潤滑脂粘度測(cè)定應(yīng)用案例

01 潤滑脂簡(jiǎn)介

潤滑脂是將一種或幾種稠化劑分散到一種（或幾種）液體潤滑油中形成的一種固體或半固體

狀的產(chǎn)物，潤滑脂實(shí)質(zhì)上是一種稠化了的潤滑油，由稠化劑以膠團(tuán)或纖維形式均勻地分散在

基礎(chǔ)油中，形成膠體分散體系。稠化劑膠團(tuán)或纖維結(jié)構(gòu)通過范德華力和毛細(xì)管作用吸附住基

礎(chǔ)油，形成脂。潤滑脂在常溫和靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)能夠保持一定的形狀而不流動(dòng), 可以粘附在金屬

表面而不滑落,而當(dāng)其受到高溫或超過一定限度的外力作用時(shí)，又能夠像液體一樣流動(dòng)。因

其具有良好的潤滑、抗水、防銹、抗磨、保護(hù)和密封等性能，被廣泛應(yīng)用于航空、汽車、食

品、儀表、鐵路等行業(yè)的軸承、齒輪、渦輪及其他機(jī)械部件上。

02 粘度測(cè)定及流變學(xué)研究的意義

潤滑脂屬于典型的非牛頓流體，潤滑脂的粘度和流變學(xué)特性在一定程度上決定了潤滑脂的使

用性能。潤滑脂的流變特性直接影響潤滑脂工作過程中表現(xiàn)出的摩擦磨損性能、軸承啟動(dòng)性

能、振動(dòng)噪聲等性能，與軸承流失、漏油、泵送流動(dòng)性等使用性能密切相關(guān)。大量的研究和

實(shí)踐表明，在潤滑脂的生產(chǎn)制備過程中，基礎(chǔ)油粘度、稠化劑種類、稠化劑含量、溫度和添

加劑、制備工藝、纖維結(jié)構(gòu)等因素均會(huì)對(duì)潤滑脂的粘度和流變學(xué)特性產(chǎn)生影響。

因此，在潤滑脂的生產(chǎn)加工工藝中，必須注意對(duì)粘度的控制和流變學(xué)特性的研究。根據(jù)不同

的應(yīng)用行業(yè)及使用用途，合理調(diào)節(jié)潤滑脂各組分的種類、含量及配比、微觀纖維結(jié)構(gòu)等參數(shù)，

優(yōu)化和改進(jìn)制備工藝，生產(chǎn)出滿足不同行業(yè)及不同用途的產(chǎn)品。

03 潤滑脂粘度測(cè)量

使用 DV3T 錐板流變儀+TC-650 AP 循環(huán)水浴系統(tǒng)（如圖 1 所示），測(cè)試一種潤滑脂（用戶提

供）在 20℃和 40℃條件下，粘度隨剪切速率改變而變化的情況。

分析溫度和剪切速率對(duì)潤滑脂表觀粘度的影響情況，確定潤滑脂粘度的測(cè)試方法。TC-650 AP

循環(huán)水浴系統(tǒng)用于控制樣品溫度，Rheocalc T 軟件連接主機(jī)，進(jìn)行程序編輯及數(shù)據(jù)采集，繪

制粘度變化曲線，以及數(shù)據(jù)分析，測(cè)試數(shù)據(jù)及分析結(jié)果詳見圖 2。

使用 Rheocalc T 軟件編輯剪切率掃描程序，待樣品溫度穩(wěn)定后開始粘度測(cè)試，根據(jù)圖 2 的

結(jié)果可知，當(dāng)剪切率增加時(shí)，該潤滑脂的粘度顯著下降，具有剪切變稀的特性，在 20℃時(shí)

粘度的下降速率高于 40℃時(shí)的粘度下降速率。

在確定潤滑脂表觀粘度的測(cè)試方法時(shí)，應(yīng)通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)速（或剪切率），使粘度計(jì)的扭

矩讀數(shù)在 10% - 90% 之間（中高扭矩為佳），以獲得穩(wěn)定且準(zhǔn)確的粘度測(cè)試結(jié)果。根據(jù)圖 3

中扭矩隨剪切率變化的情況，該潤滑脂在 20、40 ℃條件下進(jìn)行剪切率掃描測(cè)試時(shí)，在 4、8、

20 1/S 三種剪切率下，扭矩讀數(shù)在 40-60%之間，因此，這三種剪切率均可以作為該潤滑脂

的粘度測(cè)試條件。此外，為了獲得具有重現(xiàn)性的測(cè)試結(jié)果，必須確保測(cè)試條件的一致性（粘

度計(jì)機(jī)型、轉(zhuǎn)子編號(hào)、轉(zhuǎn)速或剪切率、溫度、測(cè)試時(shí)間、樣品量等）。

錐板粘度計(jì)適用于微量樣品的粘度測(cè)試，測(cè)試所需樣品體積僅為 0.5-2.0 mL（具體的樣品量

與所使用的轉(zhuǎn)子型號(hào)相關(guān)），可有效節(jié)約測(cè)試成本；錐板粘度計(jì)使用錐形轉(zhuǎn)子及配套的樣品

杯，可以計(jì)算的剪切率和剪切應(yīng)力，得到粘度；樣品杯中內(nèi)置 RTD 溫度探針，通

過外接循環(huán)水浴，可實(shí)現(xiàn)測(cè)試過程中樣品溫度的控制和測(cè)量；由于樣品量很少，可快速恒溫，

有效提高測(cè)試效率。TC-650 AP 循環(huán)水浴系統(tǒng)的控溫精度zui高可達(dá) 0.01℃，為粘度測(cè)試提供

準(zhǔn)確及穩(wěn)定的溫度條件。

04 應(yīng)用概述

作為世界上zui的粘度計(jì)/流變儀生產(chǎn)商之一，AMETEK - Brookfield 一直致力于為廣大用戶

提供質(zhì)量穩(wěn)定可靠，測(cè)量度高，測(cè)量重復(fù)性好的產(chǎn)品。Brookfield 粘度計(jì)的測(cè)量精度可

以達(dá)到全量程測(cè)量范圍的±1%，重復(fù)性可以達(dá)到±0.2%，是實(shí)驗(yàn)室開展質(zhì)量控制及產(chǎn)品研發(fā)

的理想選擇。針對(duì)不同行業(yè)的粘度測(cè)試需求，提供個(gè)性化的解決方案，適應(yīng)各種行業(yè)用

戶的分析需求。

潤滑脂的流變特性與工作性能密切相關(guān)，研究潤滑脂流變特性對(duì)摩擦磨損行為、軸承啟動(dòng)狀

態(tài)、振動(dòng)噪聲情況的影響，用屈服應(yīng)力、觸變性、粘彈性等流變學(xué)參數(shù)分析潤滑脂摩擦磨損

性能、軸承啟動(dòng)性能、振動(dòng)噪聲性能，對(duì)指導(dǎo)不同工況下潤滑脂的選擇以及潤滑脂工作性能

評(píng)價(jià)分析具有重要的意義。

RST 流變儀可以進(jìn)行全面的流變學(xué)測(cè)試，在質(zhì)量控制和研發(fā)領(lǐng)域均可進(jìn)行的流變分析。

RST 系列流變儀具有控制剪切率和剪切應(yīng)力兩種模式，尤其適合于測(cè)量非牛頓流體在穩(wěn)態(tài)流

動(dòng)下的粘度、流變曲線等特性。另外，它還可以測(cè)量非穩(wěn)態(tài)剪切流動(dòng)和蠕變狀態(tài)下的粘彈性、

屈服應(yīng)力以及觸變性等流變特性。