GB T 12583-1998 润滑剂极压性能测定法(四球法).pdf

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1、GB/T 12583-1998 前本标准等效采用ASTMD278319880993严润滑剂极压性能测定法对GB/T12583-1990进行修订。本标准与ASTMD2783-1988(993)1的主要差异:1.增加了最大元卡咬负荷PB测定法;2.增加了附录A负荷-磨损指数LWI快速计算法。本标准对GB/T12583-1990的修订内容:1.增加附录A负荷-磨损指数LWI快速计算法;2.用计算法确定PB点的PDb(1十5%)值。本标准的附录A是提示的附录。本标准由中国石油化工总公司提出。本标准由中国石油化工总公司石油化工科学研究院归口。本标准起草单位:中国石油化工总公司石油化工科学研究院、中国人民

2、解放军后勤工程学院。本标准主要起草人:李明生、范新华。本标准委托中国石油化工总公司石油化工科学研究院负责解择。本标准首次发布于1990年12月。1 范围中华人民共和回国家标准润滑剂极压性能测定法(四球法)Standard test method for measurement of extreme pressure properties of lubricating fluids Cfour-ball method) ,. , 本标准规定了测定润滑剂极压性能的方法，可做下列三种试验。1. 1. 1 负荷磨损指数LWI。1. 1.2 烧结点PDo1.1.3 最大元卡咬负荷PB。1. 2 本标准适

3、用于润滑剂。GB/T 12583-1998 代替GB/T12583 1990 1.3 本标准涉及某些有危险性的材料、操作和设备，但是无意对与此有关的所有安全问题都提出建议。因此，用户在使用本标准之前应建立适当的安全和防护措胞并确定有适用性的管理制度。1.4 本标准采用法定计量单位，括号内给出习惯用的非法定计量单位。2 引用标准下列标准包括的条文，通过引用而构成为本标准的一部分。除非在标准中另有明确规定，下述引用标准都是现行有效标准。GB 1922 榕剂油3 术语本标准采用下列术语。3. 1 负荷-磨损指数load-wear index(LWJ) 在所加负荷下润滑剂使磨损减少到最小的极压能力指数

4、。在本试验条件下，它等于在烧结点以前按Q. 1对数单位负荷加到三个静止球上，做十次试验所测得的校正负荷的平均值。3. 2 烧结点weld point CP D) 本试验条件下，转动球同下面三个静止球烧结在一起的最小负荷。它表示已超过润滑剂的极限工作能力。注2某些试样在试验时四个钢球并不发生真正的烧结，而是出现严重的擦伤。在这种情况下，以产生4mm磨痕直径所加的负荷为烧结点。3. 3 校正负荷corrected load (Pj) 每次试验所加负荷和在该负荷下的赫兹直径与磨痕直径之比相乘所得到的负荷值。3.4 赫兹直径llertz scar diarneter(l)h) 在静负荷下，由钢球弹性变

5、形所引起的压痕平均直径。它可由式(1)或式(2)计算:国家质量技术监督局1998-12-08批准1999- 05 -01实施G/T 12583一1998. ( 1 ) Dh = 4.08 X 10-2Pl!3 式中:P一一-静负荷，N;Dh一-赫兹直径，mm。如果静负荷单位取(kgf)，则式(1)应写成:Dh = 8.73 X 10-2P1!3 3. 5 补偿直径compensation scar diameter(Db) 在有润滑剂存在，但不引起卡咬或烧结的试验负荷下，转动球对静止球所产生的平均磨痕直径。注:所测得的磨痕直径不超过表1的第4栏内所列数值的5%。3. 6 赫兹线Hertz li

