免洗防锈油的优选及适应性研究

姜国杰，任耀，史晓南，穆春辉，丁丰，孙志华

1.中国航发北京航空材料研究院，航空材料先进腐蚀与防护航空科技重点实验室，北京 100095

2.空军装备部驻株洲地区军事代表室，湖南 株洲 412002

清洁度对发动机中与润滑油接触的主要零部件、轴承类零部件等产品的寿命影响十分明显，清洁度失控和清洁度受控零部件的寿命可相差几倍甚至几十倍以上，零部件的使用性能也可能受其影响[1-3]。以普惠公司轴承供应商斯凯孚为例，不考虑清洁度时，轴承寿命3 000 h，考虑清洁度后则长达50 000 h，且噪声和震动都得以降低。发动机清洁度的控制是一个系统工程，不仅要防止发动机生产和装配过程中产生的固体杂质影响发动机的清洁度，而且要控制防锈油等油料的杂质对发动机清洁度的影响。

目前发动机中防锈油[4-8]的使用方法是：耐蚀性差的材料零件(如轴承)做完清洁度检查后涂防锈油进行防护，装配前清除防锈油并重复清洁度检查，合格后进行装配。其中装配前清除防锈油并重复清洁度检查的操作非常繁琐，耗时耗力。因此，对可以实现零件涂抹防锈油后不清洗而直接装配的免洗防锈油的需求十分迫切。

本文优选了一种免洗的ZYS991-36 轴承减振防锈油[9-10]，对其进行了与发动机钢、黄铜、铝合金，镀锌、镀镉、镀银、镀锡、镀铬、镀镍钢，化学氧化镁合金等基体材质，以及4050 润滑油的适应性实验，以确定免洗防锈油在发动机中使用的安全性。

1 实验

1.1 材料

国产的ZYS991-36 轴承减振防锈油、ZYS-203 轴承零件用防锈油，45 钢、H62 黄铜、2A12 铝合金、ZM5镁合金、ZM6 镁合金，4050 润滑油。

1.2 实验方法

1.2.1 优选试验

免洗防锈油的优选试验方法见表1。

表1 优选试验方法Table 1 Methods for testing the properties of antirust oil

1.2.2 与基体的适应性试验

免洗防锈油与发动机基体适应性试验方法见表2。

表2 与基体适应性试验方法Table 2 Methods for testing the adaptability of antirust oil to different substrates

1.2.3 与润滑油的适应性试验

考察了混合10%的免洗防锈油后发动机4050 润滑油的主要性能指标，试验方法见表3。

表3 与润滑油适应性实验方法Table 3 Methods of adaptability experiments to lubricating oil

2 结果与讨论

2.1 优选结果

ZYS991-36 轴承减振防锈油和ZYS-203 轴承零件用防锈油的优选实验结果见表4，从中可见：

表4 两种防锈油的性能对比Table 4 Comparison between the properties of two antirust oils

1) ZYS991-36 轴承减振防锈油的全部试验项目均满足免洗防锈油的技术指标要求。这主要是因为它以精制矿物油为基础，由具有防锈、抗腐蚀、抗氧、减磨等作用的添加剂经过特殊生产工艺复配而成，抗腐蚀能力优异，并且在包装灌装前使用1 μm 滤袋进行过滤，具有较好的清洁度。

2) ZYS-203 轴承零件用防锈油的外观、水分、煤油溶解性、腐蚀性、湿热试验、叠片试验、结胶性、人工汗置换性等实验项目满足免洗防锈油的技术指标要求，但盐雾试验和清洁度不行。这主要是由于它形成的油层比较薄，抗腐蚀能力相对较差，并且未在包装灌装前使用1 μm 滤袋进行过滤。

2.2 与基体的适应性评价

优选的ZYS991-36 轴承减振防锈油与发动机基体的适应性试验结果见图1 至图3，从中可见：

图2 50 °C 腐蚀性试验结果Figure 2 Results of corrosivity test at 50 °C

图3 100 °C 腐蚀性试验结果Figure 3 Results of corrosivity test at 100 °C

1) 涂覆ZYS991-36 轴承减振防锈油的45 钢、H62 黄铜、2A12 铝合金，镀锌、镀镉、镀锡、镀铬、镀镍45 钢，以及化学氧化ZM5 和ZM6 镁合金等试片在240 h 湿热试验后未发生腐蚀。

2) 涂覆ZYS991-36 轴承减振防锈油的镀银45 钢及H62 黄铜试片在50 °C 和100 °C 腐蚀性试验中合格。

3) ZYS991-36 轴承减振防锈油与发动机基体适应性良好，主要是由于其中含有多种防锈添加剂，对黑色金属和有色金属均有良好的防锈效果。

2.3 与润滑油的适应性评价

在4050 发动机润滑油中混合10%优选的ZYS991-36 轴承减振防锈油后，其主要性能受到的影响见表5。总结如下：

1) 混合过程中未出现放热、吸热、产生气泡或沉淀等现象，说明4050 润滑油与防锈油未发生化学反应，两者仅是机械混合，颜色发生了变化。

2) 4050 润滑油在-20 °C、常温、40 °C、70 °C、100 °C 和120 °C 下的运动黏度，机械杂质和水分的质量分数，以及凝点、泡沫特性、腐蚀和氧化安定性在混入防锈油后的变化未超过10%，仍满足技术指标的要求。

3) 4050 润滑油的运动黏度在-40 °C 时变化超过10%，主要是由于ZYS991-36 轴承减振防锈油比4050润滑油黏稠，但其实混合后的运动黏度仍满足技术指标要求，不会产生不利影响。

4) 4050 润滑油的酸值变化超过10%，主要是由于ZYS991-36 轴承减振防锈油含有防锈、抗腐蚀、抗氧、减磨等功能的添加剂，酸值相对较高，但是混合后的酸值仍满足技术指标要求，无不良影响。

5) 4050 润滑油的四球试验结果变化超过10%，主要是ZYS991-36 轴承减振防锈油中添加有减磨添加剂所致，最大无卡咬负荷(PB)变大，磨斑直径(D)变小，润滑性能有所提升。

6) ZYS991-36 轴承减振防锈油与4050 发动机润滑油之间适应性良好，主要是由于其在选用添加剂时避开了强极性的防锈剂和减磨剂，并针对润滑油脂的结构特性在添加剂之间做了复配试验。

3 结论

通过对2 种轴承用防锈油进行实验，优选出了满足免洗防锈油全部技术指标要求的ZYS991-36 轴承减振防锈油，它与多种发动机基体材质及4050 润滑油的适应性良好，可以用于发动机中耐蚀性差的零件的防护，实现零件涂抹防锈油后不清洗而直接装配的目的。