润滑剂在汽车塑料零件中发挥重要作用

Narachu

润滑剂在汽车塑料零件中发挥重要作用 [复制链接]

汽车制造商为了减少汽车重量、提高性能并增加设计的灵活性，日益青睐塑料零件。从车门内饰、仪表板、到发动机组件和引擎盖等，一般乘用车的塑料零件已占全部零件的10％左右。 影响塑料零件性能的关键在于选择合适的润滑剂。它可以减少摩擦以降低磨损、噪音并提高客户满意度。虽然润滑剂被广泛用在汽车金属零件上已有多年的历史，但将润滑剂用于塑料零件的时间并不长。与选择金属零件润滑剂不同，选择合适的塑料零件润滑剂要困难很多。由于摩擦的原因，塑料零件比金属零件退化速度快，选用不合适的润滑剂会造成严重的后果。 润滑剂的种类 选择合适润滑剂的第一步是认识润滑剂的种类及用途。汽车用润滑剂可分为润滑油、油膏、润滑脂、干膜润滑剂和固体润滑剂等几大类。 润滑油是最常见的汽车润滑剂，用作发动机油、齿轮油和传动液。可以通过往基础油中加入不同的添加剂来调节润滑油的粘稠度，以适合不同的用途。 润滑脂为半固体状润滑剂，由基础油和稠化剂组成。润滑脂比润滑油更易在零件上保持和粘附，因而不需要复杂的密封装置。与润滑油一样，润滑脂根据不同的用途而添加不同的添加剂。润滑脂被广泛应用于各种汽车零件，如底盘、天窗等。 油膏由固体润滑剂和润滑油混合而成，能使固体润滑剂的使用更加有效。油膏的用途相对有限，主要用于需承担很高负荷的零件组装。 干膜润滑剂为油漆状润滑剂，是由固体润滑剂分散于树脂粘合剂而成。干膜润滑剂用于油类润滑剂难以附着或禁用的零件上。 固体润滑剂主要用作润滑脂和润滑油的添加剂，可以提高负荷能力。固体润滑剂还可用于金属的冲压加工以及制动衬垫和塑料的添加剂。 塑料的物理特性 应用于汽车零部件的塑料种类繁多，每一种塑料的等级和与润滑剂的相容性不尽相同。相容性还会受添加剂、填充剂以及塑料分子大小的影响。例如，某些等级的塑料与标准等级相比，分子较小，与润滑油的相容性也较差。润滑剂专家认为，依据润滑剂的需求来挑选合适的塑料是最好的方法。但在实际操作中很难运用此法。由于塑料原料有限，因而须在给定的塑料类型的情况下选择合适的润滑剂。 另外一个重要的考虑因素是塑料的物理特性。在选择适合塑料零件的润滑剂时，塑料的若干物理特性必须加以考虑。塑料与金属的物理特性迥异。为方便起见，这里选取功能塑料和结构性塑料逐一解释其物理特性。 功能塑料 功能塑料以润滑部件材料的形式被用于齿轮、滑块等汽车零件。通常情况下，各类功能塑料（如聚酰胺、聚缩醛等）具有较好的耐油性，与许多传统的汽车金属零件用润滑油和润滑脂有较好的相容性。 但由于润滑剂内的某些添加剂会腐蚀塑料，因而需要在使用前检查润滑剂内的添加剂成分。此外，还需要进行相关的测试，如浸没测试，来检验实际使用的润滑剂与塑料的相容性。 某些功能塑料，如聚缩醛和尼龙，具有自润滑特性，即它们可以替代金属润滑组件，而不需加润滑剂。   图1  使用/不使用润滑脂的塑料零件的摩擦力   通常，倍速装置在塑料部件上会选用润滑剂。使用润滑剂可以扩大其可使用上限。许多金属润滑剂的添加剂会与金属表面发生反应，从而生成抗磨损的润滑膜。但由于多数热塑性塑料的熔点低于添加剂发生化学反应的温度，而塑料表面的活性又比金属低，因而传统添加剂在塑料润滑时，其性能不能完全发挥。在为塑料零件选择固体润滑剂时需要特别小心，因为塑料的硬度比金属低。如果选用了不合适的固体润滑剂，塑料就会由于摩擦造成较大的磨损和破损。经选择的合适的固体润滑剂，可作为添加剂制造自润滑塑料。 