粉末冶金軸承潤（rùn）滑油的（de）現（xiàn）狀分析

2012-09-28

作（zuò）者：淩為霞
（潤滑油上海分公司）
　　粉末（mò）冶金業是一個采用（yòng）特殊材料製作各種零件的工（gōng）業，是以還原（yuán）鐵粉或電解銅粉作為原（yuán）料製成各種（zhǒng）鑄件、鍛（duàn）件、齒（chǐ）輪、軸承和標準件（jiàn）的行業，廣泛地應用於運輸機械、產（chǎn）業機械和電器機械等。
　　粉末冶金軸承是其中的（de）一個領（lǐng）域，也叫含（hán）油軸承或燒結軸承，主要用於微型電機，如電聲器件、家用電器、電子計算機等電機，由鐵粉、銅粉經過模具壓模、高溫煆燒、高壓拋光製得。產品具有一定的空隙度，與一般軸承的Z大區別在於它本身可以含油，使用中（zhōng）無需補油，含油軸承（chéng）的油含量一般控（kòng）製在不小於18％(體積分數，高的可達22％～24％)。軸承（chéng）內的（de）這種潤滑油稱為粉末（mò）冶（yě）金軸承潤滑油，按軸承的冶金粉末材（cái）質，粉末冶金軸承主要分為銅基、鐵（tiě）基，銅基軸承（chéng）一般使用於（yú）轉速較高的電機(如20000r/min以上的（de）電機)，鐵基軸承則大多使用（yòng）在相對較低轉速(500～2500r/min)的電機(也有少量10000r1min以上的（de）電機)，所以相應的粉末冶金軸承潤滑油有用於高轉（zhuǎn）速的（de）銅基（jī）軸承油和低（dī）轉速（sù）的鐵基軸承潤滑油。
　　1　國內外（wài）發（fā）展狀況
　　粉末冶金業（yè）在國外發展較早，始於19世紀80年代，當（dāng）時（shí）產品主要是機械零件、摩（mó）擦材料（liào）、集電材料（liào）等，軸承製品是20世紀30年代的產品，其中（zhōng）以日本發展為Z快，1956年軸承產品（pǐn）總產量是494t(銅（tóng）基317t，鐵基（jī）177t)，1963年增至1586t(銅基978t，鐵（tiě）基608t)，增長了3倍之多，其中相應的潤滑油也從Z初的一般礦物油中加抗氧劑，到後來的粉末冶金軸承專用油。專（zhuān）用油的性（xìng）能也從一般的潤滑油發展到具有防甩油特性、抗氧性、抗磨性及防鏽的高粘度（dù）指數的潤（rùn）滑油。
　　國內則（zé）始於20世紀50年代（dài）中後期，80年代出現需求旺盛（shèng），開始有銅基軸承（chéng），後（hòu）來由於鐵基成本低（dī）的特點，開始（shǐ）大批量（liàng）發展鐵（tiě）基軸承（chéng），生產的產品大（dà）多用於齒輪（lún）和機床等機械的一般電機。隨著電子工業的發展，微型電機的（de）問世，開始有配套的微型軸承生產，所用潤滑油主要以（yǐ）機械油為主，其次是68號、100號普通液壓油，一般是根據電機製造商的（de）要求而使用，出口產品則使用內（nèi）燃機油(港澳及南方地區在出口產品中常（cháng）用Mobil1#)，所以粉末冶金軸承潤滑（huá）油使用在國內比較（jiào）零亂，尚無國標及專用油生產。
　　2　粉末冶金軸（zhóu）承及潤滑油的特點
　　軸承一般分為滾動軸承和滑動軸（zhóu）承兩大類，潤滑條件對滾動軸承的影響不明顯（xiǎn），但（dàn）對滑動軸承的使（shǐ）用（yòng）性能卻有直（zhí）接的影響。滑動軸承又（yòu）分幹式軸承和粉末冶金軸承，幹式軸承是青銅基體中（zhōng）分散著固體的潤滑劑(如石墨、MoS2、Pb等)，摩擦係數高，適用於高溫工作（zuò）條件（jiàn），粉末冶金軸承則適用於在邊界潤滑區域中相應負荷低、摩擦係數小（xiǎo）的領域-3J。它具有幾（jǐ）個特點：因其本身含有潤滑油，在（zài）使用中不必經常補油(一般泵機)或不補油(微型電機)；製作方（fāng）便，可直（zhí）接壓製成各種形狀的軸承；在不補油的情況下，使（shǐ）用周期（qī）不小於1000h，微型電機一般不小於2000h，這對家電行業設備很有幫助（zhù）；另外比一般金屬軸承生產成本低，宜於大量生產。
