油亲水的平衡值可定量的表示亲油和亲水的相对强度。乳化剂表面活性物质乳化剂表面活性物质（1 1）乳化剂）乳化剂表面活化物质的结构表面活化物质的结构 表表面面活活化化剂剂分分子子式式的的结结构构有有长长链链脂脂肪肪(RCOOH)、醇醇(ROH)、胺胺(RNH2)以以及及烷基硫酸酯盐烷基硫酸酯盐(ROSO3Na)、烷基磺酸盐、烷基磺酸盐(RSO3Na)。分子结构特点分子结构特点:含有含有亲油极亲油极和和亲水极亲水极，即，即:亲油

9、基亲油基=亲水基亲水基 亲水极性基团亲水极性基团:COOH、-OH、-NH2、-OSO3 -SO3 亲油的非极性基团亲油的非极性基团:R 硬脂酸的分子结构硬脂酸的分子结构具有双亲极具有双亲极（2）表面活化物质的特性）表面活化物质的特性1）表面活性物质溶于水，亲水基由于受极性很强的分）表面活性物质溶于水，亲水基由于受极性很强的分子的吸引，有钻入水中的趋势子的吸引，有钻入水中的趋势2）非极性基团，有憎水基，则倾向于翘出进入到非极）非极性基团，有憎水基，则倾向于翘出进入到非极性的空气或油相中性的空气或油相中因此，表面活性分子浓聚在油和水相互排斥的界面上，因此，表面活性分子浓聚在油和水相互排斥的界面上

10、，呈现有规则的排列。呈现有规则的排列。（3 3）表面活性物质的分类）表面活性物质的分类 阴离子型表面活性物质阴离子型表面活性物质 凡凡表表面面活活性性物物质质在在水水中中电电离离后后的的阴阴离离子子带带亲亲水水基基的的称称阴阴离离子子型型表表面面活活性性物物质质。其其亲亲水水基基为为脂脂肪肪酸酸盐盐：(-COONa)(-COONa)、硫硫酸酸酯酯盐盐(-(-OSOOSO3 3Na)Na)、磺酸盐、磺酸盐(-SO(-SO3 3Na)Na)、磷酸盐、磷酸盐-OPO-OPO3 3NaNa。阳离子型表面活性物质阳离子型表面活性物质 凡凡表表面面活活性性物物质质电电离离后后的的阳阳离离子子带带亲亲油油基

11、基的的称称阳阳离离子子型型表表面面活活性物质。有胺盐剂性物质。有胺盐剂(R(RNHNH3 3 ClCl)、季胺盐型、季胺盐型(R(R(CH(CH3 3)2 2N N ClCl)两性表面活性物质两性表面活性物质 表表面面活活性性物物质质同同时时具具有有阳阳离离子子和和阴阴离离子子表表面面活活性性的的性性质质。例例如如，氨基酸在一定酸度下可显示等电状态：氨基酸在一定酸度下可显示等电状态：R R1 1NHRNHR2 2COOH=RCOOH=R1 1NHNH2 2R R2 2COOCOO 非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂 是指在溶液中是指在溶液中不能电离不能电离,又又不能生成离子的表面活性物质不能

12、生成离子的表面活性物质,其亲水其亲水性主要决定于醚键结合性主要决定于醚键结合O。如高级醇聚乙二醇醚如高级醇聚乙二醇醚(RO(CH2CH2O)nH)属于这类。还有脂类和酰胺类等。在应用方面仅属于这类。还有脂类和酰胺类等。在应用方面仅次于阴离子型。次于阴离子型。HLB值值 表面活性物质的亲水和亲油趋势的大小，可以用表面活性物质的亲水和亲油趋势的大小，可以用HLB（HydrophileLipophile Balance）值来衡量。）值来衡量。HLB值越大，亲水趋势越强；值越大，亲水趋势越强；HLB值越小，亲油（憎水）趋势越强。值越小，亲油（憎水）趋势越强。HLB值为构成分子中各个基团的代数和的基础上

13、加值为构成分子中各个基团的代数和的基础上加7：HLB7Hi亲水基团亲水基团 HLB值值-COOH 2.1-OH 1.9-O-1.3-OH-0.5-SO3Na 11.0-SO4Na 38.7-COONa 19.1亲油基团亲油基团 HLB值值-CH-CH2-0.475-CH3-表面活性物质还具有如下功能：表面活性物质还具有如下功能：p增溶作用（油脂在水中溶解度）：增溶作用（油脂在水中溶解度）：HLB：1518p去污作用：去污作用：HLB：1315p润湿作用：润湿作用：HLB：79p乳化作用：乳化作用：HLB：3.56.0（W/O型）型）HLB：1318（O/W型）型）p清泡作用：清泡作用：HLB：

