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如何验证全氟聚醚润滑脂的相容性?

2026-01-23
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一、 密封件 / 橡塑材料相容性验证(最核心验证项)

PFPE 润滑脂与橡胶、塑料的不相容是设备泄漏、密封失效的主要原因,需优先验证。

试验目的

判断润滑脂是否会导致密封件溶胀、硬化、开裂、失重,或橡塑部件变形失效。

材料准备

  1. 试样:选取设备实际使用的密封件材料(如氟橡胶 FKM、丁腈橡胶 NBR、硅橡胶 VMQ、PTFE、尼龙等),切割成 20mm×20mm×2mm 的标准试片,每组至少 3 个平行样。
  2. 试剂:待验证的 PFPE 润滑脂、空白对比样(如白油)。
  3. 器具:恒温烘箱、分析天平(精度 0.1mg)、邵氏硬度计、卡尺。

试验步骤

  1. 初始状态记录:测量试片的初始质量、尺寸(长 / 宽 / 厚)、邵氏硬度,并拍照记录外观(有无裂纹、气泡)。
  2. 浸泡试验:将试片完全浸入盛有 PFPE 润滑脂的密封容器中,液面需高出试片 10mm 以上;将容器放入与设备实际工作温度一致的恒温烘箱,持续浸泡 72~168 小时(高温工况可延长至 500 小时)。
  3. 后处理与检测:取出试片,用滤纸轻轻擦去表面残留润滑脂,在室温下放置 30 分钟;再次测量试片的质量、尺寸、硬度,并观察外观变化。

判断标准

符合以下指标即为相容,可参考工业标准 ISO 814:2018
  • 质量变化率:≤±5%(氟橡胶 FKM 通常变化率<2%,为最佳相容材料)
  • 体积变化率:≤±5%
  • 硬度变化率:≤±10 邵氏硬度
  • 外观:无开裂、无起泡、无粉化、无黏连

     

    二、 金属 / 涂层相容性验证

    针对精密设备(如激光打标机、SMT 贴片机)的金属部件、光学涂层、电镀层,需验证是否存在腐蚀风险。

    试验目的

    判断润滑脂是否会导致金属锈蚀、变色、点蚀,或涂层脱落、雾状污染

    试验步骤

    1. 试样准备:选取设备同款金属 / 涂层试样(如碳钢、不锈钢、铝合金、光学镀膜、电镀铬层),尺寸 50mm×20mm×3mm,表面清洁无油污。
    2. 涂抹试验:在试样表面均匀涂抹一层 PFPE 润滑脂(厚度约 0.5mm),一半涂抹、一半留白作为对照。
    3. 老化试验:将试样放入恒温烘箱,设置工作温度 + 20°C的极限温度,持续放置 168 小时;若涉及潮湿环境,可增加湿热试验(温度 40°C、湿度 95%)。
    4. 结果检测:擦除润滑脂,观察试样表面是否有锈蚀、斑点、变色;涂层试样需检查是否有脱落、失光、雾状污染。

    判断标准

    • 金属表面:无锈蚀、无点蚀、无明显变色(不锈钢允许轻微本色变化)
    • 涂层表面:无脱落、无雾影、附着力达标(百格测试≥4B 级)

    三、 与其他润滑脂的相容性验证

    现场换脂时若残留其他类型润滑脂(如矿物油、硅油润滑脂),需验证混用是否会导致性能失效。

    试验目的

    判断 PFPE 与其他润滑脂混合后,是否出现分层、结块、变稀、锥入度突变等问题。

    试验步骤

    1. 混合制备:按实际换脂残留比例(通常取 1:1 极端比例),将 PFPE 润滑脂与待混合的润滑脂放入烧杯,搅拌均匀。
    2. 性能测试:
      • 外观观察:常温放置 24 小时,看是否分层、析出油相或固相。
      • 稠度测试:按 GB/T 269 测试混合脂的锥入度,与纯 PFPE 脂对比,变化值应≤30(0.1mm)。
      • 分油测试:按 SH/T 0324 测试分油率,变化值应≤5%。
    3. 结论判定:若外观无异常、锥入度和分油率变化在范围内,可短期混用;若出现分层结块,需彻底清洗旧脂后再加注 PFPE 脂。

    四、 与工作介质的相容性验证

    针对接触酸碱、有机溶剂、清洗剂、燃料等介质的工况(如化工阀门、半导体清洗设备)。

    试验步骤

    1. 配置混合液:按实际工况中润滑脂与介质的接触比例,将 PFPE 脂与工作介质混合(如润滑脂:介质 = 1:10)。
    2. 浸泡老化:密封后在工作温度下放置 72 小时,观察混合液是否浑浊、分层、产生沉淀。
    3. 性能复测:分离润滑脂后,复测其锥入度、滴点、极压性能,与原脂对比,变化率应≤10%。

    五、 验证试验的注意事项

    1. 模拟实际工况:试验温度、时间、介质浓度需与设备实际运行条件一致,避免实验室条件与现场脱节。
    2. 平行试验:每组试验至少做 3 个平行样,减少误差。
    3. 现场小试优先:实验室验证通过后,需在单台设备上小范围试用(如 1~2 周),跟踪设备运行状态(温度、噪音、泄漏情况),再批量推广。

       

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