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润滑油的基本性能

润滑油是技术密集型产品，是碳氢化合物的复杂混合物，其真实性能是复杂的物理或化学变化的综合作用。润滑油的基本性能包括一般理化性能、特殊理化性能和模拟台架试验。

一般物理和化学性质

每种润滑脂都有其共同的一般理化性质，这些性质表明了产品的内在质量。润滑油的这些一般物理和化学性质如下：

外观(色度)

油的颜色往往反映了它的精炼程度和稳定性。一般来说，基础油精制程度越高，烃类氧化物和硫化物脱除越干净，颜色越浅。但是，即使炼油条件相同，不同油源、不同基的原油生产的基础油颜色和透明度也可能不同。对于新的成品润滑油来说，因为添加剂的使用，颜色已经失去了原本作为判断基础油精炼程度指标的意义。

密度

它是密度润滑油最简单、最常用的物理性能指标。润滑油的密度随着其成分中碳、氧和硫的增加而增加。因此，在粘度相同或相对分子量相同的情况下，芳烃、胶质、沥青质多的润滑油密度最高，环烷烃多的润滑油居中，烷烃多的润滑油密度最低。

粘性

粘度反映了油的内摩擦，是油的油性和流动性的指标。不加任何功能添加剂，粘度越高，油膜强度越高，流动性越差。

粘度指数

粘度指数表示油的粘度随温度变化的程度。粘度指数越高，温度对油品粘度的影响越小，其粘温性能越好，反之亦然。

闪点

闪点是油蒸发的指标。石油馏分越轻，蒸发越大，闪点越低。相反，油的馏分越重，蒸发越小，闪点越高。同时，闪点是石油产品着火风险的指标。油品的危险等级是根据闪点来划分的。闪点低于45为可燃，闪点高于45为可燃。在储存和运输过程中，禁止将油品加热至其闪点温度。粘度相同，闪点越高越好。因此，用户应根据润滑油的工作温度和工作条件来选择润滑油。一般来说，闪点比使用温度高20 ~ 30时使用是安全的。

凝点和倾点

凝固点是指在规定的冷却条件下，油停止流动的最高温度。油的凝固与纯化合物的凝固有很大的不同。石油产品没有明确的凝固温度。所谓的‘凝固’只是整体失去了流动性，并不是所有的成分都变成固体。润滑油的凝固点是表征润滑油低温流动性的重要质量指标。对生产、运输和使用都有重要意义。凝点高的润滑油不能在低温下使用。相反，在温度较高的地区，不必使用低凝固点的润滑油。因为润滑油的凝固点越低，其生产成本就越高，造成不必要的浪费。一般来说，润滑油的冰点应比使用环境的最低温度低5~7。但特别是在选择低温润滑油时，要综合考虑油的凝固点、低温粘度、粘温特性。由于油品凝固点低，其低温粘度和粘温特性可能达不到要求。

凝点和倾点都是油品低温流动性的指标。两者在原理上没有区别，只是测定方法略有不同。同一油品的倾点和倾点并不完全相等，一般倾点比倾点高2 ~ 3，但也有例外。

酸值、碱值和中和

酸值是表示润滑油中含有酸性物质的指标，单位为毫克KOH/克.酸价有两种：强酸价和弱酸价，两者相加就是总酸价(简称TAN)。我们通常所说的‘酸值’，其实就是‘总酸值(TAN)’。碱值是润滑油中碱性物质含量的指标，单位为mgkoh/g，碱值也分为强碱值和弱碱值两种。两者相加就是总碱值(简称TBN)。我们通常所说的‘碱值’，其实就是‘总碱值(TBN)’。中和值实际上包括总酸值和总碱值。但除非另有说明，一般术语‘中和值’实际上仅指‘总酸值’，其单位也是mgkoh/g。

水分

水分是指润滑油中水含量的百分比，通常以重量计。润滑油中水分的存在会破坏润滑油形成的油膜，使润滑效果变差，加速有机酸对金属的腐蚀，使设备生锈，使油品容易产生沉淀物。简而言之，润滑油中的水分越少越好。