14、13 乳化理论乳化理论一种液相以细小液滴形式分布于另一种液相中形成两液相一种液相以细小液滴形式分布于另一种液相中形成两液相组成的足够稳定的系统称为组成的足够稳定的系统称为乳化液。乳化液。若将水和油在烧杯中静置，如图若将水和油在烧杯中静置，如图a所示，所示，油、水是分层的油、水是分层的。在边界上形成油和水的接触界面。如果加入少量表面活性在边界上形成油和水的接触界面。如果加入少量表面活性剂剂（乳化剂）（乳化剂）则首先表面活性物质排列在界面上如图则首先表面活性物质排列在界面上如图b所所示示,将油和水联接在一起。经搅拌后，表面活性剂形成外将油和水联接在一起。经搅拌后，表面活性剂形成外壳将油滴包围起来，

15、使油形成壳将油滴包围起来，使油形成小颗粒分散于水中小颗粒分散于水中，乳化剂，乳化剂具有两亲作用，使水溶液呈现乳状，如图具有两亲作用，使水溶液呈现乳状，如图c所示。所示。乳化液稳定性条件：乳化液稳定性条件：必须加入乳化剂。必须加入乳化剂。乳化热力学机理：乳化热力学机理：（a）油滴散布在水中时，由于油油滴散布在水中时，由于油水界面的水界面的比表面很大比表面很大，体系，体系能量很高能量很高，因此是热力学不稳定体系，当油滴相碰时就会因此是热力学不稳定体系，当油滴相碰时就会聚合聚合，以减少相界面，以减少相界面，降低体降低体系能量系能量，形成图，形成图a的分布。的分布。（b）加入乳化剂后，其分子具有）加入

16、乳化剂后，其分子具有双亲结构双亲结构，可以吸附在，可以吸附在两相界面两相界面上，上，降低降低界面张力，降低体系能量界面张力，降低体系能量，使体系稳定。，使体系稳定。此外，离子型的表面活性物质可以使液滴间产生库仑斥力，使乳化液稳定此外，离子型的表面活性物质可以使液滴间产生库仑斥力，使乳化液稳定存在。存在。金属加工中的工艺润滑一般是金属加工中的工艺润滑一般是O/W型的乳化液。一般用于轧制、拉拔型的乳化液。一般用于轧制、拉拔和冲压过程。和冲压过程。乳化液组成：乳化液组成：在铝、铜及其合金的热轧与冷轧过程中，乳化液组分大体相同：在铝、铜及其合金的热轧与冷轧过程中，乳化液组分大体相同：8085机油或变压

17、器油机油或变压器油1015油酸油酸5三乙醇胺。三乙醇胺。使用方法：使用方法：把乳化液配成乳剂（乳膏）把乳化液配成乳剂（乳膏）9097加水搅拌加水搅拌生产使用生产使用 乳化液与乳化液与乳化剂乳化剂类型类型乳化液的类型乳化液的类型：水水包包油油型型（O/W）乳乳化化液液水水多多油油少少，用用于于润润滑滑冷冷却却，是是金金属属成形常用的乳化液。成形常用的乳化液。油油包包水水型型（W/O）乳乳化化液液水水少少油油多多，如如重重油油乳乳化化液液，主主要要用用于于燃燃料料燃燃烧烧。加加入入某某些些表表面面活活性性物物质质，可可使使乳乳化化液液稳稳定定，这这些些物物质称为乳化剂。根据形成乳化液的类型。质称为

18、乳化剂。根据形成乳化液的类型。乳化剂可分为两类乳化剂可分为两类：水水包包油油型型（O/W乳乳化化剂剂是是亲亲水水性性的的，在在水水中中的的溶溶解解度度比比油油 中中 的的 溶溶 解解 度度 大大。如如 水水 溶溶 性性 皂皂、ROSO3Na、RSO3N、RN（CH3）3Cl、蛋白质、植物胶、淀粉、磺化植物油。、蛋白质、植物胶、淀粉、磺化植物油。油油包包水水型型（W/O）乳乳化化剂剂是是亲亲油油性性的的，如如金金属属皂皂、高高级级醇醇（C13H37OH）或高级脂、氧化植物油、石墨等。）或高级脂、氧化植物油、石墨等。常用的润滑油添加剂常用的润滑油添加剂 1 1）油性添加剂）油性添加剂 是是由由极极