图2 使用/不使用干膜润滑剂的塑料零件和钢板的摩擦力 我们还应考虑塑料零件所属的整个装置。在多数情况下，不仅需要对塑料接触面进行润滑，还需要对塑料与金属或金属与金属零件的接触面进行润滑。在这样的情况下，就需要考虑金属与金属以及金属与塑料的润滑性能。此外，也要考虑润滑剂与零件装置壳体塑料材料的相容性，因为在操作过程中，润滑剂可能会接触到壳体。幸运的是，如今可以找到符合这些要求的润滑剂。 结构性塑料 结构性塑料被应用于车门内饰、仪表板、装置壳体等汽车零件。多数结构性塑料为聚烯烃、ABS、聚苯乙烯以及其它聚合物。似乎没有几种应用需要大量润滑，但在零件滑动和连接过程中，适当润滑可以降低噪音、振动和移动的感觉。在这种情况下，不涉及剧烈运动润滑。乘客的舒适感是我们的首要考虑因素，而振动和噪音会直接影响这种舒适感。 检查结构性塑料与润滑剂的相容性比功能塑料还重要。不能选择会溶解或腐蚀塑料的润滑剂。此外，还应留心会引起塑料龟裂和破裂的化学物质。如果忽略了这些因素，零件的外观或功能就会出现问题，如发生制动系统故障。 有几种方法可以测试塑料与润滑剂的相容性。这些方法都要求将润滑剂涂抹在塑料上，然后使塑料弯曲并施加压力。然后将塑料放置在测试装置内并停放一段时间。在经过几次这样的操作之后，再检查塑料是否出现开裂现象。   以上表格列出润滑剂基础油与不同种类塑料之间的相容性。聚α-烯烃基础油作为矿物油的替代品是目前流行的选择，非常适合于多种塑料。全氟聚醚是一种化学惰性的润滑剂，不会腐蚀塑料，可应用于多类塑料。但由于价格偏高，其使用受到一定的限制。 在选择润滑剂时，外观是一个重要的考虑因素。在看得见润滑剂的地方，往往需要透明或半透明的产品。经常会需要那种司机和乘客接触到也不会粘到身上的润滑剂。干膜和半干膜润滑剂能满足这种要求。 在涂装完润滑膜，对其进行固化之前，需要检查相容性，因为许多干膜润滑剂含有使塑料变色和开裂的溶剂。 应用 降噪音──在塑料齿轮或滑块上使用润滑剂可以降低噪音。与金属零件在滑动时产生噪音不同的是，塑料齿轮在互相碰撞时会产生噪音。象高粘度润滑脂之类的润滑剂，由于具有较高的粘性，可以吸收塑料零件的振动，从而降低噪音。但汽车润滑剂必须在低温的情况下正常工作。因而在考虑降噪的同时，也应考虑其低温性能。 车门板──多种被应用于车门板的塑料需要润滑，包括导轨、滑块与滚轴、车窗升降器、门锁致动装置、微电机和外后视镜。由于上述零件轻便小巧，因而要求润滑剂除具备与塑料的相容性之外，还需要具有较低的摩擦。润滑脂含有适合上述零件应用要求的固体润滑剂。 车窗升降器电机选用了聚缩醛齿轮和钢制齿轮。选择适当的合成润滑脂用于微电机。微电机又使用橡胶零件来吸收振动。因此该润滑剂应与塑料和橡胶都相容。 车窗升降器导轨由电镀钢导轨和塑料滑块组成。此处选用高粘度润滑脂，以满足降噪和塑料相容性双重要求。 车门内饰──在将车门内饰组装到车门板之前就使用干膜润滑剂，因为这样可以消除汽车运动时产生的刺耳噪音。干膜润滑剂还可以有效降低使用植绒塑料带的装配线上的噪音，提高装配线上的生产效率。 结论 一些润滑剂生产商参与汽车制造商在汽车制造初期阶段的零件开发项目。这种参与可以为汽车制造商提供不同的意见并对材料和润滑的进一步测试提供支持。由于塑料生产商和润滑剂生产商可能会对相容性持不同意见，因而他们在产品开发的初期进行合作便具有很重要的意义。 在产品开发初期邀请润滑剂供应商参与开发过程，对于降低开发成本和节省时间至关重要。

2006-7-4

hbwangliang

由于塑料原料有限，因而须在给定的塑料类型的情况下选择合适的润滑剂。