中國粉體網(wǎng)訊 含有基礎(chǔ)油和添加劑的配方潤滑油能夠在摩擦副表面形成保護(hù)性摩擦膜,有效地減少機(jī)器零件的摩擦和磨損,。
1,、石墨潤滑油受到更多關(guān)注
近來,石墨烯,、氧化石墨烯和還原氧化石墨烯等石墨衍生物已被廣泛用作綠色,,環(huán)保型潤滑油納米添加劑,但它們的制備過程復(fù)雜,,產(chǎn)率低,,成本高,或者涉及使用高腐蝕性化學(xué)品,,引起了嚴(yán)重的安全和環(huán)境問題,。因此,直接使用原始石墨作為潤滑油添加劑對于實際摩擦學(xué)應(yīng)用非常有意義,。
固體潤滑材料主要由粘接劑,、潤滑劑、填料等組成,。潤滑劑是固體潤滑材料的主要有效成分,,能減小摩擦,降低磨耗。現(xiàn)有的成熟固體潤滑劑產(chǎn)品主要以二硫化鉬,、石墨以及油脂等作為主要潤滑成分,。其中石墨與二硫化鉬(MoS2)一樣,具有片狀晶體結(jié)構(gòu),,潤滑性能良好,。而且石墨還具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱,、耐磨,、耐壓、耐溫(溫度可高達(dá)450℃)以及化學(xué)穩(wěn)定性高,、成本低等特點,,故石墨在機(jī)械工業(yè)中廣泛用來制造各種潤滑劑并經(jīng)常作為二硫化鉬的替代產(chǎn)品使用,降本效果顯著,。
石墨原子結(jié)構(gòu)
石墨,、二硫化鉬和特氟龍(PTFE)三種固體潤滑劑的主要性能對比
2、石墨潤滑劑應(yīng)用技術(shù)與分類
石墨潤滑劑可分為水劑,、油劑,、超細(xì)石墨干粉三種。
(1)超細(xì)石墨粉干粉
直接涂擦于轉(zhuǎn)動或滑動部分,,或混入介質(zhì)中,,如煤油、汽油或輕質(zhì)礦物油中以及酚醛樹脂或水玻璃中,,以噴涂或浸涂等方式涂于需要潤滑或覆蓋部分,,使用量按需要而定,一般為10%〜20%,。
(2)油劑
可直接加入原潤滑系統(tǒng)所使用的潤滑油中合并使用,,使用量按需要而定,一般為2%〜10%,。
(3)水劑
將石墨粉直接加入水或乳化切削液中使用,,使用量按需要而定,一般為5%〜10%,。
3,、石墨潤滑劑主流產(chǎn)品
(1)石墨復(fù)合鈣基潤滑脂
這種產(chǎn)品是以復(fù)合鈣基潤滑脂為基礎(chǔ)脂,根據(jù)機(jī)械設(shè)備潤滑部位負(fù)荷,、溫度等條件的不同要求,,在煉制過程中添加不同比例的鱗片膠體石墨而制成的高熔點潤滑脂。這種潤滑脂具有良好的潤滑性,、抗壓性,、耐磨性和較好的抗水性,。
根據(jù)國家規(guī)定,,潤滑脂類產(chǎn)品按針入度范圍(25℃)劃分系列號,。使用溫度上限分別為120℃、140℃,、160℃,、180℃(使用溫度超過上限溫度,潤滑脂使用壽命即將縮短,。這種產(chǎn)品的使用范圍基本上同基礎(chǔ)脂,,但由于添加了石墨粉,使用范圍擴(kuò)大,,更適用于重負(fù)荷,、高溫度條件下工作的設(shè)備潤滑部位上。例如用于潤滑速度較大的中型機(jī)械設(shè)備潤滑部位上及負(fù)荷較大,、速度較低的大型設(shè)備滾動軸,,中等轉(zhuǎn)速機(jī)械設(shè)備等。
(2)石墨鋰基潤滑脂
石墨鋰基潤滑脂是以鋰基潤滑脂為基礎(chǔ)脂,,根據(jù)機(jī)械設(shè)備潤滑部位負(fù)荷,、溫度等條件的不同要求,在煉制過程中添加不同比例的鱗片膠體石墨而制成的,。這種產(chǎn)品除保有基礎(chǔ)脂的性能外,,還具有良好的抗壓性、耐溫性,、抗水性和耐磨性(在負(fù)荷較重的潤滑部位上使用,,能延長潤滑脂的壽命)。
石墨鋰基潤滑脂可用在負(fù)荷較重和溫度較高的各種機(jī)械設(shè)備潤滑部位上潤滑,,其使用溫度在-20〜120℃之內(nèi),,其他各種中小型設(shè)備的滾動軸承和滑動摩擦部位亦可使用。
(3)石墨型熱模鍛潤滑劑
石墨型熱模鍛潤滑劑是模鍛工藝的一種新型潤滑劑,。這種潤滑劑屬于膠體石墨水劑,。它具有不燃、無毒,、不腐蝕模具等優(yōu)點,。在實際熱鍛生產(chǎn)中,具有良好的冷卻,、隔熱,、減摩、潤滑性能,。用這種潤滑劑可以延長模具壽命,、提高產(chǎn)品質(zhì)量、改善操作環(huán)境。
4,、石墨潤滑劑在機(jī)械工業(yè)中的7大應(yīng)用場景
(1)石墨潤滑劑用于高溫的滑動軸承和各種機(jī)械轉(zhuǎn)動滑動的部分,。
(2)精密器械中緊密吻合的轉(zhuǎn)動滑動部分。
(3)石墨潤滑劑用于內(nèi)燃機(jī),、水輪機(jī),、蒸汽機(jī)的潤滑系統(tǒng)。
(4)用作金屬拉絲,、管幫的擠壓和沖壓,,模鍛等冷熱加工時的潤滑劑。
(5)石墨潤滑劑用于不宜使用液體潤滑劑機(jī)件上轉(zhuǎn)動滑動部分,。