19、性性很很强强的的分分子子组组成成,在在常常温温下下吸吸附附在在金金属属表表面面上上形形成成边边界界润润滑滑膜膜。如如果果是是流流体体动动压压润润滑滑，则则纯纯矿矿物物油油就就可可以以；如如果果润润滑滑状状态态是是边边界界润润滑滑，就就需需要要用用油油性性添添加加剂剂来来加加强强这这层层边边界界膜膜。常用的有：动植物油脂、硫化动植物油、脂肪酸以及脂肪醇等。常用的有：动植物油脂、硫化动植物油、脂肪酸以及脂肪醇等。2 2）极压添加剂）极压添加剂主要是含主要是含S S、P P、ClCl的物质的有机极性化合物。的物质的有机极性化合物。3)3)防锈剂：防锈剂：磺酸盐、磷酸盐和脂类、有机含氮化合物。磺酸盐、

20、磷酸盐和脂类、有机含氮化合物。4)4)抗氧化剂两类：抗氧化剂两类：链反应中止剂、过氧化物分解剂。链反应中止剂、过氧化物分解剂。5)5)增粘剂：增粘剂：聚甲基丙烯酸脂、聚乙丁烯聚甲基丙烯酸脂、聚乙丁烯 6)6)降凝剂：降凝剂：降低凝固点。聚甲基丙烯酸脂、聚乙烯脂、降低凝固点。聚甲基丙烯酸脂、聚乙烯脂、丁烯二酸脂丁烯二酸脂 7)7)防泡剂：防泡剂：硅油。硅油。固态润滑剂的特点与分类固态润滑剂的特点与分类 (1)(1)特点特点 固固体体润润滑滑剂剂同同液液体体润润滑滑剂剂比比较较,有有使使用用温温度度范范围围宽宽、承承载载能能力力强强的的优优点点，并并在在极极高高或或极极低低加加工工速速度度以以及及

21、真真空空的的条条件件下下，也也能能发发挥挥良良好好的的润润滑滑作作用用。其不足是摩擦系数高一般为其不足是摩擦系数高一般为0.040.040.250.25，无冷却作用。，无冷却作用。(2)(2)分类分类 1)1)层状固体层状固体:石墨、二硫化钼、云母、二硫化钨（石墨、二硫化钼、云母、二硫化钨（HCPHCP）等。）等。2)2)非金属无机物非金属无机物:PbS:PbS、FeSFeS、NaFNaF、CaFCaF、陶瓷等。、陶瓷等。3)3)金属薄膜金属薄膜:铅、锡、锌、铜等。铅、锡、锌、铜等。4)4)塑料塑料:聚四氟乙烯、尼龙等。聚四氟乙烯、尼龙等。7.3 7.3 固体润滑剂固体润滑剂 粉粉状状固固体体

22、润润滑滑剂剂与与油油或或水水混混合合，制制成成液液固固两两相相分分散散的的悬悬浮浮状状的的液液固固润润滑滑剂剂。例例如如石石墨墨和和二二硫硫化化钼钼，二二硫硫化化钼钼的的硫硫原原子子与与金金属属虽虽然然有有较较强强的的结结合合力力，吸吸附附于于金金属属表表面面上上，但但是是所所形形成成的的吸吸附附膜膜的的强强度度不不高高，仍仍有有较较好好的的润润滑滑性性能能，并并且且使使用用也也方方便便。因因此此，石石墨墨和和二二硫硫化化钼钼一一般般制制成成水水剂剂或或油油剂剂的的悬悬浮浮液液，浸浸涂涂或或涂涂刷刷于于金属和工具的表面上；也可用压缩空气喷涂。金属和工具的表面上；也可用压缩空气喷涂。二二硫硫化化

23、钼钼、石石墨墨制制成成水水剂剂或或油油剂剂的的方方法法是是把把1030相相应应的的细细粉粉添添加加到到各各种种矿矿物物油油或或水水中中混混合合而而成成的的。为为了了减减少少沉沉淀淀，可可加加入入适适量量的的活活性性剂剂作作分分散散剂剂(含含Ca、Ba的的有有机机磺磺酸酸盐盐、聚聚丙丙烯烯酸酸甲甲酯酯);为为了了使使润润滑滑剂剂很很好好的的均均匀匀涂涂敷敷于于热热金金属属表表面面,可可加加入入湿湿润润剂剂(如如水水玻玻璃璃、玻玻璃璃、树树脂脂),为为了了脱脱模模而而加加脱脱模模剂剂,一一般般选选用用产产生生气气体体的的物物质质(铵铵盐盐或或碳碳氢氢化化合合物物)。为为了了油油水水润润滑滑材材料料

