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      一、潤滑油、潤滑脂的定義
              所謂潤滑劑,簡單地說是介于兩個相對運動的物體之間,具有減少因接觸而產生的摩擦與磨損的物質。例如,潤滑油與潤滑脂都是潤滑劑的一種。

              潤滑劑最重要的功能是減少摩擦與磨損, 但在不同的應用上除具備這兩項最重要的潤滑功能外, 還具備其它不同的功能。潤滑劑也因具動力媒介,熱傳導與絕緣等性能而用于非相對運動體的一種純功能性油。綜合其所具備的功能如下:

      ● 減少摩擦。       ● 液壓傳動。

      ● 減少磨損。       ● 防震。

      ● 降低溫度。       ● 密封。

      ● 防止生銹與腐蝕。 ● 熱傳導。

      清凈。          絕緣。

       

      二、潤滑劑的種類

      潤滑劑若依其物理狀態可分為下列四大類:

      1.      固體潤滑劑(Solid Lubricants)

      2.        氣體潤滑劑(Gaseous Lubricants

      3.        液體潤滑劑(Liquid Lubricants

      4.        半固體潤滑劑(Semi-Solid Lubricants

      圖表1.依物理狀態之潤滑劑分類

      固體潤滑劑

      石墨粉、二硫化鉬粉等

      氣體潤滑劑

      空氣、油霧等

      液體潤滑劑

      1.      礦物性液體潤滑劑-各種潤滑油

      2.        合成液體潤滑劑-合成潤滑油

      3.        非石油基潤滑劑-煞車油等

      4.      動植物油脂-牛油、豬油等

      半固體潤滑劑

      潤滑脂

      液體潤滑劑與固體潤滑劑,在某些情況下會因溫度的變化而有物理或化學上性狀改變。例如:

      目前常用的活性極壓潤滑劑(Active Extreme Pressure Lubricants)是液體潤滑劑,但在潤滑過程中,油中所含的活性化合物會因金屬相互接觸產生高溫與金屬表面發生化學反應,生成一層固體的潤滑保護膜,結附(Plate)其上,有效減低機件的摩擦。

      另有一種「塊狀潤滑脂」(Block Grease),常溫下為固體,須用刀切后加入軸承中,但加入軸承之后,即因熱而熔化,成為液體潤滑機件。

      (一) 固體潤滑劑

      固體潤滑劑為兩個相對運動的接觸面間,可以減少磨擦與磨損的任何固體物質。它可以分成四大類:結構性、機械性、皂類、與化學活性的固體潤滑劑。這些固體潤滑劑的主要目的是要在磨擦面間建立連續與黏附的堅硬或柔軟的薄膜,而鋪施薄膜可以用機械方式、化學、電子化學、或以物理過程的方式,如滴漏、涂抹、噴漆、浸潤、電解、電泳、燒結、烘烤、與噴霧等方式。石墨、二硫化鉬與PTFE是使用最廣泛也最常使用的固體潤滑劑,其它的固體潤滑劑在工業界仍未廣泛使用。

      1. 結構性固體潤滑劑:

      石墨粉(Graphite)

      石墨是一種黑色光澤性的固體,性滑膩,供潤滑劑使用時都研磨成極細的粉末。
      石墨粉對金屬表面的吸著力強,能有效填補軸承或齒輪表面的微細凹痕,使機件運轉時平穩而少雜音,且減低磨耗。
      供潤滑用的石墨粉有二種,一是天然石墨(Natural Graphite),呈片狀或無定形狀,來自于地下的石墨礦;二是人造石墨(Artificial Graphite),采用電爐法于高溫下處理精制的焦碳而成。

      石墨粉的特點是它可耐很高的溫度。例如,軍用汽輪機減阻軸承在1000℉的溫度下操作,曾使用石墨粉潤滑,有良好效果的記錄。
      石墨粉在空氣中使用時,溫度雖高至400℃(752℉),也沒有氧化現象。溫度再高時,稍有氧化的可能,但其生成物為無害無毒的二氧化碳氣體。在600℃左右的溫度下仍能有效潤滑機件,在惰性氣體中可耐到1000℃的高溫。
      石墨的低磨擦并不是單以其結晶的結構為基礎, 它也依賴水汽下提供了表面低的膠黏,所以在大氣中以及水汽存在下,發展出最好的潤滑效能。但在真空中,潤滑作用不良,故石墨粉不宜用于真空及太空機件的潤滑。

      石墨粉的品質高低不一,價格也高低不等。供潤滑用者,必須采用灰份低與雜質少的片狀石墨。供填函(Packing)用的填函級石墨粉(Packing Grade Graphite)也是良好的潤滑用品級。石墨粉多調配于潤滑脂或輕質油后加入機件中,供潤滑之用。例如,高溫下的鍋爐自動給煤爐柵鏈銷,用二號或三號之杯脂,調入510﹪的石墨粉潤滑,杯脂雖遇熱熔化或碳化,但仍留下固體的石墨潤滑劑,發揮其潤滑效能。

      二硫化鉬粉(MoS2

      二硫化鉬(Molybdenum Disulfide,簡稱Molysulfide),為一種無機性的礦物,呈藍黑色,在電子顯微鏡下觀察,也是片狀的結晶,為近年來發展很快的固體潤滑劑。

