长城轴承润滑防锈油产品配方优化和技术服务案例

张志东

中国石化润滑油有限公司上海研究院

当前机械和电子行业的飞速发展，带动了我国汽车轴承、纺机轴承、铁路轴承、家电用轴承等轴承行业的快速发展。轴承产品一般是由套圈（内圈、外圈）、滚动体（如钢球）和保持架等配件组成，广泛应用于各类机械标准件中。现今除一些特殊用途的轴承是由非金属材料滚动体和保持架组成外，绝大多数轴承都是由金属材料制成，而金属材料在大气环境中产生锈蚀是普遍存在的问题。轴承生锈会影响其精度等级，缩短其使用寿命甚至导致报废，或在使用过程中引发事故，因此，轴承防锈是轴承的生产和使用单位都应十分关注的一个重要问题。

根据轴承行业各规格开式深沟球轴承、圆柱滚子轴承或滚针轴承等产品及其配件对所用轴承防锈油产品的润滑、减振降噪、防锈、清净度等实际使用性能的要求。中国石化润滑油有限公司近年来陆续研发的长城轴承润滑防锈油系列产品分别适用于钢球、精密微型和小、中、大型轴承的中、长期封存防锈工艺，并能有效保持涂油产品的清洁度、润滑和减振降噪要求。与此同时为进一步开拓长城轴承润滑防锈油系列产品的市场，满足客户对产品的实际使用性能的要求，适时开展了该系列产品的配方优化、使用性能改进和专项应用技术服务工作。

长城轴承润滑防锈油系列产品技术要求

长城轴承润滑防锈油系列产品的定位是兼具润滑、减振降噪、防锈、清净度等多功效于一体的轴承专用润滑防锈油，分为R5322、R5322A、R5322B、R5322C、R5322D、R5322E和 R5322F共7个牌号，分别适用于各种光亮、洁净金属制品（如开式轴承、钢球、传动轴）的中、长期封存防锈，并能有效保持涂油产品的清净度和润滑要求。其中，R5322适合钢球和精密微型轴承的防锈工艺；R5322A、R5322B适合小型轴承和齿轮、传动轴等汽配件产品的防锈工艺；R5322C、R5322D适合中型、大型轴承的防锈工艺；R5322E、R5322F适合特大型铁路冶金轴承的防锈工艺。长城轴承润滑防锈油系列产品技术要求见表1。

表1 长城轴承润滑防锈油系列产品技术要求

产品配方优化及其使用性能改进

2013—2018年，长城轴承润滑防锈油系列产品已在50多家生产各规格钢球、深沟球轴承、圆锥滚子轴承及曲轴、十字头-连杆等轴承及其零部件的厂家进行批量工业应用，涂覆轴承润滑防锈油系列产品的轴承等相关产品经历了高温、高湿仓储及海运出口等各种苛刻气候条件和环境的考验，其对轴承及其零部件的中长期封存防护效果得到了客户的认可。但也有客户在该系列防锈油产品的实际工业应用的过程中，对油品的部分使用性能提出了改进需求：

◇某些需防护的轴承配件含有色金属材质（如铜合金材料），建议提高防锈油品对铜合金材质的防护能力；

◇对用于高档精密低噪音电机轴承的防锈油产品，提出进一步改善防锈油品的减振降噪的性能；

◇车间操作工人经常习惯裸手拿取涂油轴承零部件，因此防锈油品对人体皮肤的抗刺激性也是客户相当关注的。

针对客户的需求，拟在保持该系列产品质量指标不变的基础上，对产品配方体系所用的某些类别的添加剂进行优化调整，以进一步改进产品的抗铜片腐蚀性能和减振降噪性能，并改善油品对人体皮肤的抗刺激性，从而达到拓宽该系列防锈油的工业应用领域，提高产品的市场占有率的目的。

表2 R5322C防锈油添加铜腐蚀抑制剂复配试验结果

抗铜片腐蚀性能的改进

为满足轴承润滑防锈油系列产品具有一定的润滑性能的要求，该系列产品配方中含有一定量的含非活性硫的极压润滑剂，但鉴于硫元素对有色金属铜材质具有一定的腐蚀性，所以在该系列产品配方优化过程中辅以一定量的铜腐蚀抑制剂（金属钝化剂A）加以复配。以系列产品中的长城R5322C轴承润滑防锈油为例（其他产品均有优化，下不赘述），复配试验结果见表2。