24、分分布布均匀稳定，需要加入均匀稳定，需要加入乳化剂乳化剂。7.4 7.4 液固润滑剂液固润滑剂钢钢铁铁材材料料以以及及Mn、Mo、Ta、Nb、Ti等等金金属属及及其其合合金金在在热热锻锻或或热热挤挤压压时时采采用用玻玻璃璃润润滑滑剂剂。玻玻璃璃在在常常温温下下为为固固体体，而而在在一一定定温温度度下下为为熔熔体体，呈呈粘粘稠稠状状，所所以以称称熔熔体体润润滑滑剂剂，还还有有沥沥青青、石石蜡蜡及及有有机机金金属属皂皂等等。SiO2、B2O3是是构构成成玻玻璃璃润润滑滑剂剂的的主主要要成成分分。因因此此，玻玻璃璃可可分分为为硅硅酸酸盐盐和和硼硼硅硅酸酸盐盐二二类类,还还有有铝铝硅硅酸酸盐盐、硼硼铝

25、铝硅硅酸酸盐盐。在在挤挤压压和和锻锻造造成成形形中中,加加工工温温度度为为1100以上以上,一般使用硅酸盐。一般使用硅酸盐。在在玻玻璃璃润润滑滑剂剂中中，一一般般还还加加入入 碱碱金金属属氧氧化化物物(Na2O、K2O、Li2O)、碱碱土土金金属属氧氧化化物物(MgO、CaO、BaO、PbO)及及AI2O3、TiO2、ZrO2等等,主主要要目的是目的是调整粘度、软化温度、润湿性、热胀系数等。调整粘度、软化温度、润湿性、热胀系数等。玻璃润滑剂一般的成分玻璃润滑剂一般的成分:3070 SiO2、040 B2O3、023Al2O3、025Na2O、025K2O、020CaO、010Li2O、010P

26、bO、06MgO、010BaO。此外，还可以加入其它氧化物此外，还可以加入其它氧化物 7.5 7.5 熔体润滑剂熔体润滑剂 钢钢材材拉拉拔拔和和某某些些难难于于锻锻造造加加工工的的金金属属时时,有有时时要要采采用用润润滑滑涂涂层层的的工工艺艺,必必须须在在金金属属的的表表面面先先进进行行表表面面处处理理,形形成成一一定定厚厚度度的的润润滑滑涂涂层层或或者者形形成成有有“载载体体”作作用用的的涂涂层层,然然后后再再配配合合适适当当的的润润滑滑剂剂，涂涂层层是是润润滑滑剂剂的的重重要要组组成成部部分分，它它除除了了有有润润滑滑作作用用外外还还具具有有“载载体体”作作用用，把把润润滑滑剂剂载载入入模

27、模孔孔，以以保保证证形形成成足足够够厚厚度度的的润润滑滑膜膜，达达到润滑的目的。到润滑的目的。分类分类：石灰涂层石灰涂层 硼砂涂层硼砂涂层 磷酸盐涂层磷酸盐涂层 草盐涂层草盐涂层 7.6 7.6 金属表面涂层润滑金属表面涂层润滑轧制、拉拔润滑机理轧制、拉拔润滑机理 润滑机理主要是流润滑机理主要是流体体动压润滑机制油楔动压润滑机制油楔效应效应、接触表面微观、接触表面微观不不平度夹带机制平度夹带机制以及接触以及接触表面的表面的物理与化学吸附物理与化学吸附机制机制共同作用共同作用,使变形区使变形区中形成润滑膜及其吸附中形成润滑膜及其吸附塑化效应塑化效应,形成润滑。形成润滑。7.7 7.7 金属材料成

28、形中的工艺润滑金属材料成形中的工艺润滑 轧制润滑机理轧制润滑机理 在在轧轧制制变变形形区区的的入入口口，轧轧辊辊和和轧轧材材表表面面形形成成楔楔形形缝缝隙隙，由由于于轧轧辊辊的的旋旋转转，而而产产生生流流体体动动力力学学效效应应，润润滑滑剂剂形形成成动动压压力力，使使润润滑滑剂剂进进入入轧轧制制变变形形区区；另另一一方方面面，由由于于轧轧辊辊和和轧轧材材表表面面粗粗糙糙度度对对润润滑滑剂剂有有夹夹带带作作用用，有有利于润滑剂进入轧制变形区。利于润滑剂进入轧制变形区。钢材热轧工艺润滑钢材热轧工艺润滑润滑剂类型润滑剂类型l 矿矿物物油油为为基基的的液液体体润润滑滑剂剂需需要要添添加加各各种种添添加