　　粉末（mò）冶金（jīn）軸承因其製作（zuò）工藝的特殊性（xìng），其潤滑結構及潤滑（huá）機理與一（yī）般金屬軸承有所區別，圖1分別是含油（yóu）軸承(粉末冶金軸承)和一般金屬軸（zhóu）承的結構（gòu）。
　　一般金屬軸承（chéng）在軸開始轉動時，聚集在不承受負荷的上（shàng）部空間的潤（rùn）滑油粘附於軸上部，隨軸的轉動，逐步（bù）將油送人軸下部的狹縫中，將軸（zhóu）與軸承隔開（kāi），起潤（rùn）滑作用。而含油軸承，在軸不轉動時，Z底部的軸與軸承的接（jiē）觸麵是以含油軸承縫隙問相互連通的潤（rùn）滑油薄層隔離，作用結構見圖2。軸（zhóu）轉動時，在軸與軸承表麵存在凹凸麵的因素影響下，產生摩擦熱，使軸（zhóu）承表麵溫度（dù）升高，軸承本身所含的潤滑油粘度減小，加速其從含油軸承的縫隙中滲出（chū），隔離軸與軸承起潤滑作用。含油軸承潤滑的特點是潤滑油從無負荷側（cè）通過軸（zhóu）和軸承問（wèn）的間隙向負荷側流動，而在軸承內部正好相反，潤滑油是（shì）從（cóng）負荷處向無負荷處流動。

　　3　粉末冶（yě）金軸承（chéng）對潤滑油的要求
　　3.1 適當（dāng）的（de）PV值與摩擦性能
　　對一般軸承（chéng）其（qí）負荷P、速度V及它們的積PV是軸承承受負荷Z基本因素。對粉末冶金軸承來講，選擇軸承材（cái）料時必須考慮小於負荷P和容（róng）許（xǔ）速度V，在日本、美國對鐵基和銅（tóng）基含油軸承的（de）負荷和速度及它們的積PV都有規定。
　　粉末（mò）冶金軸承的潤滑（huá）屬於（yú）邊（biān）界潤滑，剛啟動（dòng）時，由於產生金屬摩擦，摩擦係數較高，約0.15～0.30；但隨著運轉，含油軸承空隙間的油慢慢形成油膜，金屬摩擦減少，摩擦係數減小，約0.05～0.10，與流體潤滑相當。不（bú）同的PV值其摩擦係數不（bú）同，一般摩擦係數是隨PV值的增大而逐漸減小，當PV值一（yī）定時(即選定了一種冶金材質)摩擦（cā）係數又與（yǔ）所用的潤（rùn）滑油粘度有關，粘度太大油膜厚，油品不（bú）易吸人軸承中；粘度太小，油膜薄（báo），電機運轉時油容易從軸承溢出而滲出電機，所以油品粘度太大或太小都可能使軸承摩擦（cā）增大。故（gù）適當的粘度及較高的粘度指數是含油軸承（chéng）的重要因素。
　　3.2 適當的（de）粘度及較高的粘度指數
　　裝有粉末冶金（jīn）軸承的電（diàn）機在使用（yòng）過程中一般不補油，軸承中（zhōng）潤（rùn）滑油不足或無油，則引（yǐn）起軸與軸承磨損，發生摩擦聲而使軸承燒（shāo）壞。所以粉（fěn）末冶金（jīn）軸承油除一般（bān）潤滑油（yóu）性能外，要求油品（pǐn）在電（diàn）機高速運轉條件下軸承中的潤滑油不隨（suí）電機（jī）的高速運轉而滲漏於電機外(即油品的（de）防甩油（yóu）特性（xìng）)，即要求有較高的粘度指數及較好的粘附能力。當外滲的（de）油（yóu）品損（sǔn）失達50％時，則影響電機的使用壽命，而粉末冶金軸承的含（hán）油率(測試方（fāng）法GB5165)又與油品的粘度有大的關係，低粘度的油含（hán）油率高、高粘度的油含油率低，電機高（gāo）速運轉時油溫上升，容易引起（qǐ）油品粘度下降，輕組份蒸發，造成軸承中含油量減少，所以要求油品的輕組份要少即油品粘度不能太低（dī），必須具（jù）有適當粘（zhān）度和較高的粘度指數，使軸（zhóu）承中的含油率一直保持在18％左右。