由表2可以看出，长城R5322C轴承润滑防锈油经过产品配方优化，其铜片腐蚀由2级提高到1级，可满足含有铜合金材质轴承配件封存防护的工艺要求。

减振降噪性能的改进

长城轴承润滑防锈油系列产品选择了不同黏度等级的精制矿物油作为基础油，其减振降噪的效果除了与防锈油本身的清洁度控制有关外，在很大程度上也取决于所选用的油性减摩剂润滑性和高分子成膜剂附着性的优劣。因此，考虑在防锈油中添加一定量的油性减摩剂来降低油品的摩擦系数，增强其减摩性能，并复配一定量的高分子成膜剂来增加油膜的附着性，以提高减振效果，延长轴承的使用寿命。

对长城轴承润滑防锈油系列产品，以降噪音难度最大的低黏度的长城R5322轴承润滑防锈油为例，在添加一定量防锈剂的基础上，与2种油性减摩剂（A、B）和高分子成膜剂进行复配后，分别在S0910-2A轴承振动测试仪上进行减振性能和抗磨性能的对比测试，测试结果见表3。

从表3可以看出，6、7、8号油样均具有较好的润滑减振性能，振动值较1号油样下降了约8%，其中6号油样的综合性价比更佳。

抗皮肤刺激性能的改进

轴承润滑防锈油系列产品配方体系中含有一定比例的防锈剂和润滑剂，为了协调彼此间的相溶性，需加入一定量的增溶剂。目前防锈油产品中常用的增溶剂有醇类、羧酸类、酯类等，其中以酯类产品应用更为普遍，尤其是含有芳烃基的酯类增溶剂的溶解性更佳，与此同时由于其芳烃含量较高，会对操作者的皮肤产生一定程度的刺激，从而影响操作者的身体健康。因此，该系列产品配方优化时，需要选择一种增溶效果较好且芳烃含量较低的增溶剂。

以系列产品中长城R5322C轴承润滑防锈油为例，对所选增溶剂进行复合配伍，在考察其增溶效果（即储存稳定性）的基础上，再利用红外光谱测试对相关增溶剂进行芳烃含量的进一步筛选比较。增溶剂筛选试验结果见表4。

由表4可以看出，添加0.8%（质量分数）芳烃酯类和1.2%（质量分数）油酸酯类的4号油样的储存稳定性良好，且抗盐雾等防锈性能也达标，故选择其作为优化配方。长城R5322C轴承润滑防锈油配方经优化调整后，其芳烃含量总体下降约为42%，可明显改善油品对人体皮肤的抗刺激性。

表3 R5322防锈油复配后润滑减振、抗磨性能试验结果

表4 增溶剂对R5322C防锈油储存稳定性和芳烃含量的影响

产品市场应用技术服务案例分析

案例分析1：杭州某轴承有限公司深沟球轴承内外套圈沟道出现黏稠物质

背景概述

2014年3月，杭州某轴承有限公司原用的某品牌某款防锈油出现质量异议，生产的深沟球轴承产品涂覆该防锈油，经约3个月仓储之后，发现轴承内外套圈的沟道内出现黏稠树脂状凝结物，且难以清洗去除，严重影响轴承产品在后序使用过程中的润滑效果。

了解上述情况后，长城技术人员主动联系厂家并迅速到达现场，提供相关应用技术服务。

原因分析

首先对现场取样原用的防锈油样品进行了理化和防锈指标的检测分析，其与长城R5322C轴承润滑防锈油的主要性能测试结果对比见表5。

由表5可知，原用防锈油的长期抗重叠性能不佳，这是造成轴承内外套圈沟道出现黏稠物质的主要原因。

改进效果

经过多次技术沟通和探讨，确认了长城R5322C轴承润滑防锈油的工业试用技术方案。杭州某轴承有限公司提供一条深沟球轴承产品的清洗防锈生产线，进行了为期6个月的工业试用，期间长城技术人员多次去现场跟踪试验结果，并根据客户的应用反馈信息，对产品的抗铜片腐蚀性能和减振降噪性等性能改进开展配方优化工作，以不断满足客户的实际使用需求。