29、加剂剂。液液体体润润滑滑剂剂通通常常以以油油水水混混合合物物的的形形式式使使用用。油油水水混混合合润润滑滑剂剂可可以以是是乳乳化化液液、悬悬浮浮体体或或机机械械混混合合物物。油油水水混混合合液液的的润润滑滑作作用用机机理理通通常常是是从从水水包包油油相相向向油油包包水水相相的的转转变变过过程程。混混合合液液以以水水包包油油的的形形式式到到达达轧轧辊辊表表面面并并进进入入变变形形区区，在在变变形形区区的的温温度度和和压压力力作作用用下下，水水很很快快蒸蒸发发并并转转变变成成油油包包水水相相，油油受受热热分分解解，其其分分解解产产物物起作用润滑作用。起作用润滑作用。l 热轧油热轧油 矿物油矿物油为

30、基的热轧油为基的热轧油,润滑的效果较差。润滑的效果较差。动植物油动植物油为基的热轧油为基的热轧油,润滑效果好。润滑效果好。化学合成型化学合成型的热轧油的热轧油,润滑效果次之润滑效果次之。热轧润滑剂的供油方式热轧润滑剂的供油方式 纯油的供给方式纯油的供给方式 通通过过蒸蒸汽汽或或压压缩缩空空气气雾雾化化后后喷喷到到轧轧辊辊上上，或或者者通通过过压靠在轧辊上的油毡等将油传给轧辊。压靠在轧辊上的油毡等将油传给轧辊。油水混合液的的供给方式油水混合液的的供给方式 *润润滑滑剂剂与与轧轧辊辊冷冷却却水水混混合合后后喷喷射射到到轧轧辊辊上上，方方法法简简单，但是浪费油；单，但是浪费油；*油油和和水水在在单单

31、独独设设置置的的管管路路中中成成机机械械混混合合液液喷喷射射到到轧轧辊上。此法节油，但装置复辊上。此法节油，但装置复 杂。杂。*油油和和水水合合成成乳乳化化液液或或机机械械混混合合液液喷喷射射到到轧轧辊辊上上，油油耗少，操作稳定性好。耗少，操作稳定性好。冷轧钢带润滑工艺冷轧钢带润滑工艺润滑剂润滑剂 水溶性轧制液水溶性轧制液一般使用乳化液。一般使用乳化液。轧制油轧制油冷轧用冷轧用润滑方法润滑方法 *直直接接供供油油系系统统 主主要要用用于于轧轧制制较较薄薄的的、供供给给润润滑滑性性能能好好的的、不不稳稳定定的的油油水水机机械械混混合合物物。一一次次使使用用，另另外外有有单单独独的的供供水水系统冷

32、却轧辊。系统冷却轧辊。*循循环环供供油油系系统统 主主要要用用于于轧轧制制较较厚厚的的薄薄板板，将将乳乳化化液液或或纯纯油喷射到轧辊和轧件上，同时起润滑和冷却作用，循环使用。油喷射到轧辊和轧件上，同时起润滑和冷却作用，循环使用。*混混合合供供油油系系统统 用用于于轧轧制制各各种种较较厚厚的的薄薄板板，它它是是将将润润滑滑性性能能好好的的、浓浓度度比比较较高高的的乳乳化化液液，极极少少的的量量直直接接喷喷射射到到钢钢板板上上，与与此此同同时时，把把大大量量的的、浓浓度度比比较较低低的的乳乳化化液液通通过过循循环环系系统统喷喷射到轧辊上。射到轧辊上。冷轧钢带供油系统冷轧钢带供油系统 热轧钢管工艺润

33、滑热轧钢管工艺润滑 热热轧轧钢钢管管工工艺艺过过程程是是将将实实心心的的坯坯料料经经穿穿孔孔机机、轧轧管管机机热热轧轧成成荒荒管管，然然后后经定径制成成品管。经定径制成成品管。润滑剂润滑剂 石石墨墨和和各各种种矿矿物物油油组组成成的的润润滑滑剂剂 由由于于矿矿物物油油燃燃烧烧形形成成碳碳，污污染染环环境境，也也使钢材表面碳增加，逐渐被淘汰。使钢材表面碳增加，逐渐被淘汰。石墨和食盐组成的润滑剂较好石墨和食盐组成的润滑剂较好 盐类润滑剂，比较成熟的是以氯化物和磷酸盐为主。盐类润滑剂，比较成熟的是以氯化物和磷酸盐为主。润滑方式润滑方式穿孔机工艺润滑穿孔机工艺润滑：在顶头涂抹润滑剂，其方法：采用水冷顶