      350℃溫度下,二硫化鉬無明顯的氧化作用,在真空及惰性氣體中,至少可耐600℃的高溫。

      無論在大氣中,水汽下,或真空中,二硫化鉬均能有效潤滑機件,此點較石墨粉為優,故可用于太空等真空中作業的機件。

      由于二硫化鉬中所含的硫份對于鋼鐵等金屬表面具有良好的吸附特性,且能有效填蓋機件的微小凹陷部份,故有利于磨損或變形機件的潤滑。

      又因二硫化鉬粉對金屬表面具有良好的附著特性,故可調入潤滑油中供軸承、齒輪、及滑動面(Slideway)之潤滑;以及混入高級潤滑油脂中,供高溫及大型而低速之滑動面,如車輛的球形接頭(Ball Joint),貨柜車的轉向架(又稱轉向盤)等的潤滑。

      二硫化鉬粉的純度對于潤滑效果影響亦大,故應選用結晶粒子小,純度高的二硫化鉬粉,且不含磨擦性雜質者為主要要求。

      二硫化鎢(WoS2

      二硫化鎢(Tungsten Disulfide)也是耐高溫的固體潤滑劑,因含硫份,效果與二硫化鉬相同,但耐溫可達9001000℃(1,6521,832℉)。

      結構性固體潤滑劑有各種不同的產品,如圖表二:

      圖表二 結構性固體潤滑劑

      名稱

      英文名稱

      化學式

       石墨

       Graphite

       C

       氟化石墨

       Graphite fluoride

       (CFx)n

       二硫化鉬

       Molybdenum disulfide

       MoS2

       二硒化鉬

       Molybdenum diselenide

       MoSe2

       二硫化鎢

       Tungsten disulfide

       WS2

       二硒化鎢

       Tungsten diselenide

       WSe2

       二硫化鈮

       Niobium disulfide

       NbS2

       二硒化鈮

       Niobium diselenide

       NbSe2

       二硫化鉭

       Tantalum disulfide

       TaS2

       二硒化鉭

       Tantalum diselenide

       TaSe2

       二硫化鈦

       Titanium disulfide

       TiS2

       鍗化鈦

       Titanium telluride

       TiTe2

       氟化鈰

       Cerium fluoride

       CeF3

       氫氧化鋇

       Barium hydroxide

       Ba(OH)2

       氯化鎘

       Cadmium chloride

       CdCl2

       氯化鈷

       Cobalt chloride

       CoCl2

       氯化鋯

       Zirconium chloride

       ZrCl2

       氯化鉛

       Lead chloride

       PbCl2

       碘化鉛

       Lead iodide

       PbI2

       氮化硼

       Boron nitride

       BN

       硫酸銀

       Silver sulfate

       Ag2SO4

       硼砂

       Borax

       Na2B4O7

       滑石

       Talc

       Mg3(OH)2Si2O10

       云母

       Mica

       KAI2(Si3Al)O10(OH)2

       

      2. 機械性固體潤滑劑:

      該分類中有不同種類的物質其潤滑效果是以不同的物理,機械性能或特殊情況而定。

      有機化合物(PTFE)

      聚四氟乙烯(Poly-tetrafluoroethylene),簡稱「PTFE」及聚氟氯乙烯(Poly-chloro-fluoroethylene)為耐高溫潤滑劑,性能優異。圖表三列出一些使用的自身潤滑有機化合物

      圖表三 自身潤滑有機化合物

      線型聚合物 (熱塑型類)

      交聯聚合物 (熱固型類)

       Polytetrafluoroethylene (PTFE)

       Phenol-formaldehyde

       Fluoroethylenepropylene (FEP)

       Urea-melamine-formaldehyde

       Perfluoroalkoxy (PFA)

       Epoxy resin

       Polyethylene (PE)

       Phenolic resin

       Polypropylene (PP)

       Unsaturated polyester resin

       Polyurethane (PU)

       Polyimides

       Polyamide

       

       Polyacetals

       

       Polyterephthalate

       

       Polysiloxanes

       

       Nylon

       

      聚合物的滑動特性視其化學本性與其聚合的配對伙伴而定,負荷能力大小與熱消散有關,聚合物的磨擦特性受溫度變化影響很小。加入二硫化鉬、石墨與金屬粉末能改善聚合物的磨擦特性與增加其硬度,石墨也可增加PTFE體的彈性度。

      金屬薄膜

      硬質機件表面附著的軟性金屬膜,可防止硬質金屬的直接接觸而能夠減低摩擦。例如在工具鋼上涂以4×10-4cm之金屬銥薄膜,即具有良好的減磨特性。金屬面涂一層軟性金屬薄膜可減低磨擦,磨擦的大小視軟性金屬薄膜的剪切力而定;耐久性則視其薄膜的硬度、同構型、與黏附性而定;軟性金屬薄層的潤滑效果因其熔點而有所限制。除銥外其它軟性金屬薄膜的使用金屬如圖表四:

      圖表四 自身潤滑金屬薄膜

       

       鉛層

       

       錫層

       

       銀層

       

       銦層

       

       鋇層

       

       黃金層

       

       鋁層

       

       鎳與鎳鉻合金

       

       銅與銅合金

       

       鋅與鋅合金

      化學面層(轉換薄膜)

