免洗防銹油的優(yōu)選及適應(yīng)性研究

姜國杰，任耀，史曉南，穆春輝，丁豐，孫志華

1.中國航發(fā)北京航空材料研究院，航空材料先進腐蝕與防護航空科技重點實驗室，北京 100095

2.空軍裝備部駐株洲地區(qū)軍事代表室，湖南 株洲 412002

清潔度對發(fā)動機中與潤滑油接觸的主要零部件、軸承類零部件等產(chǎn)品的壽命影響十分明顯，清潔度失控和清潔度受控零部件的壽命可相差幾倍甚至幾十倍以上，零部件的使用性能也可能受其影響[1-3]。以普惠公司軸承供應(yīng)商斯凱孚為例，不考慮清潔度時，軸承壽命3 000 h，考慮清潔度后則長達50 000 h，且噪聲和震動都得以降低。發(fā)動機清潔度的控制是一個系統(tǒng)工程，不僅要防止發(fā)動機生產(chǎn)和裝配過程中產(chǎn)生的固體雜質(zhì)影響發(fā)動機的清潔度，而且要控制防銹油等油料的雜質(zhì)對發(fā)動機清潔度的影響。

目前發(fā)動機中防銹油[4-8]的使用方法是：耐蝕性差的材料零件(如軸承)做完清潔度檢查后涂防銹油進行防護，裝配前清除防銹油并重復(fù)清潔度檢查，合格后進行裝配。其中裝配前清除防銹油并重復(fù)清潔度檢查的操作非常繁瑣，耗時耗力。因此，對可以實現(xiàn)零件涂抹防銹油后不清洗而直接裝配的免洗防銹油的需求十分迫切。

本文優(yōu)選了一種免洗的ZYS991-36 軸承減振防銹油[9-10]，對其進行了與發(fā)動機鋼、黃銅、鋁合金，鍍鋅、鍍鎘、鍍銀、鍍錫、鍍鉻、鍍鎳鋼，化學(xué)氧化鎂合金等基體材質(zhì)，以及4050 潤滑油的適應(yīng)性實驗，以確定免洗防銹油在發(fā)動機中使用的安全性。

1 實驗

1.1 材料

國產(chǎn)的ZYS991-36 軸承減振防銹油、ZYS-203 軸承零件用防銹油，45 鋼、H62 黃銅、2A12 鋁合金、ZM5鎂合金、ZM6 鎂合金，4050 潤滑油。

1.2 實驗方法

1.2.1 優(yōu)選試驗

免洗防銹油的優(yōu)選試驗方法見表1。

表1 優(yōu)選試驗方法Table 1 Methods for testing the properties of antirust oil

1.2.2 與基體的適應(yīng)性試驗

免洗防銹油與發(fā)動機基體適應(yīng)性試驗方法見表2。

表2 與基體適應(yīng)性試驗方法Table 2 Methods for testing the adaptability of antirust oil to different substrates

1.2.3 與潤滑油的適應(yīng)性試驗

考察了混合10%的免洗防銹油后發(fā)動機4050 潤滑油的主要性能指標(biāo)，試驗方法見表3。

表3 與潤滑油適應(yīng)性實驗方法Table 3 Methods of adaptability experiments to lubricating oil

2 結(jié)果與討論

2.1 優(yōu)選結(jié)果

ZYS991-36 軸承減振防銹油和ZYS-203 軸承零件用防銹油的優(yōu)選實驗結(jié)果見表4，從中可見：

表4 兩種防銹油的性能對比Table 4 Comparison between the properties of two antirust oils

1) ZYS991-36 軸承減振防銹油的全部試驗項目均滿足免洗防銹油的技術(shù)指標(biāo)要求。這主要是因為它以精制礦物油為基礎(chǔ)，由具有防銹、抗腐蝕、抗氧、減磨等作用的添加劑經(jīng)過特殊生產(chǎn)工藝復(fù)配而成，抗腐蝕能力優(yōu)異，并且在包裝灌裝前使用1 μm 濾袋進行過濾，具有較好的清潔度。

