張志東

中國(guó)石化潤(rùn)滑油有限公司上海研究院

當(dāng)前機(jī)械和電子行業(yè)的飛速發(fā)展，帶動(dòng)了我國(guó)汽車軸承、紡機(jī)軸承、鐵路軸承、家電用軸承等軸承行業(yè)的快速發(fā)展。軸承產(chǎn)品一般是由套圈（內(nèi)圈、外圈）、滾動(dòng)體（如鋼球）和保持架等配件組成，廣泛應(yīng)用于各類機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)件中?，F(xiàn)今除一些特殊用途的軸承是由非金屬材料滾動(dòng)體和保持架組成外，絕大多數(shù)軸承都是由金屬材料制成，而金屬材料在大氣環(huán)境中產(chǎn)生銹蝕是普遍存在的問(wèn)題。軸承生銹會(huì)影響其精度等級(jí)，縮短其使用壽命甚至導(dǎo)致報(bào)廢，或在使用過(guò)程中引發(fā)事故，因此，軸承防銹是軸承的生產(chǎn)和使用單位都應(yīng)十分關(guān)注的一個(gè)重要問(wèn)題。

根據(jù)軸承行業(yè)各規(guī)格開式深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承等產(chǎn)品及其配件對(duì)所用軸承防銹油產(chǎn)品的潤(rùn)滑、減振降噪、防銹、清凈度等實(shí)際使用性能的要求。中國(guó)石化潤(rùn)滑油有限公司近年來(lái)陸續(xù)研發(fā)的長(zhǎng)城軸承潤(rùn)滑防銹油系列產(chǎn)品分別適用于鋼球、精密微型和小、中、大型軸承的中、長(zhǎng)期封存防銹工藝，并能有效保持涂油產(chǎn)品的清潔度、潤(rùn)滑和減振降噪要求。與此同時(shí)為進(jìn)一步開拓長(zhǎng)城軸承潤(rùn)滑防銹油系列產(chǎn)品的市場(chǎng)，滿足客戶對(duì)產(chǎn)品的實(shí)際使用性能的要求，適時(shí)開展了該系列產(chǎn)品的配方優(yōu)化、使用性能改進(jìn)和專項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)服務(wù)工作。

長(zhǎng)城軸承潤(rùn)滑防銹油系列產(chǎn)品技術(shù)要求

長(zhǎng)城軸承潤(rùn)滑防銹油系列產(chǎn)品的定位是兼具潤(rùn)滑、減振降噪、防銹、清凈度等多功效于一體的軸承專用潤(rùn)滑防銹油，分為R5322、R5322A、R5322B、R5322C、R5322D、R5322E和 R5322F共7個(gè)牌號(hào)，分別適用于各種光亮、潔凈金屬制品（如開式軸承、鋼球、傳動(dòng)軸）的中、長(zhǎng)期封存防銹，并能有效保持涂油產(chǎn)品的清凈度和潤(rùn)滑要求。其中，R5322適合鋼球和精密微型軸承的防銹工藝；R5322A、R5322B適合小型軸承和齒輪、傳動(dòng)軸等汽配件產(chǎn)品的防銹工藝；R5322C、R5322D適合中型、大型軸承的防銹工藝；R5322E、R5322F適合特大型鐵路冶金軸承的防銹工藝。長(zhǎng)城軸承潤(rùn)滑防銹油系列產(chǎn)品技術(shù)要求見表1。

表1 長(zhǎng)城軸承潤(rùn)滑防銹油系列產(chǎn)品技術(shù)要求

產(chǎn)品配方優(yōu)化及其使用性能改進(jìn)