34、头；润滑剂涂：在顶头涂抹润滑剂，其方法：采用水冷顶头；润滑剂涂抹在顶头并烘干，比较好的润滑剂是抹在顶头并烘干，比较好的润滑剂是10的食盐和的食盐和25的熟石灰的熟石灰。自动轧管机的工艺润滑自动轧管机的工艺润滑：短顶头轧制的润滑部位是顶头和毛管的接触变形：短顶头轧制的润滑部位是顶头和毛管的接触变形区。区。润滑剂比较好的是磷酸盐类或以石墨粉为主的润滑剂。润滑剂比较好的是磷酸盐类或以石墨粉为主的润滑剂。均整机工艺润滑均整机工艺润滑：主要润滑芯棒，为了能顺利脱棒。常用润滑剂为：主要润滑芯棒，为了能顺利脱棒。常用润滑剂为20三三聚磷酸钠的悬浮液聚磷酸钠的悬浮液。连轧管工艺润滑。连轧管工艺润滑 主要润滑长

35、芯棒与毛管内壁，防止主要润滑长芯棒与毛管内壁，防止粘结。润滑剂为粘结。润滑剂为石墨石墨，均匀的涂在芯棒表面或者使用，均匀的涂在芯棒表面或者使用三聚磷酸钠三聚磷酸钠润滑剂。润滑剂。拉拔润滑工艺拉拔润滑工艺润滑剂分类润滑剂分类 (1)干式润滑剂干式润滑剂 金属表面涂层金属表面涂层碳酸钙肥皂膜、磷酸盐膜、硼砂膜、碳酸钙肥皂膜、磷酸盐膜、硼砂膜、草酸盐膜、金属模以及树脂膜等。草酸盐膜、金属模以及树脂膜等。金属皂类金属皂类 它的组成为金属皂（它的组成为金属皂（硬脂酸钠、钙、锂、硬脂酸钠、钙、锂、铝铝）占）占6080%。无机物（。无机物（石灰、滑石粉、钛白粉石灰、滑石粉、钛白粉）占占2040%、各种添加剂

36、（极压添加剂、各种添加剂（极压添加剂石墨、二硫石墨、二硫化铜、硫磺粉化铜、硫磺粉）占少量。）占少量。二硫化钼、二流化钨及石墨肥皂粉。二硫化钼、二流化钨及石墨肥皂粉。(2)湿式润滑剂湿式润滑剂 拉拔时使用比较广泛，大致采用以下几种：拉拔时使用比较广泛，大致采用以下几种：矿物油矿物油 常用的矿物油有锭子油、机械油、汽缸油、常用的矿物油有锭子油、机械油、汽缸油、变压器油以及工业齿轮油等。变压器油以及工业齿轮油等。脂肪酸、脂肪酸皂、动植物油、高级醇类和松香。脂肪酸、脂肪酸皂、动植物油、高级醇类和松香。乳化液。乳化液。有色金属拉拔润滑方法有色金属拉拔润滑方法 使用矿物油时需加入一定量的表面活性物质作为油

37、性添加剂。使用矿物油时需加入一定量的表面活性物质作为油性添加剂。铜铜及及其其合合金金、铝铝及及其其合合金金由由变变压压器器油油、油油酸酸、三三乙乙醇醇胺胺及及水水配配制制的的乳乳化化液液可可用用于于等等管管棒棒线线的的拉拉拔拔润润滑滑。汽汽缸缸油油适适合合铝铝及及其其合合金金材材拉拉拔拔，润润滑滑脂脂可可作为有色金属管棒低速拉拔润滑。作为有色金属管棒低速拉拔润滑。镍镍及及其其合合金金拉拉拔拔可可在在金金属属表表面面涂涂层层，然然后后用用75的的干干肥肥皂皂粉粉和和20、硫硫磺粉以及磺粉以及5石墨作润滑剂。石墨作润滑剂。钨、钼合金拉拔线材时钨、钼合金拉拔线材时，通常采用石墨和二硫化钼等干式润滑剂

