1基础油的选择
综合考察了工程机械各个轴销、回转支承以及回转机构的工况特点。工程机械专用脂不仅要满足各个连接部位轴销、齿轮在低速、高负荷、冲击载荷下正常运行；而且还必须满足回转支承在承受较大的轴向负荷、径向负荷以及倾覆力矩等条件下往复回转。然而基础油作为润滑脂的主要组成部分，它的性能优劣直接影响润滑脂的润滑性能、氧化安定性及抗剪切能力，对工作锥入度、滴点和高低温性能也存在一定的影响。通过实际调研可知，对于单一种类的矿物油、醚类油、聚α-烯烃、酯类合成油是难以满足其苛刻复杂的工况条件，因此，将采用复合的合成油作为基础油。在基础油的具体研制过程中，采用聚内烯烃（PIO）与癸二酸二辛酯两种合成油进行复合。
1.1聚内烯烃（PIO）的选择[5]
聚内烯烃是二聚体、三聚体和四聚体的混合物，具有典型的线性结构。选择聚内烯烃（PIO）作为复合基础油组分之一，由于其具有如下特点：（1）在低温下，有良好的流变学性能；高温下，保持较高闪点及较低蒸发损失。（2）极好的高温热氧化安定性，减缓了油脂在高温、高负荷工况的氧化变质。（3）优异的抗水解能力，避免了水解现象的发生。（4）良好的粘温性能，保证了工程机械在温差变化幅度较大的情况下，仍保持良好的润滑、冷却、清洁、防锈和密封性；可有效降低工程机械轴承的振动及噪音聚内烯烃（PIO）的典型理化指标见表1。
1.2癸二酸二辛酯的选择
癸二酸二辛酯的酯基团直接影响润滑脂的性能，其强的偶极矩与油脂结合在一起，强化了相关性能的影响。选择癸二酸二辛酯作为复合基础油组分之一，是由于其具有如下特点：（1）倾点低，挥发性低，良好的粘温性能及低温流动性；（2）良好的抗磨损、抗擦伤及耐摩擦特性；（3）良好的热氧化稳定性及抗水性能；（4）无毒，可生物降解，来源可再生的生物质原料。癸二酸酯类油与矿物油（XHVI4）的理化特性比较见表2。由于癸二酸二辛酯含有多重酯键（-COOR），而赋予了酯分子以极性；酯的极性分子在金属表面很容易生成物理键，形成一层致密而稳定的润滑膜，因而能在极端苛刻条件下，提高了油脂的润滑性。同时，癸二酸二辛酯极强的极性，弥补了由于PIO为非极性物质，而存在添加剂溶解性差的问题；克服了PIO存在橡胶密封件相容性的不足。结合工程机械实际工况特点，采用PIO与癸二酸二辛酯复合在实际应用上不仅是可行的，而且可以得到抗水性能和性价比更高的复合基础油。PIO克服了癸二酸二辛酯相对分子量低，其粘度变化范围小的问题；弥补了癸二酸二辛酯易使丁晴橡胶发胀变硬的不足，改善了癸二酸二辛酯与抗磨剂之间的对抗性关系。PIO与癸二酸二辛酯复合，可以有效改善其对添加剂溶解和协同作用，并可作为密封件膨胀剂使用。
2稠化剂的选择
稠化剂作为润滑脂不可缺少的部分。它很容易被分散而形成纤维状结构的固体颗粒，由于表面张力或物理力的存在，因而在润滑脂中起到吸附润滑油的作用。稠化剂的性能好坏对润滑脂的高温性能、抗水性能、抗吸尘性和使用寿命等有决定性作用。实际考察了工程机械各个轴销、回转支承及回转机构对润滑脂的性能要求，并综合考虑材料的性价比，确定以复合皂作为重负荷工程机械专用脂的稠化剂。经过综合对比分析可知，钙基脂具有优良的抗水性能、极压抗磨性，锂基脂具有良好的润滑性能、机械安定性，为尽可能使稠化剂同时兼有钙基脂和锂基脂的特点[6]。因此，在润滑脂的研制过程中，选择性价比较高的新型复合锂钙皂作为稠化剂。
3复合添加剂的选择
针对工程机械复杂工况特点，轴销、回转支承及回转机构是工程机械重要部件。为了满足工程机械正常工作的需要，研制的可降解重负荷工程机械专用脂必须具有良好的润滑性能、氧化安定性、抗水性、防腐蚀性、抗磨损性能以及可生物降解性等。因此，为了满足工程机械对润滑脂质量的苛刻要求，改善和提高润滑脂的使用性能，在润滑脂中添加了相应的极压抗磨剂、抗氧剂、防锈剂，抗水剂以及填充剂[7，8]。
3.1极压抗磨剂的选择