6、ne 它是双对数坐标纸上的一条直线，纵坐标为在静负荷下所得到的压痕直径，横坐标为所加负荷，如图1所示。. ( 2 ) D E EE，即恻镰褪负荷.N(kgf)ABE一补偿线;B一最大元卡咬点;BC-初期卡咬区;CD立即卡咬区;D-烧结点图1负荷-磨损曲线简图3. 7 补偿线compensa tion line 它是对数坐标纸上所做的一条直线，纵坐标为在动负荷下所得到的磨痕直径，横坐标为所加负荷，如图1所示。注1 补偿线坐标值列于表1的第2栏和第4栏内。2 某些润滑剂的无卡咬磨痕直径在补偿线以上.如甲基苯基硅泊、氯化甲基苯基硅泊、硅苯撑、苯基隧以及某些石油和氯化石蜡的混合物。3. 8 最大元卡咬

7、负荷last nonseizure loadCP ) 在试验条件下不发生卡咬的最大负荷，在该负荷下所测得的磨痕直径不超过相应补偿线以上数值的5%。3. 9 初期卡咬区incipient seizure or inital seizure region 引起润滑剂油膜瞬时破坏的负荷区域。油膜瞬时破坏可由磨损直径增大和摩擦力测量值瞬时增大看出。3. 10 立即卡咬区immediate seizure region 在磨损负荷曲线上，该区域的特征是出现卡咬、烧结或大的磨痕。方法概要四球机的一个顶球，在施加负荷的条件下对着油盒内的三个静止球旋转。油盒内的试样浸没三个试验钢球。主轴转速为1760 r/m

8、in土40r/min。试样温度为1835CC。按本标准的规定逐级加负荷，做一系列的10s试验直至发生烧结。烧结点以前做十次试验。如果最大元卡咬负荷和烧结点之间的试验不足十次，且最大元卡咬负荷之前的磨痕直径是在不大于相应补偿线上磨痕直径的5%范围内(图IAB部分)，则这部分的试验不必去做，其校正负荷可查表3得到，这时可假定最大元卡咬负荷及其以前4 GB/T 12583-1998 所产生的磨痕直径与补偿直径相等，总的推测到十次试验即可。上述假定的磨痕直径见表1。最大元卡咬负荷和烧结点的曲线见图10表l四球机极压试验记录GB/丁12583试验编号:送样单位2试样名称:试验日期:1 2 3 4 5 6

9、 7 负荷级别负荷L平均磨痕直径z补偿直径DbLDh系数校正负荷LDJI.计算N(kgf) 口1口1盯1mN(kgf) 1 59(6) 9.32(0.95) 2 78(8) 13.73(1.40) 查表33 98 (10) 0.21 18.44(1. 88) Aj= 4 127 (13) 0.23 26.18(2.67) 5 157 (1 6) 0.25 34.52(3.52) 6 196(20) 0.27 46.48(4.74) 计算7 235(24) 0.28 59.33(6.05) A2 = 8 314(32) 0.31 86.98(8.87) 9 392(40) o. 33 117.2

10、8(11.96) 10 490(50) o. 36 157.88(16.10) 11 618(63) 0.39 214.36(21.86) 12 784(80) 0.42 294.96(30.08) 13 981(100) 0.46 397.14(40.50) L讥7I=AA-L唱一O一。14 1 236 (126) 0.50 541.29(55.20) 10 15 1 569(60) 0.54 743.29(75.80) 16 1 961(200) 0.59 1 002.17(102.20) 17 2 452(250) 1 348.33(137.50) 18 3 089(315) 1834.

11、70(187.10) 19 3 922(400) 2529.95(258.00) 20 4 903(500) 3402.68(347.00) 21 6 080(620) 4 530. 37 (462. 00) 22 7845(800) 6 364.09(649.00) 卜一PB = N(kgf) 操作者:试验结果PD= N(kgf) 校核zLWI= N(kgO 日期:5 意义和应用本标准用于区分润滑剂的低、中、高极压性能。使用本标准时，仅根据其试验结果确定润滑剂的极压性能，无需考虑与实际使用及其他模拟试验机有无相关性。6设备6. 1 四球极压试验机四球极压试验机可以是被压式也可以是杠杆式，主轴