机械杂质

机械杂质是指存在于润滑油中，不溶于汽油、乙醇、苯等溶剂的沉积物或胶状悬浮物。这些杂质大部分是沙子、石头和铁屑，还有一些添加剂带来的不溶于溶剂的有机金属盐。润滑油基础油的机械杂质一般控制在0.005%以下(0.005%以下的机械杂质视为无)。

和硫酸灰。

灰烬是指在特定条件下燃烧后留下的不可燃物质。灰分的成分一般认为是一些金属元素及其盐类。对于不同的油品，Ash有不同的概念。对于基础油或不含添加剂的油品，可以用灰分来判断油品的精制深度。对于添加了金属盐添加剂的油品(新油)，灰分成为定量控制添加量的手段。国外用硫酸灰代替灰。方法是：在油样燃烧灰化前加入少量浓硫酸，使添加剂的金属元素转化为硫酸盐。

炭渣

在规定的实验条件下，油受热蒸发燃烧后形成的焦黑色残渣称为残炭。残炭是润滑油基础油的重要质量指标，是判断润滑油性质和精制深度的规定项目。基础油残炭量的多少不仅与其化学组成有关，还与油品的精制深度有关。润滑油中形成残炭的主要物质是油中的胶质、沥青质和多环芳烃。在空气不足的情况下，这些物质被强烈的热量分解凝聚，形成残炭。油的精炼深度越深，残炭值越小。一般来说，空白基础油的残炭值越小越好。目前很多油品中含有金属、硫、磷、氮等添加剂，其残炭值很高，所以含有添加剂的油品残炭已经失去了残炭测定的本来意义。机械杂质、水分、灰分、残炭都是反映油品纯度的质量指标，反映了润滑基础油的精制程度。

特殊的物理和化学性质

除了上述一般物理和化学性质外，每种润滑油还应具有特殊的物理和化学性质来表征其使用特性。质量要求越高，或者说油品越特殊，其特殊的理化性质就越突出。反映这些特殊物理和化学性质的试验方法简要介绍如下：

氧化稳定性

氧化安定性表示润滑油的抗老化性能，这是一些使用寿命长的工业润滑油所要求的，因此成为这类油品所要求的特殊性能。测定油品氧化安定性的方法很多。基本上是在空气(或氧气)和金属催化剂的存在下，将一定量的油品在一定温度下氧化一定时间，然后测定油品的酸值、粘度变化和沉淀物的生成。根据润滑油的化学成分，所有润滑油都有不同的自动氧化倾向

热稳定性是指油的耐高温性能，也就是润滑油对热分解的抵抗能力，也就是热分解温度。一些优质抗磨液压油和压缩机油都要求热稳定性。油品的热稳定性主要取决于基础油的组成，许多分解温度低的添加剂往往对油品的稳定性有不利影响。抗氧化剂不能明显提高油的热稳定性。

石油和极端压力。

是油性润滑油中的极性物质在摩擦部件的金属表面形成牢固的物理化学吸附膜，从而起到抵抗高负荷和摩擦磨损的作用，而极压性是润滑油的极性物质在高温高负荷下在摩擦部件的金属表面发生摩擦化学分解，与表面金属发生摩擦化学反应，形成低熔点的软质(或塑性)极压膜，从而起到抵抗冲击、高负荷、高温的润滑作用。

腐蚀和生锈

由于油的氧化或添加剂的作用，钢和其他有色金属常被腐蚀。腐蚀试验一般是将紫铜条放入油中，100放置3小时，然后观察铜的变化；在腐蚀试验中，钢材表面在水和水蒸气的作用下会发生腐蚀。为了确定防锈性，在300毫升油试验中加入30毫升蒸馏水或人工海水，然后将钢筋放入其中，在54下搅拌24小时，然后观察钢筋的腐蚀情况。油品要有防腐蚀和防腐作用。在工业润滑剂标准中，这两项是必选项目。