      除了一些暴露于空氣下所自然形成的金屬氧化物外,還有因化學或電子化學作用能在金屬表面形成固體的潤滑薄膜;瘜W表面薄層如鋅、鐵、或磷酸鎂的作用類似柔軟的金屬保護膜,但它已不是金屬物質而是金屬鹽。以磷酸處理在金屬表面會產生一層薄膜,微晶、具極黏附性的磷酸鹽層,它可以降低磨擦系數與磨合期間咬死的危險,它的厚度通常只有2-5μm。

      玻璃

      玻璃的潤滑性視其組成而定,在特定溫度下的磨擦系數與黏度、熱傳導性、剪切率、剪切面積、溶解潤滑面上的氧化物能力、與金屬接觸面的角度有關,因為這些因子會決定玻璃對金屬的潤濕能力,使用玻璃為潤滑劑的重要性特別在操作溫度約于1500°C時的金屬成形操作下可以看出。

      無機化合物

      硫化物、氟化物、磷酸鹽、與氫氧化物被視為是支持劑或是能產生減低磨擦與磨損層的一種催化劑。例如氫氧化鈣協助鋼鐵磨擦面間氧化鐵薄層的生成。這個氧化物有較佳的磨潤性能,也許是因為它的較有利的立體密疊的薄層結構,薄層的生成視鋼鐵表面的化學組成成分而定。硫磺粉(Sulfur Flour)為淡黃色的粉末,具特殊臭味,一般潤滑并不多用,但多加入切削油中供難于切削的鋼鐵合金之用。此外,亦多用于發燒的軸承。當軸承因缺油而發燒時,殘留的油料甚或發出白煙,但軸承合金尚未熔化或損壞時,可立即將硫磺粉調入高黏度的潤滑油后加入軸承中,可有效降低溫度。此時乃利用硫磺與鋼鐵,在高溫下發生化學反應,生成硫化鐵合金膜的效果。 其它的無機化合物如下圖表五:

      圖表五 無機化合物需一種支持介質

       硫化金屬

       ZnS, SnS2, FeS

       氟化金屬

       CaF2 LiF

       磷酸金屬

       Zn2P2O7 Ca3(PO4)2 Fe2P2O7

       氫氧化金屬

       Ca(OH)2 Mg(OH)2 Zn(OH)2

       氧化金屬

       PbO ZnO FeO Fe2O3

      金屬粉末

      相對于結構性潤滑劑與自身潤滑的機械性潤滑劑,其它的機械潤滑劑的潤滑特性主要是以媒介物質與膠合劑的支持效果為基礎的,這些媒介物質如鉛、錫、鋅、銅、銀與銦的主要目的是要改善非自身潤滑的機械性潤滑劑的黏附與凝結的性能。粉狀固體潤滑劑的缺點是難于附著金屬表面。為補救此一缺點,除使用媒介物外,亦可用有機膠合劑(Organic Binders)或無機膠合劑(Inorganic Binders)混入粉狀的固體潤滑劑中,噴射膠結于軸承內壁,硬化之后,形成一層附著力甚強的固體潤滑層,特稱「膠結潤滑劑涂膜」(Boned-solid Lubricant Coatings)或「干膜潤滑劑」(Dry Film Lubricant)。常用的有機膠合劑為壓克型樹脂(Alksd Resin),酚型樹脂(Phenolics)及環氧聚酯樹脂(Epoxy Resin)。無機膠合劑為硅酸鹽與磷酸鹽。

      膠結潤滑膜系由固體潤滑粉末均勻分散于樹脂及溶劑中,然后涂于軸承上。其涂法與涂刷油漆相同,俟溶劑揮發后,將軸承烘熱,樹脂即固化而形成潤滑膜。

      此種潤滑膜的成本大、費用高,而且不能換新或補充,故使用難于推廣普遍,但卻特別適用于下列情況:

      ● 摩擦表面容易熔化、咬死、或漏電腐蝕者。

      ● 長期無法加油者。

      ● 使用任何潤滑油脂均失效者。

      使用任何潤滑油脂均有污染困擾者。

      以硬度為基礎的閑接潤滑性物質

      氧化物、硼化物、氮化物或硅酸鹽的蒸氣積垢(Vapor - deposited, VD)涂膜通常都有較高的磨擦系數值,但在高溫時可防止磨擦面咬死并提供極優的抗磨損能力。另一較新的薄膜層,且已被證實具有良好的磨潤性能的是鉆石般無固定形式的碳,被指為是DLC (Diamond-Like Carbon),它的硬度在50013000 HV之間,視其氫化的多寡而不同,由零至50%不等。

      3. 皂類

      皂類是較高的飽和的與非飽和的脂肪酸與樹脂酸的金屬鹽類,他們有時也包括環烷基酸與合成脂肪酸鹽,最有效的是那些具有長鍵分子的活性組群的極性化合物?赡苁且驗槟切┓磻慕M群黏附在潤滑面并阻止被移除有關,他們通常提供固體潤滑劑可獲取的最低的磨擦系數值,但在高于其熔點溫度或高負荷下則無法使用。皂類在潤滑技術的主要功能是用于制造潤滑油脂上。白蠟(Paraffin wax)又稱石蠟、微晶蠟(Micro crystalline wax)、蜂蠟(Bees wax)、合成蠟、豬油、牛油、硬脂酸以及硬脂的金屬皂,如鋁皂、鈣皂、鋅皂、鈉皂、鋰皂等均為固體的軟質潤滑劑,油膩性甚強,多用于負荷較低的機件。