12、转速需满足试验条件的上限要求，负荷不低于7 845 N (800 kgf)。四球机油盒装置如图2所示。注1 把四球极压试验机和四球磨损试验机分开使用是重要的。四球极压试验机适用于做极压性能试验，但精确度较差，不适于做磨损试验。GB/T 12583一19982 四球极压试验机应每年用参考油标定，并检验其补偿线的可靠性。1一顶球夹头;2-螺母;3-一试验钢球;4-摩擦力杆;5-隔板g6 止推轴承;7 负荷;8一泊盒图2四球机油盒装置示意图6. 2 显微镜:装有测微仪的直读式显微镜或自动精密测量仪器。读数值精确到0.01mm。6. 3 计时器:精确至0.1s 。6.4 摩擦力记录仪。7 材料7. 1

13、 石油酷:6090C，符合GB1922中的NY-90要求。7. 2 榕剂油:符合GB1922中的NY-190要求。7.3 试验钢球:四球机专用试验钢球。优质铭合金轴承钢GCrl5A，钢球直径12.7mm，硬度HRC6466。8 试验的准备8. 1 在通风柜内用洛剂油清洗试验钢球、油盒、夹头及其他在试验过程中与试样接触的零件，再用石油酷洗两次，然后吹干备用。清洗后的试验钢球应光洁无锈斑。注:不要用四氯化碳或其他具有承载能力的溶剂清洗，以免影响试验结果。8. 2 液压式四球机:打开电源，调整主轴转速到1760 r/min土40r/min，空转23min。调整好计时器。杠杆式四球机:提升杠杆臂，并由

14、锁紧装置把杠杆臂固定在提升的位置，打开电源，空转23min。调整好计时器。9 试验步骤9. 1 把三个试验钢球放在油盒内，并把压紧环放在试验钢球上面，用螺母上紧。把试样倒入油盒内，使试样浸没钢球。注:研究表明，当扭力扳手对螺母施加的扭矩为68N m:l: 7 N m(6. 93 kgf m:l: O. 71 kgf. m)日才可提高重复性;当施加的扭矩近似于136N m(l3. 87 kgf m)时，烧结点会明显偏低。9. 2 将一个试验钢球装到夹头中，并把夹头装到主轴上。注:由于夹头不断地经受磨损和卡咬，因此每次试验前应仔细检查夹头，如果发现试验钢球与夹头不能紧密结合或夹头有咬伤痕迹，应及时

15、更换。9. 3 把组装好的试验油盒装在试验座上。9.4 试样温度控制在1835CC。GB/T 12583-1998 9. 5 液压式四球机:启动液压油泵，油盒上升，使下面三个试验钢球与顶上试验钢球接触，缓缓地加负荷。杠杆式四球机:把隔板置于汹盒和止推轴承之间，松开杠杆臂锁紧装置，使杠杆臂处于水平位置。把硅码盘放在杠杆臂刻槽内，缓缓加硅码。如果使用摩擦力测量装置，应接好连线。注:加负荷时应避免冲击负荷，它会引起试验钢球永久变形。9.6 启动电机，运转10S :1: 0. 2 S。注:四球机主轴的制动时间不计算在内。9. 7 取下汹盒和夹头，并卸下夹头中的试验钢球。9. 8 按下列方法测量试验钢球

16、的磨痕直径。9. 8. 1 方法A从油盒中取出试验钢球，擦拭并清洗后，把试验铜球放在适当的球座上，用直读式显微镜或其他自动精密测量仪器，在磨痕的水平方向和垂直方向测量三个试验钢球中任意一个试验钢球的磨痕直径，取算术平均值，精确到0.01mm。9. 8. 2 方法B倒掉油盒中的试样，不取出试验钢球，用直读式显微镜或其他自动精密测量仪器，在磨痕的水平和垂直方向测量三个试验钢球中任意一个试验钢球的磨痕直径，取算术平均值，精确到0.01mm。9.8.3 操作者也可以按方法A或方法B测量三个试验钢球的磨痕直径，取算术平均值。精确到0.01 mm。注:在用方法A或方法B前，操作者应仔细观察汹盒内的三个试验