(6)石墨潤滑劑與金屬切削加工潤滑冷卻液合并使用,,可以提高質(zhì)量和速度,增強(qiáng)道具壽命,。
(7)用作熱加工模上的潤滑劑,,逐漸易于模子脫離,并提高工件的質(zhì)量和耐磨度,。
5,、潤滑劑市場格局和石墨潤滑劑技術(shù)困境
(1)市場格局
根據(jù)《中國潤滑油行業(yè)深度調(diào)研與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》,中國潤滑油行業(yè)競爭者主要有三類,,一類是國外知名潤滑油品牌,,它們以高品質(zhì)潤滑油產(chǎn)品進(jìn)入中國銷售,目前這些企業(yè)的潤滑油在中國屬于行業(yè)知名潤滑油品牌,;第二類是中國石油能源行業(yè)大型企業(yè),,包括中國石油和中國石化等;第三類是各家潤滑油生產(chǎn)企業(yè),。
以殼牌,、美孚、嘉實多等為首的規(guī)模以上行業(yè)品牌進(jìn)一步擴(kuò)大市場占有率,,占據(jù)行業(yè)的制高點和主流位置,,整個潤滑油市場的品牌集中度也將越來越高,而在品質(zhì)升級的大浪淘沙中,,越來越多的中小品牌的日子越發(fā)艱難,,尋找新材料以及研發(fā)差異化新產(chǎn)品顯得尤為重要。在殼牌,、美孚,、嘉實多、福斯,、長城潤滑油,、昆侖潤滑油,、川潤、中科潤美,、雪佛龍,、安索、奧特,、盤古智能等企業(yè)激烈的競爭范圍之外,,小企業(yè)的發(fā)展之路在哪里,?
以石墨為例,,青島路比特科技有限公司或許給我們帶來一些啟示。該公司主推產(chǎn)品為戈爾孚石墨發(fā)動機(jī)保護(hù)劑(鱗片石墨機(jī)油寶),,其中石墨作為減摩抗磨劑具有優(yōu)異的穩(wěn)定性能以及良好的配伍性,,并可以用于高溫高壓的惡劣環(huán)境中,降低摩擦系數(shù),,減少摩擦損耗,,且能有效地防止摩擦副的咬合,保護(hù)機(jī)件,,延長機(jī)械的使用壽命,。引用青島路比特科技有限公司董事長邊文靜說過的一句話,“當(dāng)下潤滑油市場競爭異常激烈,,歐美多個國際品牌占據(jù)了絕大部分市場,,國產(chǎn)品牌想要在競爭中突圍需要走專業(yè)化和差異化路線�,!�
固體潤滑技術(shù)領(lǐng)域部分重點專利列表
(2)技術(shù)困境
石墨涂料潤滑劑作為一種特種功能性涂料,,沒有受到足夠的重視,尤其是石墨粉體與樹脂基料之間相容配伍性,、石墨粉體對涂料流變性的影響,、石墨涂料潤滑劑的加工工藝性和涂裝工藝性等基礎(chǔ)研究工作開展得相對滯后,石墨涂料潤滑劑技術(shù)基礎(chǔ)研究亟待完善,。2023年,,蘭州大學(xué)卜偉鋒教授在溫和的條件下,芘功能化遙爪型聚合物(PmS2nPm,,2n = 30,,50,70,;m = 6)能輔助石墨以油凝膠的形式直接分散在基礎(chǔ)油PAO-10中,。此類石墨基油凝膠不僅表現(xiàn)出超過一年的長期膠體穩(wěn)定性,而且還展現(xiàn)了優(yōu)異的減摩抗磨性能,。在這項工作中,,石墨以油凝膠的形式直接用作綠色環(huán)保型潤滑油添加劑,,而不涉及任何預(yù)先剝離,改變了我們傳統(tǒng)的觀點,,不過剝離的石墨烯依舊是不可或缺的,。考慮到大量可用的π共軛(大)分子,,這一研究為制備高性能的石墨復(fù)合凝膠潤滑劑提供了一般性的方法,,讓石墨潤滑劑產(chǎn)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展變得更具有前景。
結(jié)語
隨著“雙碳”目標(biāo)的實施,,節(jié)能增效,、減碳降排、綠色環(huán)保,、國產(chǎn)品牌替代已經(jīng)成為行業(yè)內(nèi)發(fā)展新趨勢,,我國潤滑油行業(yè)正在步入嶄新的發(fā)展階段,結(jié)構(gòu)調(diào)整,、技術(shù)升級已成為整個行業(yè)面臨的首要任務(wù),。石墨中高端產(chǎn)品鏈及應(yīng)用十分豐富,潤滑產(chǎn)品的延伸與升級或許也能帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展,,具備較高的經(jīng)濟(jì)價值,。
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劉鶴,,等:固體潤滑石墨復(fù)合材料的制備與性能研究,蘭州理工大學(xué)
杜邦官網(wǎng),、前瞻產(chǎn)業(yè)研究院青島高新區(qū)官微等
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)
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