      4. 化學活性潤滑劑

      這個分類包括極壓與抗磨損添加劑與一些能與金屬接觸面形成一個保護膜。動物性脂肪為一種具有四千年歷史的知名潤滑劑。其特點為可與金屬表面發生化學作用而生成固體潤滑油金屬皂(Metallic soaps),而防止金屬與金屬的咬損。但因其熔點低,不適于高溫的作業。

      溫度高而負荷大時,摩擦溫度亦高,必須采用熔點遠較金屬皂為高的固體潤滑膜。多種活性氯、硫及磷的化合物均具有此種特性,于較高摩擦溫度時,易與金屬發生化學作用,于金屬表面形成潤滑效能優異的固體保護膜,亦稱為金屬硫化物、金屬氯化物、或金屬磷化物的合金保護膜。各種極壓添加劑的作用,即為此例。

      所謂摩擦溫度(Frictional temperature)者,指由于金屬表面相互摩擦而生成之溫度。一般極壓添加劑在常溫時對金屬都無化學作用,但當機械運轉而機件金屬表面互相接觸摩擦,產生局部熱量,引起局部溫度升高時,極壓添加劑才與金屬發生化學作用,形成合金保護膜。

      圖表六.石墨、二硫化鉬及PTFE性能之比較

       

       

      二硫化鉬

      PTFE

       

      6,330

      2,010

      620

       加熱膨脹系數,@70℉,每℉

      2.2×10-6

      -

      5.5×10-6

       導熱系數,Btu/m/sq.ft(/ft)

      65-97

      -

      0.14

                 

      1-2(Moh''''s)

      1-2.5(Moh''''s)

      D55(Shore)

       抗伸強度,70℉,Psi

       1,000, Psi

       2,000, Psi

       4,500, Psi

      1,700

      2,500

      3,000

      5,000

      -

      -

      分解

      分解

      3000

      分解

      分解

      分解

       抗壓強度, Psi

      3.9×103

      -

      500

       在空氣中最高適用溫度,

      1,000

      750

      600

       PV限度,干燥情況(Psi×fpm)

      15,000

      -

      3,000

       迅速氧化之溫度,             

      850

      800

      900(焦化)

       對金屬之附著力,mg             

      0.7

      51

      -

       氧化后產物                    

      CO,CO2

      MoO3 ,SO2

      C2F4,C3F6

       電阻性,ohm-cm                 

      50.3×10-11

      不導電

      109

       高度真空下之最高適用溫度,   

      3,400(10-1cm/)

      2,700(10-1cm/)

      710(10-1cm/)

       真空下之摩擦系數              

      不定

       低溫下潤滑性( 液體氮)

      (0.8)

      (0.68)

      (0.04)

       Gamma射線下之摩擦系數,80    

      43%

      50%

      -

       耐化學藥品性             

      最佳

      可以

      最佳

       密度,公克/cm3 

      1.4-1.73

      4.85-5.0

      2.1-2.3   

                            

      灰黑色

      灰黑色

      白色

       一般情形      

        

        

       高度輻射情況

      -

       高度真空

      -

       高溫(600°F以上)

      -

       中溫

       低溫(-20°F) 以上

      -

       高負荷(200磅以上)

      -

       中負荷

       低負荷(2磅以下)

       高速(200/分以上)

       中速度

       低速(20/分以下)

       

      ·  (二)氣體潤滑劑

      空氣、水蒸氣、氮氣都是氣體,亦為一種流體,因此比重極低、黏度極小,而且幾乎無污染性,故適用于特殊情況的潤滑而代替液體潤滑劑;但因其負荷能力極低,而且穩定性較差,故使用不廣。使用氣體作潤滑劑時,必須采用特殊設計而以氣體來潤滑的「氣體軸承」(Gas bearings)。

      至于油霧式或噴霧式潤滑,嚴格說仍屬液體潤滑劑,僅其粒子極細而已。

      (三)液體潤滑劑

      液體潤滑劑(Liquid Lubricants)具有擠入軸承間隙,形成油壓動力潤滑,有效分開軸頸與軸承,避免金屬與金屬直接摩擦的特性;而且傳熱與散熱容易,故常用于機械的潤滑。各種礦物油、合成油、植物油、動物油、水、甘油、液體氧氣,甚至于熔融的玻璃等,均為液體潤滑劑。

      1.動植物油脂

      動物性或植物性油類,通稱為「天然油脂」,簡稱為「脂肪油」(Fatty oils),加熱至高溫時分解而揮發,故不能以蒸餾的方法精制,因而又稱為「固定油」(Fixed oil),故有別于可以蒸餾的礦物油。

      動植物油脂最常見者有下列數種:

      A.牛油

      牛油(
      Tallow)雖具潤滑性,但高溫下黏度甚低,必須與高黏度潤滑油調合使用。牛油加入機油中后,油膜可耐水,對金屬表面附著力強,且加強機油的油膩性。但機油中最多只能溶化12﹪的牛油。加有動植物油的機油常稱為「復合油」(Compounded oil)。
      供潤滑及加入機油中用之牛油,必須新鮮之精制品,色白而有甜味,通稱為無酸牛油(Acidless tallow)。