17、钢球，如果三个试验钢球的磨痕直径有明显的差异，那么就必须测量三个试验钢球的磨痕直径。9.8.4 每次试验后，把磨痕直径记录在表1中，并与补偿线磨痕直径进行比较。9.9 最大元卡咬负荷PB的测定1)测定最大无卡咬负荷时要求在该负荷下的磨痕直径不得大于相应补偿线上磨痕直径(即补偿直径)的5%。如果测得某负荷下的磨痕直径大于相应补偿线上磨痕直径的5%，则下次试验就在较低一级的负荷下进行，直到确定最大元卡咬负荷为止。本标准提供了用以判断Pp，点的PDb(1十5%)数值表，见表2。例如某试样在784N (80 kgO负荷下测量的磨痕直径为0.47mm，查表2得知在784N (80 kgf)负荷下DbC1

18、+5%)为0.45mm，则可断定该试样的PB值小于784N (80 kgf)。再在低一级负荷下做试验，直到测得的磨痕直径等于或小于Db(l十5%)，则该负荷即为PB点。注1 测定PB点的级别见表2，PS点在392N (40 kgf)以下精确至20N(2 kgO ;402N(41 kgO784 N(80 kgO精确至29 N(3 kgO ;794 N(81 kgOl 177 N020 kgO精确至49N (5 kgO; 1 187 N 021 kgO 1 569 N 060 kgO精确至69N(7 kgf) ;l 569 N060 kgf)以上精确至98N (lO kgf)。2 当用摩擦力测量仪

19、时.最大无卡咬负荷可由记录笔逐渐横向移动看出。采用说明:1J ASTM D2783-19880993户是以最大无卡咬负荷作为测定负荷磨损指数LWI中的一个参数，而本标准增订了最大无卡咬负荷PS点测定项目。GB/T 12583-1998 表2判断PB点的PDb(l+5%)P.N(kgf) 98 (10) 108(11) 118 (12) 127(13) 137 (14) 157 (1 6) 177 (18) 196(20) 216(22) Db 0.22 0.23 0.23 0.24 0.25 0.26 0.27 o. 28 0.29 0+5%) .mm P.NCkgf) 235(24) 255

20、(26) 275(28) 294(30) 314(32) 333(34) 353(36) 373(38) 392(40) Db 0.30 0.30 o. 31 o. 32 0.33 0.33 0.34 0.35 0.35 o十5%).mmP.N(kgf) 412(42) 431(44) 461(47) 490(50) 510(52) 530(54) 559(57) 588(60) Db 0.36 0.36 0.37 0.38 0.39 0.39 0.40 0.40 0.41 0+5%).mm P.NCkgf) 637(65) 667(68) 696(71) 726(74) 755(77) 78

21、4(80) 834(85) 883(90) 932(95) Db o. 42 0.42 0.43 0.44 0.44 0.45 0.46 0.47 0.47 0+5%).mm P.N(kgf) 981(100) 1 020(04) 1 069(09) 1 118(114) 1167(19) 1 236 (126) 1 294(32) 1 363(39) 1 432(46) Db 0.48 0.49 0.50 0.50 0.51 o. 52 0.53 0.54 o. 55 0+5%) .mm P.N(kgO 1 500(53) 1 569(60) 1 667(70) 1 765(80) 1 86

22、3(90) 1 961(200) Db 0.56 o. 57 o. 58 0.59 0.60 o. 61 0+5%).mm 9. 10 烧结点PD的测定按表1的负荷级别，一般从784N (80 kgO开始，逐级加负荷进行一系列的10s试验，记录所测得的磨痕直径，直到发生烧结。在发生烧结的负荷下进行一次重复试验。如果两次试验均烧结，则此试验负荷即为烧结点。如不发生烧结则在较高一级负荷下进行新的试验，井重复进行直至确定烧结点。注1 当由于金属的转移影响了试验钢球所形成的磨痕表面时，其磨痕直径的测量是困难的。此时应将金属转移物去掉再测定。如果磨痕边缘模糊或不规则不好测定时，则用估算法确定磨痕直径。2