气泡阻力

润滑油在运行过程中，由于空气的存在，往往会产生泡沫，特别是当油中含有具有表面活性的添加剂时，更容易产生泡沫，而且泡沫也不容易消失。润滑油在使用过程中产生的泡沫会破坏油膜，使摩擦表面烧结或增加磨损，并促进润滑油的氧化变质，还会使润滑系统不透气，影响润滑油的循环。因此，抗泡性是润滑油的一项重要质量指标。

水解稳定性

水解稳定性表示油品在水和金属(主要是铜)作用下的稳定性。当油品酸值较高，或含有遇水易分解成酸性物质的添加剂时，该指标往往不合格。其测定方法是在试验油中加入一定量的水，在一定温度下将试验油与铜片混合搅拌一定时间，然后测定水层的酸值和铜片的失重。

抗乳化性

工业润滑油在使用的时候，不可避免的会混入一些冷却水。如果润滑油的抗乳化性能不好，会与混水形成乳化液，使水难以从循环油箱底部排出，可能造成润滑不良。因此，抗乳化性是工业润滑剂的一个非常重要的物理和化学性质。一般将40ml试油和40ml蒸馏水在一定温度下剧烈搅拌一定时间，然后观察油层-水层-乳化层分离成40-37-3ml的时间；工业齿轮油是将试验油与水混合，在一定温度和6000 rpm下搅拌5分钟，静置5小时，然后测量油、水和乳化层的毫升数。

空气释放值

液压油标准中有这个要求，因为在液压系统中，如果油中溶解的空气不能及时释放，就会影响液压传动的精度和灵敏度，严重时达不到液压系统的要求。测量该性能的方法类似于耐泡沫性的方法，但它测量的是溶解在油中的空气(雾)的释放时间。

橡胶紧密度

在液压系统中，大多使用橡胶密封件，机械中的油品不可避免地会接触到一些密封件。橡胶密封性能差的油品会使橡胶膨胀、收缩、变硬、开裂，影响其密封性能。因此要求油品对橡胶有良好的适应性。液压油的标准要求橡胶密封指数，用一定尺寸的橡胶圈在油中浸泡一定时间后的变化来衡量。

剪(羊毛)

添加了增粘剂的油在使用过程中，由于机械剪切，油中的聚合物被剪切，降低了油的粘度，影响正常润滑。因此，剪切安定性是这种油的一个特殊的物理和化学性质。测量剪切稳定性的方法有很多，如超声波剪切、喷嘴剪切、维氏泵剪切和FZG齿轮剪切。所有这些方法最终测量的都是油品的降粘率。

溶解力

溶解度通常用苯胺点来表示。不同牌号的油对复合添加剂的溶限苯胺点不同。低灰分油的极限值大于高碱性油，单级油的极限值大于多级油。

挥发性

基础油的挥发性与油耗、粘度稳定性和氧化稳定性有关。这些性能对于多级油和节能油尤为重要。

防锈性能

这是指防锈脂特殊的物理化学性质。其测试方法包括水分测试、盐雾测试、分层测试、水置换测试、百叶窗测试和长期储存测试。

电的行为

电性能是绝缘油特有的性能，包括介质损耗角、介电常数、击穿电压、脉冲电压等。基础油的精制深度、杂质和水分对油品的电性能影响很大。

润滑脂特殊的物理和化学性质

专用润滑脂除了具有润滑脂的一般理化性质外，还有其特殊的理化性质。如防水性能好的油脂，需进行淋水试验；低温扭矩应在低温下测量；多效润滑脂要做极压、抗磨、防锈测试；长寿命润滑脂应进行轴承寿命试验等。也有相应的测试方法来测定这些性能。