      B.豬油
      豬油為極佳之油膩劑(Oiliness agent),加入機油中后可提高油料之油膩性,增加對金屬表面之附著力,減低摩擦系數。加用15-25﹪豬油之機油雖污染布匹,亦易洗除,故多用于紡織機械之潤滑。豬油加熱時可吸收14﹪之硫磺而化合成硫化豬油(Sulfurized lard oil),供切削難加工金屬之用。

      C.羊毛脂

      羊毛脂(Wool grease or Degras)加入蒸汽汽缸油后,可增加油膜韌度,更能耐水,特別供溫度極高之蒸汽機汽缸潤滑之用。

      D.蓖麻油

      蓖麻油不溶于礦物油中,但可溶于酒精等醇類化合物中,對金屬表面之附著力極強,有效減低金屬面之摩擦,且潤滑能力亦強,其黏度約為SAE 50號,過去曾用于航空引擎之潤滑,但因不能與一般礦物性潤滑油混合使用,又極易氧化成堅韌之膠狀物,故現多不采用。

      各種動植物油脂均有下列各共通之優點及缺點:

      ·  各動植物油脂均為脂肪酸之甘油脂,且經常有游離脂肪酸共存。就分子結構上言,為極性之化合物,對金屬表面附著力強,油膩性(Oiliness)佳,有利于界面潤滑。

      ·  在高溫下游離脂肪酸腐蝕金屬甚強。

      ·  化學安定性不佳,久用后不但黏度增加,而且部份變成堅韌之橡皮性膠質,有礙潤滑系統。

      2.石油基及合成液體潤滑劑

      液體潤滑劑為最常見,使用最普遍的潤滑劑,其中石油基及合成基潤滑劑,幾乎占有目前交通與工業方面使用各類產品之98%以上市場,一般所稱之潤滑油,幾乎都是此類產品,由于種類繁多,

      各種石油基潤滑產品簡介

        以原油煉成之「石油基潤滑油」(Petroleum Base Lubricating Oils),品質優良、來源豐富、價格低廉,故使用最廣。原來車輛與工業方面使用的潤滑劑中,石油基潤滑油約可占百分之九十八以上,但近年來隨著合成油科技的進步,合成產品價格較易為人接受,使用日益普及,尤其在車用油市場上,占有率節節升高。

      石油基潤滑油系來自地下油礦,故又稱為「礦物性之液體潤滑劑」(Liquid Mineral Lubricants),簡稱「潤滑油」或「機油」(英文簡稱為Lube oilsLubes),以下對各類產品作一簡介,至于各類產品個別之性狀及國際規范細分將于下一章介紹。

      (一)按商業上用途而分者

      A)車輛用潤滑油

      (1) 柴油引擎用潤滑油
      此油必須具備極優異的清凈分散(Detergent-Dispersant)特性,可將積留于引擎汽缸及活塞環等處的結膠積碳分散成極細的微粒懸浮于油中,不斷使引擎汽缸及活塞環等處保持清潔,運轉靈活。

      臺灣地區屬亞熱帶,柴油卡車或客車引擎曲軸箱于冬季多用超重級車用機油30,其它三季則使用超重級車用機油40。SAE 10W 多供工程車輛等機動車輛油壓系統之用。

      (2) 四行程汽油引擎用潤滑油
      此油必須具備優異的清凈分散性能,亦可將引擎汽缸活塞等處的結膠積碳分散成極其微細的微粒懸浮于油中,不斷使引擎汽缸與活塞等機件保持清潔及良好的潤滑狀態。但因汽油燃燒不完全時結膠積碳不如柴油引擎的嚴重,所以清潔作用要求不如后者之苛刻。

      (3) 二行程汽油引擎用潤滑油
      二行程汽油引擎的潤滑原理和四行程者不盡相同。前者的主要特色就是必須把機油按照一定比例(
      2﹪,4﹪,6﹪,8﹪等)混入汽油中,或者把機油裝在特裝的機油箱中(如CCI ,潤寶等設計)。這些機油于通入引擎內部,達成潤滑任務之后,都和汽油一齊燃燒后排出。為了避免在排氣系統如排氣孔,排氣管和消音器等處結碳,此種二行程機油不但必須具備良好的清凈效能,抗磨損效能等之外,而且于潤滑任務完成之后,必須百分之一百地全部燒掉,不留灰份。

      二行程汽油引擎機車的離合器和齒輪箱,可以使用抗磨損性能良好的機油來潤滑。

      (4)多效齒輪油

      出租車、小卡車、大客車、大卡車等的變速齒輪箱和差速齒輪箱,因為扭力忽大忽小,而且負荷極大,必須采用抗磨損而且耐高壓的齒輪油。小型車輛如出租車、小轎車,其變速齒輪箱和差速齒輪箱都適用黏度為
      SAE 90號的「多效齒輪油90」,而大客車、大卡車必須用黏度較厚的SAE 140 號「多效齒輪油140」。

      因為多效齒輪油具有抗腐蝕,耐高負荷及嚴重振動負荷或沖擊負荷的特性,所以也適用于需用此油品質的各種工業用齒輪。

      (5)煞車油

      車輛煞車系統用的煞車油,主要供傳送液壓之用,非潤滑之用。煞車油不可與任何機油相混,或污染任何機油,否則容易損壞煞車總泵和分泵皮碗,導致煞車失靈。煞車油的國際規范有美國的
      SAE 70R1,SAE 70R3,美軍的MIL-H-910 a 等。

