固体润滑的应用

固体润滑是利用固体粉末、薄膜或复合材料等代替润滑油（脂）来隔离相互接触的摩擦面，依靠固体润滑剂材料本身或其转移膜的低剪切特性，以达到减少运动副间的摩擦和磨损的目的。固体润滑所用的固体粉末、薄膜或复合材料统称为固体润滑剂。随着原子能的应用和航天技术的发展，特别是由于超高（低）温、超高速、超高压、超辐射、高真空以及特殊气体中的设计需要，大大促进了固体润滑的发展。本文主要介绍固体润滑的特点，固体润滑剂的种类及使用方法。
　　1、固体润滑的特点
　　固体润滑之所以得到越来越广泛的应用，是因为它具有如下特点：
　　（1）能在高温、高压下工作，如用于挤压、冲压、拉制、轧制等；（2）适于低速运转部件，如用于机床导轨，可减少爬行，提高加工精度；（3）具有较宽的使用温度范围，如在液氮、液氧低温条件下，仍能保持其工作性能；（4）适用于高真空中运转的部件，可保证真空度，不污染、防粘附；（5）适于强辐射中运转的部件，可减少润滑剂的变质；（6）防腐性能好，可用于酸、碱、海水等环境中运转部件的润滑；（7）抗粘污性能好，可在不密封、有灰尘的环境中使用；（8）可用于需避免油脂污染的地方，如食品、纺织、医药等机械设备上；（9）适用于油脂易被冲刷流失的环境，如有水冲刷或含有泥沙的水中润滑；（10）适用于供油不方便或安装工作时不易接近及装卸困难的部件；（11）省却供油和过滤系统，使设备简化。
　　但固体润滑也有不少缺点：
　　（1）摩擦系数一般比使用油（脂）润滑高些；（2）无冷却作用，不能带走摩擦热；（3）因为是固体，磨损不可避免；（4）在防锈、排除磨屑和润滑剂的补充方面也比不上油（脂）润滑；（5）固体润滑在摩擦面上附着不牢，易脱落，要经常保膜；（6）润滑油中的固体润滑剂易沉淀，降低使用效果，但可采用浮游添加剂来解决；（7）有些塑料固体润滑剂吸收液体后，尺寸不稳定。
　　所以，在应用固体润滑时，应尽量发挥其优点，采取相应措施克服其缺点，经满足各种各样的实际工作条件。
　　2、固体润滑剂的分类
　　固体润滑剂分为软金属、金属化合物、其它无机物和有机物4种。
　　（1）软金属：如铅、锌、锡、钡、银、金等，可用于压力加工、辐射、真空、高温条件下，具有良好的润滑效果。
　　（2）金属化合物：如氧化铅、四氧化三铁等都具有润滑效果，特别是在高温下效果更好。此外还有金属卤化物、硫化物、磷酸盐、硫酸盐和各种金属脂肪酸皂等。
　　（3）无机物：石墨、氟化石墨、氟化钙、玻璃、滑石、云母、氮化硼等。
　　（4）有机物：固体脂肪酸和醇、蜡、各种颜料和染料、各种树脂、塑料。
　　可见固体润滑剂的种类非常丰富，这为其应用和发展提供了广阔的天地。
　　3、固体润滑剂的使用方法
　　3.1固体润滑剂粉末的应用
　　目前我国常用的固体润滑剂粉末有二硫化钼、二硫化钨、石墨、二硒化钨、硫化铅、聚四氟乙烯、氟化石墨、氮化硼等，固体润滑剂粉末主要应用形式分为润滑油（脂）添加剂、粉末飞溅润滑及制成悬浮液来进行润滑等。
　　（1）作为润滑油（脂）添加剂：研究表明，把固体润滑剂粉末作为润滑油（脂）的添加剂效果较好。如氟化石墨在硅油中有较好的效果；在矿油中，则添加二硫化钼有较好的效果。（2）粉末飞溅润滑：直接将固体润滑剂粉末放在需要润滑的部件密封箱中，利用转动部件使粉末飞扬起来，然后落到需要润滑的表面上，从而获得润滑效果。此外，实践证明，用固体粉末作为机械零部件跑合期的润滑剂，其效果比用油脂润滑好。（3）制成悬浮液进行润滑：将固体粉末润滑剂制成悬浮液（或乳液）浸渍在多孔的青铜或铁、铬、镍等烧结材料中，作成具有自润滑性能的轴承、轴套、压缩机活塞环、导向环等来使用，已取得了很好效果。此外，也可用固体润滑剂的悬浮液喷涂、刷涂或滴放在轴承、模具、压配件中来进行润滑。
　　3.2固体润滑膜
　　固体润滑膜种类很多，应用也比较广泛。一般按成膜方法，大致分为以下4种：
　　（1）借助人力或机械力，将固体润滑剂擦在需要润滑的表面上形成润滑膜，特别适用于在低速、轻负荷下运转的精密仪器。（2）将固体润滑剂制成膜剂，放在既有滚动又有滑动的摩擦表面，在机械力作用下形成润滑膜。（3）在真空条件下成膜，通过离子轰击的方法清洁工件表面，同时使靶材表面的原子或分子飞溅出来，镀敷在需要成膜的样品表面上形成固体滑膜。（4）用粘结剂粘结固体润滑剂粉末，构成薄膜，粘合剂有合成树脂、无机盐、金属、陶瓷等。
　　3.3自润滑复合材料
　　所谓复合材料是由2种或2种以上的组份混合或组合而成的材料体系，这些组份的性质、形状是不同的，而且基本上互不可溶，复合的最终目的是要获得具有新性能的材料。这类材料大致包括金属基、石墨基、陶瓷基、塑料基自润滑复合材料、多层复合自润滑材料以及复合镀层和粘结膜。
　　除以上介绍以外，固体润滑方法还有很多，随着科学技术的进步，还会有很多更好的固体润滑方法被发现和应用。