38、。通常采用石墨和二硫化钼等干式润滑剂。钢线棒材拉拔润滑方法钢线棒材拉拔润滑方法 化学涂层法化学涂层法（磷酸盐或草酸盐（磷酸盐或草酸盐+硬脂酸盐）硬脂酸盐）树脂膜法（树脂膜法（氯化树脂氯化树脂+高压润滑油）高压润滑油）油润滑法油润滑法（高压润滑油）。（高压润滑油）。铝材轧制润滑铝材轧制润滑热轧铝板的工艺润滑热轧铝板的工艺润滑 铝板热轧分为粗扎和精轧，轧制温度通常在350500范围，轧辊温度达80130。因此，一般采用以冷却轧辊为主的可溶性轧制润滑油以冷却轧辊为主的可溶性轧制润滑油。另外，由于热轧铝板时会出现辊面粘铝现象，而且较厚的粘铝层会脱落并嵌入轧制产品中，使轧制力产生波动，这是很不理想的。而

39、粘铝层的厚薄与润滑好坏有密切关系。要要选用合适的润滑剂与用量选用合适的润滑剂与用量，在轧制过程中保持适当的润滑，使辊面粘铝极少或形使辊面粘铝极少或形成均匀的薄膜。成均匀的薄膜。鉴于以上两方面的要求，热轧铝材时一般采用水溶性矿物油水溶性矿物油，即以矿物油为基油，添加适量的油性剂及乳化剂，与水构成乳化液作为润滑剂。我国工厂使用较多的是油酸三乙醇胺系乳化液。即：8085矿物油1015油酸5三乙醇胺。加水后调配成O/W型乳化液使用。热轧硬铝时，通常采用浓度较低的乳液（1.01.5%）；而热轧软合金时使用的浓度稍高一些（1.52.0%）。乳液的使用温度以4060为宜。几种用于热轧铝及铝合金的乳液组成及使

40、用性能几种用于热轧铝及铝合金的乳液组成及使用性能 几种用于热轧铝及铝合金的乳液组成及使用性能几种用于热轧铝及铝合金的乳液组成及使用性能 日本热轧铝材时用的水溶性矿物油日本热轧铝材时用的水溶性矿物油有两种：有两种：S-2-25：76精制矿物油精制矿物油20石油磺酸盐石油磺酸盐20脂肪酸脂肪酸1有机胺有机胺1高级醇高级醇A5C：95高级醇高级醇3非离子型乳化剂非离子型乳化剂3脂肪酸胺脂肪酸胺0.20.3抗氧化剂抗氧化剂S-2-25油可用于粗扎，轧制速度为油可用于粗扎，轧制速度为3.33m/s，轧制温度为，轧制温度为500550，板厚由，板厚由200300轧轧至至3050mm。使用浓度为。使用浓度为

41、10%，若辊面粘着铝膜较厚，使用浓度可加大到，若辊面粘着铝膜较厚，使用浓度可加大到15%。A-5C油用于精轧，轧制速度为油用于精轧，轧制速度为56.67m/s，板厚为，板厚为3050mm轧至轧至10mm。为了提高油。为了提高油的润滑性，可将乳化性调整的不稳定些。的润滑性，可将乳化性调整的不稳定些。冷轧铝板工艺润滑冷轧铝板工艺润滑 铝及铝合金板带箔材的轧制，在热轧后还要经过粗扎、中轧及精轧几个冷轧阶段。从工艺铝及铝合金板带箔材的轧制，在热轧后还要经过粗扎、中轧及精轧几个冷轧阶段。从工艺角度来看，粗、中轧侧重于加大压下量，缩短生产周期，而精轧则侧重于保证产品表面光洁角度来看，粗、中轧侧重于加大压下

42、量，缩短生产周期，而精轧则侧重于保证产品表面光洁和优良的板型。和优良的板型。冷轧铝板带箔材的工艺润滑，一般采用非水溶性矿物油。为了起到较好的防粘降磨作用及冷轧铝板带箔材的工艺润滑，一般采用非水溶性矿物油。为了起到较好的防粘降磨作用及保证生产安全，润滑基油应满足下表的性能要求。保证生产安全，润滑基油应满足下表的性能要求。冷轧铝用润滑基油的性能要求冷轧铝用润滑基油的性能要求 由上表可见，不同的轧制条件对粘度要求不同。粘度较大的油耐压性能较好，允许较由上表可见，不同的轧制条件对粘度要求不同。粘度较大的油耐压性能较好，允许较大的道次压下量。因此，粗、中轧道次可选用粘度较大的润滑基油，精轧或预精轧道次易