23、 发生烧结时，应立即关闭电机，否则会损坏机器，试验钢球和夹头之间也会产生严重擦伤。可用下列方法判断是否烧结:a)摩擦力记录仪指示笔剧烈地振动;b)电机噪音增加;c)油盒冒烟;d)负荷杠杆突然下降。9.11 负荷磨损指数LWI的测定9. 11. 1 按9.9测定最大元卡咬负荷PB并按表l确定PB属于哪一级负荷，然后从PB点高一级的负荷做起.逐级加大负荷做一系列的10s试验，直到发生烧结。查补偿线上校正负荷总表，见表3.并按式(3)计算出负荷-磨损指数LWI。在大量筛选试验时可用附录A的负荷-磨损指数LWI快速计算法进行估算。注:查表3时应注意PB点的靠级，如果测得的PB点在表1的两个负荷之间，应

24、先将PB靠低一级负荷。如PB=1667 N070 kgO.则靠PB=1569N(160kgO.然后再查补偿线上校正负荷总表。G/T 12583-1998 表3补偿线上校正负荷总表NCkgf) 最大元卡烧结点PD咬负荷4903 3922 3089 2 452 1 961 1 569 1 236 981 784 PB (800) (620) (500) (400) (315) (250) (200) (1 60) (126) (100) (80) 1 961 5 717 6 266 6707 7060 7 345 7 551 (200) (583) (639) (684) (720) (749)

25、(770) 1 569 4020 4570 5011 5364 5 648 5854 6 031 (60) (410) (466) (511) (547) (576) (597) (615) 1 236 2 646 3 195 3 633 3 991 4266 4 481 4648 4 795 (26) (269.8) (325.8) (370.5) (407) (435) (457) (474) (489) 981 1 566 2 116 2 554 2909 3 190 3402 3573 3707 3824 (100) (159. 7) (215.8) (260. 5) (296. 7)

26、 (325.3) (346.9) (364.4) (378) (390) 784 702 1 252 1 691 2046 2326 2532 2709 2844 2 961 3050 (80) (71.6) (1 27.7) (1 72.4) (208.6) (237.2) (258.2) (276.3) (290) (302) (311) 618 550 988 1 343 1 624 1 835 2007 2146 2 259 2347 2 419 (63) (56. 1) (100.8) (137) (1 65.6) (187. 1) (204.7) (218.8) (230.4) (

27、239. 3) (246. 7) 490 438 793 1 074 1 285 1 457 1 595 1 709 1 796 1 869 (50) (44. 7) (80.9) (109.5) (1 31) (148. 6) (1 62.7) (1 74.3) 083.2) (190.6) 392 355 635 847 1 019 1 157 1 271 1 359 1 431 (40) (36.2) (64.8) (86.4) (1 03.9) (118) (129. 6) (138.6) (145.9) 314 280 492 664 802 916 1 004 1 076 (32)

28、 (28.6) (50.2) (67. 7) (81.8) (93. 4) 002.4) 009. 7) 235 212 383 522 635 724 795 (24) (21. 6) (39.1) (53.2) (64.8) (73. 8) (81. 1) 196 173 310 424 512 581 (20) 07.6) (31.6) (43.2) (52.2) (59.2) 157 138 252 339 412 (1 6) (14. 1) (25.7) (34.6) (42) 127 114 202 274 (13) (11.6) (20.6) (27.9) 98 88 160 (