其他特殊物理和化学性质

每种油品除了一般性能外，还应该有自己独特的特殊性能。比如要测量淬火油的冷却速度；应测定乳化油的乳化稳定性；应测量液压导油的抗爬系数；喷洒润滑油，测量油雾扩散；冷冻油应测量凝点；低温齿轮油应计量入槽等。所有这些特性都需要基础油特殊的化学成分或一些特殊的添加剂来保证。

润滑油的使用说明：

储油：

1.不要在露天直立，防止水和杂物的侵入和污染。

2.室内存放可以垂直放置，桶朝上，方便提取。

3.拧紧密封盖，保持油桶密封。

4.保持桶表面清洁，标记清晰。

5.保持地面清洁，以便及时发现漏油。

6.做好入库登记，先到先得。

7.经常提取的油品应放置在油桶架上，并由开关控制流放。

8.新油应与用过的油分开放置，装有用过的油的容器不得装新油，以防污染。

石油安全：

1.油品应分开存放，周围不得放置易燃品。

2.严禁烟火，火种不得进入油库。

3.配备不少于两个灭火器。

4.擦拭机器后的油布或清除的油污不得堆积，以免燃烧。

5.易燃特种油品或化学溶剂应单独存放，并标明易燃材料。

使用说明：

1.咨询润滑专家，使用适当规格的润滑剂，尽量减少使用的油的种类。

2.对于每台机器，要加油的零件，油品名称，加油周期等。用简单的图表示，有专人负责避免用错油品。

3.每次加油前，清洁并擦拭容器和工具，如油泵和油壶。

4.每个专用容器装油，并在容器上标明油的名称，以防污染。

5.换油前，必须将机械溶剂冲洗干净，不得使用水溶性清洗剂。

6.每次添加或更换润滑油后，做好机械保养记录。

7.如发现油品异常或已达到换油期，应取样交专业公司检测验证。

添加剂：为改善润滑性能而加入的少量物质。

粘合增进剂：在油脂中加入添加剂，以提高粘合效果(如聚异丁烯)。

附着力润滑剂：加入附着力促进剂，防止润滑剂因离心力而脱落。

AF涂层和减摩涂层：目前应用最广泛的干膜固体润滑剂，包括室温固化型和热固化型。该配方包含固体润滑材料(称为“原材料”)和粘合材料，参见“粘合剂”。

抗老化：由氧化、过热或含有某些金属(如铜、铅、银等)引起的材料老化。).加入一些添加剂(如抗氧化剂)可以提高材料的抗老化能力。

ASTM:美国材料试验协会

基础油：润滑油和润滑脂的基本成分。

粘结剂：非挥发性介质或赋形剂，用于增强固体润滑材料颗粒之间的粘结牢度或固体润滑膜与摩擦表面的粘附程度。

松开扭矩：松开螺栓连接所需的扭矩。

化学惰性：(润滑剂)不与某些物质发生化学反应。

摩擦系数：两个接触面之间的摩擦力与法向力的比值。

低温性能：以润滑油的浊点、倾点和凝固点为指示值，可采用凯氏流动压力和低温扭矩试验来测量润滑脂。

胶体：将液体中的颗粒(粒径10-5 ~ 10-7 cm)稳定为溶液(无颗粒沉淀)。

复合润滑脂：由金属皂和各种酸作为稠化剂制成的润滑脂，特别适合高温和长期使用。

稠度：润滑脂的一个指标，分为工作针入度和工作针入度，按NLGI(美国润滑脂学会)标准测定。简单的把稠度分为九个等级，比如：

一致性等级

工作锥人体测量(1/10毫米)

00

#:400—430

0

#:350—385

一个

#:310—340

2

#:265—295

密度：20时每单位体积润滑剂的质量(g/cm3)