43、用大的道次压下量。因此，粗、中轧道次可选用粘度较大的润滑基油，精轧或预精轧道次易用粘度较小的稀薄润滑油。粘度较小的稀薄润滑油。在选用润滑油时应结合实际条件综合考虑，并要求有尽可能窄的沸点范围。在轧制速在选用润滑油时应结合实际条件综合考虑，并要求有尽可能窄的沸点范围。在轧制速度较高的情况下，要求润滑基油的沸点在度较高的情况下，要求润滑基油的沸点在260310范围；轧箔材时为范围；轧箔材时为200250左右。在低左右。在低速轧制时，沸点以不超出速轧制时，沸点以不超出300350为限。并且，为了保证制品的表面质量，对油品的酸值与为限。并且，为了保证制品的表面质量，对油品的酸值与含硫量规定必须不超过一

44、定限度。含硫量规定必须不超过一定限度。综上，作为综上，作为铝材冷轧润滑剂铝材冷轧润滑剂，以，以沸点范围窄沸点范围窄、精制度高精制度高、粘度较低的石蜡系矿物油粘度较低的石蜡系矿物油作作为基油较为理想。为基油较为理想。冷轧铝板带材工艺润滑剂冷轧铝板带材工艺润滑剂 轧制铝箔用工艺润滑剂轧制铝箔用工艺润滑剂 日本冷轧铝板带箔材也都是采用非水溶性矿物油日本冷轧铝板带箔材也都是采用非水溶性矿物油，AL-3油和油和AB-5油就油就是其中的两种。是其中的两种。AL-3油是由矿物油和酯类添加剂（油是由矿物油和酯类添加剂（NB-12E）组成。添加剂用量根据不同）组成。添加剂用量根据不同的目的，由使用场自行调配，一

45、般为的目的，由使用场自行调配，一般为46%。AL-3油适用于轧制油适用于轧制1.00.006mm的铝箔。的铝箔。AB-5油是以矿物油为基础，加入适量的油是以矿物油为基础，加入适量的NR添加剂（高级醇）。添加剂（高级醇）。AB-5油适用于轧制油适用于轧制6.00.1mm的铝板。下表给出了这两种油的理化性能。的铝板。下表给出了这两种油的理化性能。在实际生产中，铝制品表面会产生褐色和白色污斑的原因除了是由于润滑油挥发困难或其抗污性在实际生产中，铝制品表面会产生褐色和白色污斑的原因除了是由于润滑油挥发困难或其抗污性能不好外，还有下表所列的一些原因。所以，在生产中对润滑油的管理也是相当重要的。能不好外，

46、还有下表所列的一些原因。所以，在生产中对润滑油的管理也是相当重要的。铝板带箔材面污斑产生的原因铝板带箔材面污斑产生的原因 其它成形工艺润滑其它成形工艺润滑铜材轧制润滑铜材轧制润滑 铜材轧制主要采用乳化液及润滑油。铜材轧制主要采用乳化液及润滑油。钛、钨、钼等金属工艺润滑钛、钨、钼等金属工艺润滑 热轧时常用机油润滑，同时用水对轧辊进行冷热轧时常用机油润滑，同时用水对轧辊进行冷却；温轧时可采用机油、石墨或二硫化钼悬浮液却；温轧时可采用机油、石墨或二硫化钼悬浮液进行润滑；冷轧主要采用粘度较低的矿物油加上进行润滑；冷轧主要采用粘度较低的矿物油加上油性剂、极压忝加剂等。油性剂、极压忝加剂等。7.8 7.8

47、 润滑剂的性能指标和检测方法润滑剂的性能指标和检测方法 （1 1）化学指标）化学指标 酸值、皂化值、碘值、所含水溶性酸和水溶性碱以及水分含量等；酸值、皂化值、碘值、所含水溶性酸和水溶性碱以及水分含量等；（2 2）物理指标）物理指标 比重、粘度闪点和燃点、灰分、凝固点、表面张力、附着性等；比重、粘度闪点和燃点、灰分、凝固点、表面张力、附着性等；（3 3）工艺指标）工艺指标 抗摩擦和磨损作用、成分和性能的稳定性、抗腐蚀性、机械混合抗摩擦和磨损作用、成分和性能的稳定性、抗腐蚀性、机械混合 物和污垢含量、清洗性能等；物和污垢含量、清洗性能等；（4 4）卫生指标）卫生指标 毒性、废液排放标准。毒性、废液排放标准。对对于于化化学学和和物物理理指指标标的的检检测测已已有有标标准准方方法法，而而对对工工艺艺性性能能的的检检测测没没有有统统一一的的标标准，那么为了评价润滑剂的效果，一般采用下列试验方法进行检测：准，那么为了评价润滑剂的效果，一般采用下列试验方法进行检测：在摩擦试验机上的试验；在摩擦试验机上的试验；在各种材料成形试验设备上的模拟试验。在各种材料成形试验设备上的模拟试验。