      (6)自動傳動油
      ATF汽車自動傳動液是一種多功能、多用途的油液,主要用于轎車和輕型卡車的自動變速系統,也用于大型車的變速傳動箱、動力轉向系統、農用機械的分動箱。在工業上也普遍的用于各種扭矩轉換器、液力偶合器、功率調節泵、手動齒輪箱及動力轉向器上。

      由于自動變速裝置能使汽車自動適應行駛阻力的變化,提高汽車的動力性能,使起步無沖擊,變速時震動小,乘坐舒適,駕駛方便,還能在過載時發生保護作用,充分發揮引擎的功率,并有利于消除排氣污染,因此汽車自動變速系統的采用越來越普及。

      ATF由于在自動傳動系統中作為流體動力能的傳動介質,在伺服機構和壓力環路系統中作為靜壓能的傳遞介質,在離合器中作為滑動摩擦能的傳遞介質,同時它也作為熱傳遞介質和摩擦的潤滑介質,因此必須具備許多特性。它應具有良好的低溫流動性、抗燒結和抗磨損性能、適于離合器材質的摩擦特性、抗氧化性能、清凈分散性、抗泡沬、防銹性以及與各種密封材料的適應性能?傊,ATF是一種品質要求極高的油品,一般認為它是全部潤滑油品中最復雜的。

      B)工業用潤滑油

      (1)循環機油

      循環機油(
      Circulation oil)又稱「透平油」或「汽輪機油」(Turbine oil),主要供火力發電之高速透平機或蒸汽輪機軸承、齒輪和調速器潤滑之用。此種油料的特性為經久耐用,溫度雖高,也極安定。因其在潤滑系統內作長期的循環作用,所以稱為「循環機油」。

      (2)液壓油

      供液壓系統(
      Hydraulic system)傳送壓力用的潤滑油,稱為液壓油(Hydraulic oil Hydraulic Fluid)。液壓油也應該是精煉的油品,具抗氧化、防銹、抗磨損,以及經久耐用等特性要求,所以循環機油適用于液壓系統作液壓油之用。

      (3)壓縮機油

      空氣及其它氣體壓縮機的主要特點為安定性能良好,在壓縮機汽缸中不容易發生結碳作用。循環機油也符合這些要求。為簡化油料種類,需要壓縮機油者,都可采用循環機油。

      (4)電機油

      供發電機及電動機平軸承潤滑用的油料,通稱為電機油(
      Dynamo Oil Electric Motor Oil)。其特性也是經久耐用。凡使用電機油之處也都可以采用循環機油。

      (5)普通齒輪油

      一般齒輪箱潤滑油的油料,也須經久耐用。故循環機油也可作一般齒輪箱所需普通齒輪油(
      Regular Gear Oil Gear Oil)之用。

      (6)極壓齒輪油

      極壓齒輪油(
      Extreme Pressure Gear Lubricant 或簡稱(EPGear oil)簡稱「極壓潤滑油」(EPLubricant),油中含有硫、磷、氯、鉛等具有負擔極高壓力特性的極壓添加劑,抗氧化劑、抗腐蝕劑、消泡劑等。在較高溫度下,這些添加劑容易和齒輪表面的鋼鐵材料發生化學作用,生成硫化鐵、磷化鐵、氯化鐵等合金保護膜,保護齒面,使齒面嚙合時潤滑能力更佳,更能保護齒面,防止磨損。

      (7)錠子油

      錠子油(
      Spindle oil)俗稱「車心油」是潤滑油中黏度最薄的油料,呈極淺的黃色,主要供紡織廠紡紗機錠子以及輕負荷高轉速機件潤滑之用,高品質的錠子油也具有耐久用的特性。

      (8)變壓器油

      變壓器油(
      Transformer Oil)又稱為「絕緣油」(Insulating oil),黏度低呈淺黃色,主要供油浸式變壓器絕緣和散熱之用。此外,也適用于「油開關」(Oil Circuit Breaker,簡稱「OCB」)的絕緣和減少跳火,以及其它需要極低黏度潤滑之用,本油為一種極其干燥的油料,其中絕無絲毫水份,所以必須蓋妥封蓋密封儲存于室內。

      (9)汽缸油

      汽缸油(
      Cylinder Oil)又稱為蒸汽汽缸油(Steam Cylinder Oil),為黏度極高的棕黃色的油料,耐高溫。油中含有牛油等動物性油脂者,更能在高溫下減少水份對蒸汽機汽缸的沖刷作用,提高潤滑及抗磨損效能。

      (10)冷凍機油

      冷凍機油(Refrigerating Oil)又稱「冰車油」(Ice Machine Oil),為一種凝固點或流動點甚低的潤滑油,且能經久耐用,主要供各種往復式冷凍機潤滑之用。但是如果用于電氣冰箱、冷氣機等,更應不含絲毫水份,以免在冷凍系統中結冰而阻塞通路。惟于冷凍機為離心式而且軸承潤滑油不致混有冷媒者,通?捎醚h機油潤滑而無須采用冷凍機油。