2013—2018年，長(zhǎng)城軸承潤(rùn)滑防銹油系列產(chǎn)品已在50多家生產(chǎn)各規(guī)格鋼球、深溝球軸承、圓錐滾子軸承及曲軸、十字頭-連桿等軸承及其零部件的廠家進(jìn)行批量工業(yè)應(yīng)用，涂覆軸承潤(rùn)滑防銹油系列產(chǎn)品的軸承等相關(guān)產(chǎn)品經(jīng)歷了高溫、高濕倉(cāng)儲(chǔ)及海運(yùn)出口等各種苛刻氣候條件和環(huán)境的考驗(yàn)，其對(duì)軸承及其零部件的中長(zhǎng)期封存防護(hù)效果得到了客戶的認(rèn)可。但也有客戶在該系列防銹油產(chǎn)品的實(shí)際工業(yè)應(yīng)用的過(guò)程中，對(duì)油品的部分使用性能提出了改進(jìn)需求：

◇某些需防護(hù)的軸承配件含有色金屬材質(zhì)（如銅合金材料），建議提高防銹油品對(duì)銅合金材質(zhì)的防護(hù)能力；

◇對(duì)用于高檔精密低噪音電機(jī)軸承的防銹油產(chǎn)品，提出進(jìn)一步改善防銹油品的減振降噪的性能；

◇車間操作工人經(jīng)常習(xí)慣裸手拿取涂油軸承零部件，因此防銹油品對(duì)人體皮膚的抗刺激性也是客戶相當(dāng)關(guān)注的。

針對(duì)客戶的需求，擬在保持該系列產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)不變的基礎(chǔ)上，對(duì)產(chǎn)品配方體系所用的某些類別的添加劑進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，以進(jìn)一步改進(jìn)產(chǎn)品的抗銅片腐蝕性能和減振降噪性能，并改善油品對(duì)人體皮膚的抗刺激性，從而達(dá)到拓寬該系列防銹油的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率的目的。

表2 R5322C防銹油添加銅腐蝕抑制劑復(fù)配試驗(yàn)結(jié)果

抗銅片腐蝕性能的改進(jìn)

為滿足軸承潤(rùn)滑防銹油系列產(chǎn)品具有一定的潤(rùn)滑性能的要求，該系列產(chǎn)品配方中含有一定量的含非活性硫的極壓潤(rùn)滑劑，但鑒于硫元素對(duì)有色金屬銅材質(zhì)具有一定的腐蝕性，所以在該系列產(chǎn)品配方優(yōu)化過(guò)程中輔以一定量的銅腐蝕抑制劑（金屬鈍化劑A）加以復(fù)配。以系列產(chǎn)品中的長(zhǎng)城R5322C軸承潤(rùn)滑防銹油為例（其他產(chǎn)品均有優(yōu)化，下不贅述），復(fù)配試驗(yàn)結(jié)果見表2。

由表2可以看出，長(zhǎng)城R5322C軸承潤(rùn)滑防銹油經(jīng)過(guò)產(chǎn)品配方優(yōu)化，其銅片腐蝕由2級(jí)提高到1級(jí)，可滿足含有銅合金材質(zhì)軸承配件封存防護(hù)的工藝要求。

減振降噪性能的改進(jìn)

長(zhǎng)城軸承潤(rùn)滑防銹油系列產(chǎn)品選擇了不同黏度等級(jí)的精制礦物油作為基礎(chǔ)油，其減振降噪的效果除了與防銹油本身的清潔度控制有關(guān)外，在很大程度上也取決于所選用的油性減摩劑潤(rùn)滑性和高分子成膜劑附著性的優(yōu)劣。因此，考慮在防銹油中添加一定量的油性減摩劑來(lái)降低油品的摩擦系數(shù)，增強(qiáng)其減摩性能，并復(fù)配一定量的高分子成膜劑來(lái)增加油膜的附著性，以提高減振效果，延長(zhǎng)軸承的使用壽命。

對(duì)長(zhǎng)城軸承潤(rùn)滑防銹油系列產(chǎn)品，以降噪音難度最大的低黏度的長(zhǎng)城R5322軸承潤(rùn)滑防銹油為例，在添加一定量防銹劑的基礎(chǔ)上，與2種油性減摩劑（A、B）和高分子成膜劑進(jìn)行復(fù)配后，分別在S0910-2A軸承振動(dòng)測(cè)試儀上進(jìn)行減振性能和抗磨性能的對(duì)比測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見表3。