洗涤剂：去除表面残留物和沉淀物的表面活性剂。

分散性：提高不溶物在液体中的分散性能。

DN值：转速对滚动轴承润滑脂的参考值，用轴承中径(mm)乘以每分钟转数表示。

滴点：指润滑脂由半固态变为液态时的温度，是润滑脂耐热性的一个指标。随着温度的升高，第一滴从容器中滴下时的温度被认为是滴点温度。

动力粘度：绝对粘度，反映润滑油流动时流体分子间的内阻。通过流经管孔或缝隙的润滑油来测量。

添加剂：一种化学物质，用于提高承受重负荷和高温的能力，从而增强油脂的耐磨性。

Emcor:水下滚动轴承润滑脂的耐腐蚀性试验。至少两个用润滑脂润滑的轴承在水中试验一周左右，耐蚀值为0 ~ 5 (0表示无腐蚀，5表示严重腐蚀)。

酯：酸和醇的化合物，用作润滑材料和油脂生产。

闪点：火焰接触油气和空气的混合物而闪光的最低温度。

氟硅油：分子中含有氟原子的硅油。

微动磨损：由两个接触体的轻微相对滑动引起的一种机械化学磨损，在摩擦面上出现点蚀坑，摩擦面之间积累氧化屑。

摩擦：两个物体相对运动时接触界面上的切向阻抗现象。

润滑脂：由基础油和增稠剂组成的润滑介质。

抑制剂：润滑剂中用于延缓老化和腐蚀的添加剂。

凝固点：在规定的试验条件下，冷却样品的油位不会移动的最高温度。用表示。

倾点：在规定的测试条件下，冷却样品可以流动的最低温度。用表示。这是衡量润滑油低温流动性的常规指标。同一种油的倾点比倾点略高几度。以前常用倾点，现在国际通用。

润滑油的发展前景

未来10年，亚太地区润滑油需求将达到1550万吨，中国将占该地区需求的40%。经过

润滑油粘度高是否意味着润滑油质量好？

一般情况下，零件高速运转时，零件表面的载荷可能较小，所以匹配的润滑油粘度会较低(比如主轴油)；否则匹配的润滑油粘度会更高(比如齿轮油，当然最后还是要遵循设备供应商对润滑油的选择)。润滑油的质量除了合格的粘度外，还包括很多指标，所以不能只以粘度来评价润滑油的质量。

润滑油

一般是石油分馏的产物，也有动植物油提炼的。也叫“油脂”。非挥发性油性润滑剂。按其来源分，有三大类：转移油、植物油、石油润滑油、合成润滑油。润滑油的量占总量的百分之九十七以上，所以润滑油通常被称为石油润滑油。它主要用于减少运动部件表面之间的摩擦。同时具有冷却、密封、防腐、防锈、绝缘、输电、清理杂质等功能。机器和设备。以原油蒸馏装置的润滑油馏分和渣油馏分为原料，通过溶剂脱沥青、溶剂脱蜡、溶剂精制、加氢精制或酸碱精制、白土精制等工艺，除去或减少形成游离碳的物质、粘度指数低的物质、氧化安定性差的物质、石蜡和影响精炼油颜色的化学物质等组分，得到合格的润滑油基础油，调合加入添加剂后成为润滑油产品。润滑油最重要的性质是粘度、氧化安定性和润滑性，这些性质与润滑油馏分的组成密切相关。粘度是反映润滑油流动性的重要质量指标。不同的应用条件有不同的粘度要求。重型和低速机械应选择高粘度润滑油。氧化安定性是指油品在服役环境中由于温度、空气中的氧气和金属催化作用而产生的抗氧化能力。机油氧化后，根据使用条件，会产生以沥青质为主的细碳质物质，粘稠的漆状物质或漆膜，或粘稠的含水物质，从而降低或丧失其使用性能。润滑性表示润滑油的抗磨性能。

润滑油的功能

润滑油是一种液体润滑剂，用于各种类型的机械，以减少摩擦，保护机械和加工零件。主要起到润滑、冷却、防锈、清洗、密封和缓冲的作用。润滑油占所有润滑材料的85%，品牌繁多，现在全球年消耗量约3800万吨。润滑油的一般要求是：