       (11)通用機油

      供一般潤滑及沖洗引擎用的機油,稱為通用機油。通用機油也按SAE 黏度的不同而分有SAE10,20,30,40,50等數種。

      (12)機械油

      機械油(
      Machine Oil),俗稱「紅車油」或「馬新油」,為一種廉價的潤滑油,供一般機械潤滑用。此種油料加于機件潤滑之后,不再回收或循環使用。

      (13)齒索油

      齒索油(
      Open Gear Lubricant)為一種極其黏稠的黑色潤滑油。低黏度者在常溫下可以流動,高黏度者必須加熱后才能流動。此種油料主要用于暴露齒輪和鋼索,故有齒索油之稱。齒索油又按黏度的不同,分有No.0,1,2,35五種。號數愈大,黏度愈高,愈適用于高溫情況。

      (14)黑油

      黑油(
      Black Oil)又稱臺車車軸油(Axle Oil),呈黑色黏度多在SAE 50左右,主要供間隙較粗的平軸承如臺車車軸等潤滑之用。

      (15)溶水油
      溶水油(
      Soluble oil)又稱「調水油」或「礦油性太古油」或「乳化油」。油中含有乳化劑,所以溶水油加于水中后即乳化成牛乳狀,供液壓系統、切削、金屬加工等潤滑之用。不加水的溶水油,具有良好的防銹特性,可供鋼鐵或非鐵金屬的防銹防蝕用。

      調配溶水油乳液時必須把油倒入水中,同時劇烈攪拌。

      (16)切削油

      切削油(
      Cutting Oil)主供金屬削切等加工時保護車刀,增進加工用品光滑性用。一般切削加工者,可用錠子油或通用機油潤滑及冷卻;切削不易的金屬,韌性金屬等,必須采用含有氯、硫等極壓添加劑的特制切削油潤滑。

      (17)淬火油

      淬火油(Quenching Oil)主供金屬加工品淬火或熱處理用。熱處理或淬火后的金屬加工品,表面極為堅硬。

      (18)傳熱油
        

      傳熱油(Heat Transfer Oil Heat Transfer Medium)主供加熱器或加熱爐間接加熱及保持恒溫用。

      (19)紡毛油及梳毛油
        

      紡毛油(Woolen Oil)及梳毛油(Worsted Oil)為毛紡工廠于梳毛時噴于羊毛上,供潤滑及處理羊毛之用。

      (20)無斑油
        

      容易洗除的潤滑油,稱為無斑油(Stainless Oil),主要供針織機潤滑用,此油污染織物后,容易用水洗去。溶水油可代替本油用。

      (21)橡膠軟化油
        

      橡膠軟化油(Rubber Process Oil)主供橡膠品工廠于生產橡膠制品時,調配于橡膠中使用的油料。

      (二)按不同黏度所作的分類

        石油基潤滑油種類多而應用廣,但選用潤滑油時多注重黏度,故使用上往往又按黏度之不同而區分,下列為各種區分之標準。

      1. SAE 黏度級數
      2. ISO 國際標準黏度級數分類
      3. AGMA 美國齒輪協會黏度級數
      詳見圖表
      19-22各種常用黏度級數。

      (三)美國軍方對潤滑油的分類

      美國軍方及美國政府采購及使用潤滑油脂,都依據美國國防部所訂之美軍規范(U.S. Military Specifications)為準。我國國軍也參照美國之制式及美軍油料規格與號碼用油。

      供應美軍用油除應全部符合各個美軍油料規范中所列之物理性質、化學性質及引擎試驗、其它效能或機械試驗結果外,尚須送往美國國防部,經與標準油比較或混合試驗合格后,始能獲得美軍之認可(Qualified)。

      美軍軍用潤滑油都以簡單之符號、字母或數字來表示,以利部隊識別及應用。例如:以OE-30代表Oil Engine-SAE 30,即車用機油SAE 30等等。美軍潤滑油脂規格見圖表12。

      圖表12‧軍用潤滑油脂規格

      軍用符號

      美軍規格號碼

      油品

      軍用符號

      美軍規格號碼

      油品

       

      MIL-L-7870

      Lubricating Oil,Low and High Temperature

      MIL-L-26088

      Compressor

      Lubricating Oil,Air-craft Turbine Engine(合成Synthetic Base 航空機油)

      OE-10

      MIL-l-2104A

      Lubricating Oil,Internal-Combustion Engines

      LGT

      MIL-L-007808E

      OE-30

       

       

      MIL-L-007808F

      OE-50

       

      Heavy Duty Type(內燃機油)

      9110

      MIL-L-9000E

      Lubricating Oil,Marine

      OE-10

      MIL-L-2104

      Lubricating Oil,

      Internal-

      9170

      Ships),AM-2

      Diesel Engine(艦艇柴油機油)

      OE-30

      Supplement

      Combustion Engines

      9250

      9370

      9500

       

       

      OE-50

      S-I

      Heavy Duty Type Supplement I(內燃機油)

      SCF-1

      SCF-2

      MIL-L-12070

      Fog Oil(煙幕油)

      (錠子油)

      OE-10

      MIL-L-2104B

      Lubricating Oil,

      Internal-

      OE-10

      MIL-L-2104C

      Lubricating Oil,

      Internal-

      OE-30

       

      Combustion Engines Heavy Duty Type(內燃機油

      OE-30

       

      Combustion Engines

      OE-50

       

       

       

      OE-50

       

       

      Heavy Duty,Combat(重級內燃機油,戰斗用)