工业试用过程中，涂覆深沟球轴承的R5322C防锈油经历了高温高湿梅雨季节及海运出口等情况的考验，最终防锈效果良好，得到厂家肯定和好评，取得了杭州某轴承有限公司出具的工业应用试验报告，该报告认为，R5322C轴承润滑防锈油外观清澈透明，无沉淀，无结膜现象，具有优良的防锈性，涂油封存轴承经长期储存后表面无黄斑锈蚀、内外套圈的沟道内未见黏稠树脂状凝结物；具有良好的润滑性，对轴承可起到减振降噪的效果；具有良好的抗重叠性，适合一定数量的轴承产品叠加后塑封包装的方式。

表5 R5322C与原用防锈油的主要性能测试结果

为进一步规范轴承成品清洗防锈线上工人的操作行为和简化清洗防锈线流程，长城技术人员和杭州某轴承有限公司密切合作，根据该公司生产轴承的实际清洗防锈线的工况条件，编制了轴承成品清洗及防锈作业指导书，将长城R5322C轴承润滑防锈油规定为该公司生产的低噪音中型电机轴承、深沟球轴承成品的中长期封存防锈工艺指定用油，并取得了该企业防护包装材料的技术认可。

案例分析2：山东某钢球集团有限公司钢球产品表面锈蚀

背景概述

山东某钢球集团有限公司自2016年5月开始选用长城R5322A轴承润滑防锈油用于GCr15钢球产品（Φ3.0 mm -Φ25.4 mm）的封存防锈。2016年7月，该公司反映涂覆防锈油的钢球产品在塑封储存2个月后，部分光亮钢球表面有很细小的锈点产生。

长城技术人员获悉后第一时间赶赴该公司，在听取了该公司技术主管就钢球产品清洗、防锈工艺对防锈油产品的具体性能要求的同时，也深入车间实地调研了钢球产品清洗防锈的流程。钢球清洗防锈流程见图1。

原因分析

通过工艺调研及与现场人员的沟通，分析造成此次钢球产品的锈蚀质量问题的原因如下：

◇钢球产品的溶剂油清洗过滤系统等级偏低（仅要求不小于10 µm），造成清洗过程中产生的较大颗粒杂质不易被滤去，而被更多地残留在钢球表面。

图1 钢球清洗防锈流程示意

◇清洗后钢球表面残留的溶剂油不能在短时间内被完全吹干，而后随涂覆防锈油的过程被带入防锈油中，使得封存防锈油被不断稀释(注1：长城R5322A轴承润滑防锈油正常40 ℃运动黏度约为25 mm2/s，而现场油槽中在用该防锈油黏度只有17.32 mm2/s)，相应油品的防锈能力也将持续下降（注2：长城R5322A轴承润滑防锈油盐雾试验实测值也由20 h下降到12 h）。

改进措施和效果

根据上述原因分析，提出了相应的清洗防锈工艺的改进建议：

◇适当提高钢球产品清洗溶剂油的洗净过滤系统等级，如调整为3～5 µm；

◇改进钢球产品清洗干燥、沥干工艺参数（如温度、时间等），尽量减少钢球表面残留清洗溶剂油被带入防锈油的数量，并建议其根据在用防锈油黏度的实时下降程度（一般要求当在用防锈油品黏度下降率达到约15%～20%），应在油槽中及时补充新的防锈油。

通过此次及时有效的油品技术服务，使山东某钢球集团有限公司的钢球产品的清洗防锈工艺存在的缺陷得以弥补。目前该公司已将长城R5322A轴承润滑防锈油作为各类钢球产品封存防锈工艺的指定用油，并出具了长城R5322A轴承润滑防锈油的工业应用认可报告。该报告指出，长城R5322A轴承润滑防锈油具有极佳的清洁度和良好的抗重叠性、人汗置换性，可用于各类钢球产品的中、长期封存防锈工艺。

结论

☆针对长城轴承润滑防锈油系列产品的抗铜片腐蚀性能、减振降噪性、抗皮肤刺激性等性能开展了相关配方优化工作。

☆改进后的长城轴承润滑防锈油系列产品具有优良的抗盐雾性、抗重叠性、人汗置换性和减振降噪性，可用于光亮、洁净金属制品（如轴承、钢球等）的中、长期封存防锈，并能满足涂油产品的清净度和润滑要求。工业应用结果表明，改进后产品质量稳定，满足了客户使用需求。

☆长城轴承润滑防锈油系列产品已在50多家国内骨干轴承及其配套零部件生产企业得到工业应用认可，产品性价比高，与国内外同类产品相比具有较强的市场竞争力，且在轴承行业已有一定的知名度，具有良好的市场应用前景。