(1)减少摩擦磨损，降低摩擦阻力以节约能源，减少磨损以延长机械寿命，提高经济效益；

(2)冷却，要求摩擦热随时排出机器；

(3)密封，要求防漏、防尘、防串风；

(4)防腐防锈，要求保护摩擦面不受油变质或外界侵蚀；

(5)清洗，要求清洗并去除摩擦区域的水垢；

(6)应力分散和缓冲、载荷分散、冲击缓解和减震；

(7)动能传动、液压系统、遥控电机和摩擦无级变速等。

润滑油组合物

润滑油一般由基础油和添加剂组成。基础油是润滑油的主要成分，决定了润滑油的基本性能。添加剂可以弥补和改善基础油性能的不足，赋予其一些新的性能，是润滑油的重要组成部分。

润滑油的储存

桶装和罐装润滑油应尽量存放在仓库内，以免受气候影响。打开的润滑油必须存放在仓库中。油桶宜横放，桶的两端要用木楔楔住，以防滚动。另外，要经常检查油桶有无渗漏，油桶表面的标记是否清晰。如果有必要将桶放直，建议

表面上看，水不容易渗入整个桶盖，进入油桶。而室外存放的油桶，白天烈日暴晒，晚上天气较凉，会影响桶内气压。白天略高于大气压，晚上接近真空。这种昼夜压力的变化会产生“呼吸”效应。白天，一部分空气被“呼出”桶外，晚上，空气被“吸入”桶内。如果把桶盖浸在水里，晚上水必然会随着空气进入桶内，混进油中的水量自然会很可观。

取油时，油桶要放在适当高度的木架上，在桶面的盖子处放一个龙头放油，龙头下面放一个容器，防止滴油。或者将油桶从桶盖直接放入油管，用手抽。

当散装油储存在油罐中时，不可避免地会混入冷凝水和污物，最终聚集在罐底形成一层泥状物质，污染润滑油。因此，宜将罐底设计成蝶形或倾斜状，并安装排水旋塞，按时排出残渣。应尽可能定期清洁油箱内部。

温度对润滑脂的影响大于润滑油。长期暴露在高温下(例如阳光暴晒)会使润滑脂中的油成分析出。因此，润滑脂桶应先存放在仓库中，桶口应直立。装有油脂的桶口较大，所以污物和水很容易渗入其中。服用后应立即关紧桶盖。温度过低或过高都会对润滑油产生不利影响，因此不宜将润滑油长时间存放在过冷或过热的地方。

润滑油基础油

润滑油主要分为矿物基础油和合成基础油。矿物基础油应用广泛，用量较大(约95%以上)。但在某些应用中，必须使用与合成基础油调合的产品，这就导致了合成基础油的快速发展。

矿物基础油是从原油中提炼出来的。基础油的主要生产工艺包括常减压蒸馏、溶剂脱沥青、溶剂精制、溶剂脱蜡、白土或加氢补充精制。1995年对我国现行润滑油基础油标准进行了修订，主要是修改了分类方法，增加了低倾点和深度精制两个特殊基础油标准。生产矿物润滑油最重要的是选择最好的原油。

矿物基础油的化学组成包括高沸点、高分子量的烃类和非烃类混合物。其组成一般为烷烃(直链、支链、多支链)、环烷烃(单环、双环、多环)、芳烃(单环芳烃、多环芳烃)、环烷基芳烃、含氧、氮、硫的有机化合物、胶质、沥青质等非烃化合物。

以往国外各大石油公司根据原油性质和加工工艺将基础油分为石蜡基油、中间基油和环烷基油。20世纪80年代以来，以发动机油发展为先导，润滑油趋向于低粘度、多牌号、通用化，对基础油粘度指数要求更高。原有的基础油分类方法已经不能适应这种趋势。所以目前国外各大油企一般都是按照粘度指数来分类，但一直没有严格的标准。1993年，API将基础油分为五类(API-1509)，并将其纳入EOLCS(API机油认证体系)。

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