從表3可以看出，6、7、8號(hào)油樣均具有較好的潤(rùn)滑減振性能，振動(dòng)值較1號(hào)油樣下降了約8%，其中6號(hào)油樣的綜合性價(jià)比更佳。

抗皮膚刺激性能的改進(jìn)

軸承潤(rùn)滑防銹油系列產(chǎn)品配方體系中含有一定比例的防銹劑和潤(rùn)滑劑，為了協(xié)調(diào)彼此間的相溶性，需加入一定量的增溶劑。目前防銹油產(chǎn)品中常用的增溶劑有醇類、羧酸類、酯類等，其中以酯類產(chǎn)品應(yīng)用更為普遍，尤其是含有芳烴基的酯類增溶劑的溶解性更佳，與此同時(shí)由于其芳烴含量較高，會(huì)對(duì)操作者的皮膚產(chǎn)生一定程度的刺激，從而影響操作者的身體健康。因此，該系列產(chǎn)品配方優(yōu)化時(shí)，需要選擇一種增溶效果較好且芳烴含量較低的增溶劑。

以系列產(chǎn)品中長(zhǎng)城R5322C軸承潤(rùn)滑防銹油為例，對(duì)所選增溶劑進(jìn)行復(fù)合配伍，在考察其增溶效果（即儲(chǔ)存穩(wěn)定性）的基礎(chǔ)上，再利用紅外光譜測(cè)試對(duì)相關(guān)增溶劑進(jìn)行芳烴含量的進(jìn)一步篩選比較。增溶劑篩選試驗(yàn)結(jié)果見表4。

由表4可以看出，添加0.8%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）芳烴酯類和1.2%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）油酸酯類的4號(hào)油樣的儲(chǔ)存穩(wěn)定性良好，且抗鹽霧等防銹性能也達(dá)標(biāo)，故選擇其作為優(yōu)化配方。長(zhǎng)城R5322C軸承潤(rùn)滑防銹油配方經(jīng)優(yōu)化調(diào)整后，其芳烴含量總體下降約為42%，可明顯改善油品對(duì)人體皮膚的抗刺激性。

表3 R5322防銹油復(fù)配后潤(rùn)滑減振、抗磨性能試驗(yàn)結(jié)果

表4 增溶劑對(duì)R5322C防銹油儲(chǔ)存穩(wěn)定性和芳烴含量的影響

產(chǎn)品市場(chǎng)應(yīng)用技術(shù)服務(wù)案例分析

案例分析1：杭州某軸承有限公司深溝球軸承內(nèi)外套圈溝道出現(xiàn)黏稠物質(zhì)

背景概述

2014年3月，杭州某軸承有限公司原用的某品牌某款防銹油出現(xiàn)質(zhì)量異議，生產(chǎn)的深溝球軸承產(chǎn)品涂覆該防銹油，經(jīng)約3個(gè)月倉(cāng)儲(chǔ)之后，發(fā)現(xiàn)軸承內(nèi)外套圈的溝道內(nèi)出現(xiàn)黏稠樹脂狀凝結(jié)物，且難以清洗去除，嚴(yán)重影響軸承產(chǎn)品在后序使用過(guò)程中的潤(rùn)滑效果。

了解上述情況后，長(zhǎng)城技術(shù)人員主動(dòng)聯(lián)系廠家并迅速到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，提供相關(guān)應(yīng)用技術(shù)服務(wù)。

原因分析

首先對(duì)現(xiàn)場(chǎng)取樣原用的防銹油樣品進(jìn)行了理化和防銹指標(biāo)的檢測(cè)分析，其與長(zhǎng)城R5322C軸承潤(rùn)滑防銹油的主要性能測(cè)試結(jié)果對(duì)比見表5。