2) ZYS-203 軸承零件用防銹油的外觀、水分、煤油溶解性、腐蝕性、濕熱試驗、疊片試驗、結(jié)膠性、人工汗置換性等實驗項目滿足免洗防銹油的技術(shù)指標(biāo)要求，但鹽霧試驗和清潔度不行。這主要是由于它形成的油層比較薄，抗腐蝕能力相對較差，并且未在包裝灌裝前使用1 μm 濾袋進行過濾。

2.2 與基體的適應(yīng)性評價

優(yōu)選的ZYS991-36 軸承減振防銹油與發(fā)動機基體的適應(yīng)性試驗結(jié)果見圖1 至圖3，從中可見：

圖2 50 °C 腐蝕性試驗結(jié)果Figure 2 Results of corrosivity test at 50 °C

圖3 100 °C 腐蝕性試驗結(jié)果Figure 3 Results of corrosivity test at 100 °C

1) 涂覆ZYS991-36 軸承減振防銹油的45 鋼、H62 黃銅、2A12 鋁合金，鍍鋅、鍍鎘、鍍錫、鍍鉻、鍍鎳45 鋼，以及化學(xué)氧化ZM5 和ZM6 鎂合金等試片在240 h 濕熱試驗后未發(fā)生腐蝕。

2) 涂覆ZYS991-36 軸承減振防銹油的鍍銀45 鋼及H62 黃銅試片在50 °C 和100 °C 腐蝕性試驗中合格。

3) ZYS991-36 軸承減振防銹油與發(fā)動機基體適應(yīng)性良好，主要是由于其中含有多種防銹添加劑，對黑色金屬和有色金屬均有良好的防銹效果。

2.3 與潤滑油的適應(yīng)性評價

在4050 發(fā)動機潤滑油中混合10%優(yōu)選的ZYS991-36 軸承減振防銹油后，其主要性能受到的影響見表5。總結(jié)如下：

1) 混合過程中未出現(xiàn)放熱、吸熱、產(chǎn)生氣泡或沉淀等現(xiàn)象，說明4050 潤滑油與防銹油未發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，兩者僅是機械混合，顏色發(fā)生了變化。

2) 4050 潤滑油在-20 °C、常溫、40 °C、70 °C、100 °C 和120 °C 下的運動黏度，機械雜質(zhì)和水分的質(zhì)量分數(shù)，以及凝點、泡沫特性、腐蝕和氧化安定性在混入防銹油后的變化未超過10%，仍滿足技術(shù)指標(biāo)的要求。

3) 4050 潤滑油的運動黏度在-40 °C 時變化超過10%，主要是由于ZYS991-36 軸承減振防銹油比4050潤滑油黏稠，但其實混合后的運動黏度仍滿足技術(shù)指標(biāo)要求，不會產(chǎn)生不利影響。

4) 4050 潤滑油的酸值變化超過10%，主要是由于ZYS991-36 軸承減振防銹油含有防銹、抗腐蝕、抗氧、減磨等功能的添加劑，酸值相對較高，但是混合后的酸值仍滿足技術(shù)指標(biāo)要求，無不良影響。

5) 4050 潤滑油的四球試驗結(jié)果變化超過10%，主要是ZYS991-36 軸承減振防銹油中添加有減磨添加劑所致，最大無卡咬負荷(PB)變大，磨斑直徑(D)變小，潤滑性能有所提升。

6) ZYS991-36 軸承減振防銹油與4050 發(fā)動機潤滑油之間適應(yīng)性良好，主要是由于其在選用添加劑時避開了強極性的防銹劑和減磨劑，并針對潤滑油脂的結(jié)構(gòu)特性在添加劑之間做了復(fù)配試驗。

3 結(jié)論

通過對2 種軸承用防銹油進行實驗，優(yōu)選出了滿足免洗防銹油全部技術(shù)指標(biāo)要求的ZYS991-36 軸承減振防銹油，它與多種發(fā)動機基體材質(zhì)及4050 潤滑油的適應(yīng)性良好，可以用于發(fā)動機中耐蝕性差的零件的防護，實現(xiàn)零件涂抹防銹油后不清洗而直接裝配的目的。