由于工程机械工作条件恶劣，受力复杂多变，导致工程机械各个连接部位的铰销、轴承及回转机构等部件磨损严重；为防止部件的擦伤和降低磨损，提高轴承的承载能力，保证运动部件的有效润滑，单依靠基础油和稠化剂形成的吸附膜是不够的。因此，采用二苄基二硫化物与烷基磷酸酯胺盐复合作为极压抗磨剂。该复合剂能在轴销和回转支承等金属摩擦表面生成吸附力极强的物理吸附膜或化学吸附膜，以提高研制脂的承载能力；同时，该硫磷型复合添加剂还明显提高了润滑脂的抗磨损性能和抗烧结性能。
3.2抗氧剂的选择
润滑脂在使用过程中不可避免的要与空气、水分、尘土等杂质接触而发生氧化反应，使油品变质；氧化反应中生成的酸性物质会与金属发生化学反应，对金属会产生严重腐蚀。因此，氧化安定性成为润滑脂的重要性能之一。另外，工程机械诸多元件大都是由合金材料制造而成的，在高温、扬尘、潮湿工况条件下，金属离子会对润滑脂起到催化氧化的作用。因此，为抑制基础油和皂基润滑脂中脂肪酸碳链的氧化反应，缓解稠化剂中的锂基脂对基础油的催化氧化作用，钝化金属的催化作用，减缓油品变质，以延长润滑脂的使用寿命；在配方中采用二烷基二硫代磷酸氧钼油溶性有机钼、杂环化合物与N-苯基-α-萘胺复合作为抗氧剂。该复合抗氧剂具有良好的抗氧、防腐、防锈性能之外，还可改善润滑脂的极压抗磨性以及降低机械运动部件产生的噪音。
3.3防锈剂的选择
工程机械设备在野外施工，腐蚀或锈蚀会极大缩短工程机械零部件的使用寿命；同时加速油脂的老化，甚至引起油脂变质。因此，为了提高润滑脂的防腐蚀性能，置换出油脂中的水气或其它极性物质，在配方中采用羊毛脂镁皂与十二烯基丁二酸复合作为防锈剂。该复合防锈剂具有很强的极性基团，对轴销、轴套、齿轮等金属表面有很强的吸附力，并在金属表面形成致密的吸附性保护膜，阻止了空气、水分、尘土以及其它腐蚀介质与金属表面的直接接触，从而达到抗氧、防腐、防锈的效果。
3.4抗水剂的选择
工程机械各个轴销、回转支承及回转机构在野外环境下，常受到外界外来物的入侵。水分、尘土等杂质很容易渗入到润滑脂中，使润滑脂乳化流失或结构破坏，降低润滑性，以致产生锈蚀或腐蚀而使轴承失效。因此，为了保证润滑脂与水分能有效的分离，抑制乳化流失现象的发生。在配方中采用碳酸锆铵作为抗水剂，使润滑脂能形成具有一定强度的乳化界面，从而达到两相分离目的。
3.5填充剂的选择
工程机械各个连接轴销及回转机构常处于低速、高负荷、振动、冲击载荷工况下运行。为了防止轴销的烧结，改善脂的润滑性和抗擦伤性，增强密封性及防护性，提高脂的油膜强度，降低金属表面摩擦系数等。因此，在润滑脂研制过程中，选择超细石墨为填充剂。超细石墨晶体容易吸附在金属表面上形成坚固的润滑膜，对粗糙不平金属表面有填平作用，从而减少摩擦阻力，使负荷分散均匀，防止了局部高温，而造成烧结现象的发生。
4研制脂的理化指标评定
采用聚内烯烃（PIO）与癸二酸二辛酯复合作为基础油，复合锂钙皂为稠化剂，并添加极压抗磨剂、抗氧剂、防锈剂、抗水剂及填充剂，研制出一种可降解重负荷工程机械专用脂。经过多次现场模拟试验和相关台架试验，所研制的工程机械专用脂可满足工程机械各个连接轴销、回转支承以及回转机构的使用性能要求。其典型理化指标见表3。
5结论
研制出了一种可降解重负荷工程机械专用脂，采用聚内烯烃（PIO）与癸二酸二辛酯复合作为基础油，复合锂钙皂为稠化剂，并添加极压抗磨剂、抗氧剂、防锈剂、抗水剂等复合添加剂。该产品通过润滑油品理化评定、台架模拟试验和实际使用，其各项性能均满足工程机械各个连广告艺术论文接轴销、回转支承以及回转结构的使用性能要求；也适合推广应用于矿山机械以及其他机械设备轴销及齿轮的润滑与密封。
作者：唐兴中 粟满荣 黄福川 肖友程 蓝明新 单位：广西大学 化学化工学院 广西石化资源加工及过程强化技术重点实验室
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