由表5可知，原用防銹油的長(zhǎng)期抗重疊性能不佳，這是造成軸承內(nèi)外套圈溝道出現(xiàn)黏稠物質(zhì)的主要原因。

改進(jìn)效果

經(jīng)過(guò)多次技術(shù)溝通和探討，確認(rèn)了長(zhǎng)城R5322C軸承潤(rùn)滑防銹油的工業(yè)試用技術(shù)方案。杭州某軸承有限公司提供一條深溝球軸承產(chǎn)品的清洗防銹生產(chǎn)線，進(jìn)行了為期6個(gè)月的工業(yè)試用，期間長(zhǎng)城技術(shù)人員多次去現(xiàn)場(chǎng)跟蹤試驗(yàn)結(jié)果，并根據(jù)客戶的應(yīng)用反饋信息，對(duì)產(chǎn)品的抗銅片腐蝕性能和減振降噪性等性能改進(jìn)開展配方優(yōu)化工作，以不斷滿足客戶的實(shí)際使用需求。

工業(yè)試用過(guò)程中，涂覆深溝球軸承的R5322C防銹油經(jīng)歷了高溫高濕梅雨季節(jié)及海運(yùn)出口等情況的考驗(yàn)，最終防銹效果良好，得到廠家肯定和好評(píng)，取得了杭州某軸承有限公司出具的工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)報(bào)告，該報(bào)告認(rèn)為，R5322C軸承潤(rùn)滑防銹油外觀清澈透明，無(wú)沉淀，無(wú)結(jié)膜現(xiàn)象，具有優(yōu)良的防銹性，涂油封存軸承經(jīng)長(zhǎng)期儲(chǔ)存后表面無(wú)黃斑銹蝕、內(nèi)外套圈的溝道內(nèi)未見黏稠樹脂狀凝結(jié)物；具有良好的潤(rùn)滑性，對(duì)軸承可起到減振降噪的效果；具有良好的抗重疊性，適合一定數(shù)量的軸承產(chǎn)品疊加后塑封包裝的方式。

表5 R5322C與原用防銹油的主要性能測(cè)試結(jié)果

為進(jìn)一步規(guī)范軸承成品清洗防銹線上工人的操作行為和簡(jiǎn)化清洗防銹線流程，長(zhǎng)城技術(shù)人員和杭州某軸承有限公司密切合作，根據(jù)該公司生產(chǎn)軸承的實(shí)際清洗防銹線的工況條件，編制了軸承成品清洗及防銹作業(yè)指導(dǎo)書，將長(zhǎng)城R5322C軸承潤(rùn)滑防銹油規(guī)定為該公司生產(chǎn)的低噪音中型電機(jī)軸承、深溝球軸承成品的中長(zhǎng)期封存防銹工藝指定用油，并取得了該企業(yè)防護(hù)包裝材料的技術(shù)認(rèn)可。

案例分析2：山東某鋼球集團(tuán)有限公司鋼球產(chǎn)品表面銹蝕

背景概述

山東某鋼球集團(tuán)有限公司自2016年5月開始選用長(zhǎng)城R5322A軸承潤(rùn)滑防銹油用于GCr15鋼球產(chǎn)品（Φ3.0 mm -Φ25.4 mm）的封存防銹。2016年7月，該公司反映涂覆防銹油的鋼球產(chǎn)品在塑封儲(chǔ)存2個(gè)月后，部分光亮鋼球表面有很細(xì)小的銹點(diǎn)產(chǎn)生。

長(zhǎng)城技術(shù)人員獲悉后第一時(shí)間趕赴該公司，在聽取了該公司技術(shù)主管就鋼球產(chǎn)品清洗、防銹工藝對(duì)防銹油產(chǎn)品的具體性能要求的同時(shí)，也深入車間實(shí)地調(diào)研了鋼球產(chǎn)品清洗防銹的流程。鋼球清洗防銹流程見圖1。