      OE-10

      MIL-L-46152

      Lubricating Oil

      GO-75

      MIL-L-2105C

      Lubricating Oil,Gear,

      OE-30

       

      Internal

      GO-80/90

       

       

      General-Purpose,AM-1

      OE-50

       

      Combustion

      GO-80/140

       

       

      (通用齒輪油)

      10W/30

       

      Engine

      GO-90

      MIL-L-2105B

      Lubricating Oil, Gear,

      20W/40

       

      Heavy Duty, Administrative(重級內燃機油)

      GO-140

       

      Multi-Purpose,AM-1

      (通用齒輪油)

      10

      MIL-L-45199A

      Lubricating Oil

      Internal Combustion

      OS

      MIL-L-4339B

      Corrosion Preventive

      Soluble Oil(防銹用溶水油),

      30

       

      EngineHigh Output Diesel)(高馬力柴油機油)

      1100

      with

      cyclohexan

      one

      MIL-L-6082C

      Lubricating Oil, Aircraft Reciprocating Engine(Piston)(往復式航空引擎機油)

      Type

      Type Ⅱ<, /SPAN>

      MIL-H-46001A

      Hydraulic Fluid

      Petroleum Base, for

      Machine Tools

       

      MIL-L-17819

      Ships)

      Lubricating Oil, Mineral,

      Light-colored,Cordage

      (索具油)

      Type

       

      (工具機用液壓油)

       

       

       

      W-120

      MIL-L-22851A

      Lubricating Oil,

      Aircraft Reciprocation

      Engine(Ashless Disper

      - sant Type Ⅱa(往復式航空引擎機油,無灰份)Preparation for Storage&Shipment

      SO

      切削油

      切削油

      MIL-I-1984 IA

      MIL-A-20695

      C-O-376

      VV-C-846

      Inhibitor,Corrosion,

      Soluble Oil

      (防銹性溶水油)

      Aluminum,Products,

      切削油

      可溶性切削油

      LGL-1

      MIL-L-13914

      Lubricating Oil,Gear,

      Locomotive,Traction

      水泵黃油

      潤滑脂

      VV-G-632

      MIL-G-18709

      WP水泵潤滑油

      LGL-2

       

      Motor(火車驅動齒輪油)

      石墨潤滑脂

      VV-G-671

      Graphite Grease

      2075

      2110

      2135

      2190

      2250

      MIL-L-15016A

      Lubricating Oil,Genera

      Purpose

      (通用潤滑油)

      HBA

      絕緣油

      ORC 油

      二硫化鉬脂

      MIL-H-13910

      VV-O-4010

      MIL-L-21164

      HBA液壓油

      Insulating Oil,

      ORC Lubricating Oil

      Molybdenum Disulfide

      Grease

      3042

      MIL-L-15016A

      Lubricating Oil,General

      Purpose

      (通用潤滑油)

      高溫脂

      高溫脂

      VV-G-670

      MIL-L-25013

      高溫潤滑脂

      高溫潤滑脂

      3050

      3065

       

       

       

      液壓油

      MIL-L-18709

      MIL-L-17672

      液壓油

      3080

      3150

       

       

       

      BR黃油

       

      Ball and Roller Bearing Grease (滾珠及滾子潤滑脂)

       

       

       

       

      HB

      VV-H-910a

      VV-G-680

      Hydraulic Brake Fluid

      2190T

       

      Lubricating Oil,Steam Turbine

      GAA

      MIL-G-10924B

      Grease,Automotive and Artillery(車炮用潤滑脂)

      2075H

      2110H

      2135H

      MIL-L-15017

      Lubricating Oil ,Hydraulic(液壓油)

      80

      VV-L-765

      Lubricating Oil,Enclosed Gear,Straight

      5150

      5190

      MIL-L-15018

      Lubricating Oil,Mineral

      Oil,Cylinder(汽缸油)

      90

       

      Mineral

      (純礦性封閉齒輪油)

      4065

      6135

      7105

      MIL-L-15019B

      Lubricating Oil,

      Compounded

      (復合潤滑油)

      140

      250

      CW-IA

      VV-L-751a

      Lubricating,Chain,

      8190

       

       

       

      IB

      IC

       

      Exposed Gear Wire Rope(煉條,暴露齒輪鋼纜潤滑劑)

       

      MIL-L-15074A

      Compound,Corrosion

      Preventive,Finger

      Print Remover

      (去指紋防銹油)

      CW-2A

      C -2B

      CW-2C

       

       

      2190

      TEP

      MIL-L-17331D

      Lubricating Oil,Steam

      Turbine(noncorrosive)

      (透平油)

      LO

      VV-L-820

      Lubricating Oil

      Petroleum,Light

      (輕質潤滑油,錠子油)

       

      MIL-L-24484

      Lubricating Oil

      Shipboard Reciprocating

      Air Compressor

      (船用往復式壓縮機)

      冷凍機油

      VV-L-825

      Compressor TypeⅠType Ⅱ

      Type Ⅲ(冷凍機油)

      。

      (四)半固體潤滑劑--潤滑脂

      潤滑脂(Lubricating grease)為潤滑油與金屬皂(Metallic soap)或其它稠化劑(Thickener)制成之半固體制品。近年來亦有以合成潤滑油代替石油基潤滑油,制成合成潤滑脂,供特殊用途之制品。其摻配過程及性狀與液體潤滑劑又有不同,將于第二章說明

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