　　3.3 防甩油特性
　　含油軸承體內有大量的與外界連通孔隙，故高速電機在使（shǐ）用過程中，由於軸承與軸相對滑（huá）動（dòng）產生摩擦熱，使含油軸承中的潤滑油滲出或被甩出，造成（chéng）電機外部有油，同時軸承中由於（yú）潤滑油的損失而摩擦增大（dà），噪音增大，甚至（zhì）出現軸承咬死電機燒（shāo）壞，影響電機的使用壽命（mìng）。所以防甩油組分的添加劑在粉末冶金軸承中必須加以考慮。
　　3.4 其（qí）它性（xìng）能
　　粉末冶金軸承（chéng）油除以上性（xìng）能外，還必須具有良好（hǎo）的抗氧性，因油（yóu）品氧化產生的酸性物質（zhì）和（hé）油泥會堵塞軸承空（kōng）隙，使軸與軸承接觸無油而磨損和電機燒壞。同時對於鐵基軸承，與空氣中水接觸很容易生鏽，要求粉末冶金軸承油必（bì）須（xū）具有優良的防鏽（xiù）性能，此外（wài）還需具有一定抗（kàng）磨性和用於食品粉（fěn）碎機電機中的無毒性(食品級)等性能。
　　4　粉末冶金軸承潤滑油的市場情況
　　據不完全統計，國內生產粉末冶金軸承的單位目前不少於600家，一些有知名度的廠家如深廠（chǎng）等。他們（men）的產量一般在100～500t/a，這些廠家圳德倉電機（jī）有限公司、揚州寶來德粉末冶金軸承主（zhǔ）要集中（zhōng）在經濟發展（zhǎn）較快的廣東、深圳及東南沿有限公司和廣東省信（xìn）宜市社會（huì）福利粉（fěn）末冶金製品地區（qū）。
　　從市場的用油情況看，一般軸承製造廠家（jiā）都采用機械油、68號（hào）或100號（hào）普通液壓（yā）油，也有根據電機製造商要求采用Mobil1#、Mobil1130或日本出光牌的（de）68號液壓油，但存在的普遍（biàn）問題是：在電機有效使用期內油品都有滲漏現（xiàn）象，而揚州寶來德粉末冶金軸承有限公司采用日本的軸承商指定專用油不出現（xiàn）滲油現象。
　　從粉末冶金軸承的市場和目前的用油情況可以看出，粉末冶金軸承潤滑油的（de）市場很大。預計將（jiāng）目前幾家年產量大於100t的軸承製造廠家全部用上配套的粉末冶金軸承專用油，則此（cǐ）油（yóu）的用量將（jiāng）大於100t。
　　5　結論和建議（yì）
　　(1)粉末冶金（jīn）軸承潤（rùn）滑油是在粉末冶金（jīn）軸承生產中就要加（jiā）入的潤滑（huá）油（yóu），由於粉末冶金軸承的特殊結構，要求粉末冶金（jīn）軸承潤滑油有與之性能匹配的特性（xìng），如合適的（de）粘度、粘溫（wēn）特性、防甩油（yóu）特性等。
　　(2)目前粉末冶金（jīn）軸承占國內軸承市場的份（fèn）額越來越大，而所用的潤滑（huá）油還隻（zhī）停留在機（jī）械油階段，普遍存在電機的（de）滲（shèn）油現（xiàn）象。研（yán）製（zhì）出在高速下（xià）使用的銅基專用油及在一般速度下的具有防鏽能力（lì）的鐵（tiě）基潤滑油，具（jù）有一（yī）定的市場潛（qián）力和（hé）科技含量。
來（lái）源：《高橋石化》　2004年2月　
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