原因分析

通過(guò)工藝調(diào)研及與現(xiàn)場(chǎng)人員的溝通，分析造成此次鋼球產(chǎn)品的銹蝕質(zhì)量問(wèn)題的原因如下：

◇鋼球產(chǎn)品的溶劑油清洗過(guò)濾系統(tǒng)等級(jí)偏低（僅要求不小于10 μm），造成清洗過(guò)程中產(chǎn)生的較大顆粒雜質(zhì)不易被濾去，而被更多地殘留在鋼球表面。

圖1 鋼球清洗防銹流程示意

◇清洗后鋼球表面殘留的溶劑油不能在短時(shí)間內(nèi)被完全吹干，而后隨涂覆防銹油的過(guò)程被帶入防銹油中，使得封存防銹油被不斷稀釋(注1：長(zhǎng)城R5322A軸承潤(rùn)滑防銹油正常40 ℃運(yùn)動(dòng)黏度約為25 mm2/s，而現(xiàn)場(chǎng)油槽中在用該防銹油黏度只有17.32 mm2/s)，相應(yīng)油品的防銹能力也將持續(xù)下降（注2：長(zhǎng)城R5322A軸承潤(rùn)滑防銹油鹽霧試驗(yàn)實(shí)測(cè)值也由20 h下降到12 h）。

改進(jìn)措施和效果

根據(jù)上述原因分析，提出了相應(yīng)的清洗防銹工藝的改進(jìn)建議：

◇適當(dāng)提高鋼球產(chǎn)品清洗溶劑油的洗凈過(guò)濾系統(tǒng)等級(jí)，如調(diào)整為3～5 μm；

◇改進(jìn)鋼球產(chǎn)品清洗干燥、瀝干工藝參數(shù)（如溫度、時(shí)間等），盡量減少鋼球表面殘留清洗溶劑油被帶入防銹油的數(shù)量，并建議其根據(jù)在用防銹油黏度的實(shí)時(shí)下降程度（一般要求當(dāng)在用防銹油品黏度下降率達(dá)到約15%～20%），應(yīng)在油槽中及時(shí)補(bǔ)充新的防銹油。

通過(guò)此次及時(shí)有效的油品技術(shù)服務(wù)，使山東某鋼球集團(tuán)有限公司的鋼球產(chǎn)品的清洗防銹工藝存在的缺陷得以彌補(bǔ)。目前該公司已將長(zhǎng)城R5322A軸承潤(rùn)滑防銹油作為各類鋼球產(chǎn)品封存防銹工藝的指定用油，并出具了長(zhǎng)城R5322A軸承潤(rùn)滑防銹油的工業(yè)應(yīng)用認(rèn)可報(bào)告。該報(bào)告指出，長(zhǎng)城R5322A軸承潤(rùn)滑防銹油具有極佳的清潔度和良好的抗重疊性、人汗置換性，可用于各類鋼球產(chǎn)品的中、長(zhǎng)期封存防銹工藝。

結(jié)論

☆針對(duì)長(zhǎng)城軸承潤(rùn)滑防銹油系列產(chǎn)品的抗銅片腐蝕性能、減振降噪性、抗皮膚刺激性等性能開展了相關(guān)配方優(yōu)化工作。

☆改進(jìn)后的長(zhǎng)城軸承潤(rùn)滑防銹油系列產(chǎn)品具有優(yōu)良的抗鹽霧性、抗重疊性、人汗置換性和減振降噪性，可用于光亮、潔凈金屬制品（如軸承、鋼球等）的中、長(zhǎng)期封存防銹，并能滿足涂油產(chǎn)品的清凈度和潤(rùn)滑要求。工業(yè)應(yīng)用結(jié)果表明，改進(jìn)后產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，滿足了客戶使用需求。

☆長(zhǎng)城軸承潤(rùn)滑防銹油系列產(chǎn)品已在50多家國(guó)內(nèi)骨干軸承及其配套零部件生產(chǎn)企業(yè)得到工業(yè)應(yīng)用認(rèn)可，產(chǎn)品性價(jià)比高，與國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品相比具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，且在軸承行業(yè)已有一定的知名度，具有良好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。