29、10) (9.0) (16.3) 78 73 (8) (7.4) 9.1 1. 2 如果某些试样所测得的磨痕直径全部在DbC1十5%)以上，则在烧结点以前应按负荷级别做十次试验，按式(3)计算负荷-磨损指数LWI。10 计算和报告10.1 最大元卡咬负荷PB:按9.9测定并报告最大无卡咬负荷PB，NCkgf)。10.2 烧结点PD:按9.10测定并报告烧结点PD，N(kgf)。10.3 负荷-磨损指数LWI10.3.1 按式(3)计算和报告负荷磨损指数LWI,N(kgf): GB/T 12583 1998 A十A2A 1.WI骂骂一-一日一10 10 ( 3 ) 式中:A一一-烧销点前十次试膛

30、的校正负荷总和，N(kgf); A1一一千补偿线上的校正负荷之和，NCkgf); A2一一最大元卡咬负荷之后的校正负荷之和，NCkgf)。注:如果该试验结果符合补偿线，则Ai可定义为:烧结点前补偿线上校正负荷之和A1和非补偿线上校正负荷之和息相加之利，总共十次试验负荷级。10.3.2 校正负荷1J最大无卡晓负荷之后和烧结点之间每次试验的校在负荷I勺.NCkgf)，按式(4)计算:1 L L =-c:. x ( 4 ) 式中:1.一试验负荷。如果用杠杆式四球机，则L为陆间和陆码嫩总蘸力乘杠杆臀点比，N(kgf); Dh叫一一赫兹直径，mm;r一一由试验所测得的平均磨癌直径，mmo如果最大x卡咬负

31、荷及其低于最大元卡咬负荷的磨痕直径在不高于补偿线的5%范圈内，可假崽其磨痕直径与补偿直径相当。因此，这部分试验不必进行，其校正负荷因从我3最大无卡咬负荷和烧结点的交叉点黯f辱。例如，试样的最大元1号眈负荷为510N (52 kgO，接着做618，784，981，1236和1569 N (63，80，100，126和160kgf)负荷的试瑜，烧销点是1961 N (200 kgf) 0从表3可以至挺得10490 N和PD1 961 N (50 kgf和200kgO的交叉点为1457NC1 48. 6 kgO。此值为补偿线上的校正负荷总和。它是利用补偿线分别求出490，392，314，235和19

32、6N(50，40，32，24和20kgO负荷的磨痕直径，闹得到的各级校正负荷之和。非补偿钱部分的校正负荷按式(4)避级计算。11 糟度和偏差如果试验结果符合补偿锚，则按下列规定判断试验结果的可靠性(95%的置信水平)。11. 1 重复性值:问一操作者，用问一台设街，问样品，在规定的条件下，连续两次试验结果之差不得超过下列数最大元卡晓负荷:平均值的15%; 烧结点:级负荷增量;负荷-磨损指数:平均值的17%。11. 2 再现性不间的操作者，在不同的，用同一样品，在规定的强件下，两个实验室的独立试验结果之提不得超过下列数值2最大元卡咬负荷:平均值的30%;烧结点:一级负荷增量;负荷-磨损指数:平均

33、值的44%。11. 3 本标准没有建立烧结点太子3922 N(400 kgO柏树脸结果不符合补偿钱的样品的精密度。11.4 偏援因为没有合适的数据用于本标准，所以没有确定其偏楚。G/T 12583-1998 附录A(提示的附录)负荷，磨损指数(LWl)快速计算法A1 范围本方法适用于润滑剂负荷-磨损指数LWI的快速计算，尤其是对大批量样品的筛选。A2 试验步骤A2.1 测定PB按本标准9.9测定最大元卡咬负荷PBOA2.2测定PD按本标准9.10测定烧结点PDOA3 LWl计算按下列公式计算LWI，计算时首先考虑PB和PD的级差。A3. 1 当PB与PD的级差运2时LWI = o. 230PB + o. 130PD A3. 2 当PD二三9.8X 620 N或PB与PD的级差二三8时LWI = o. 184PB十0.092PD十4.9 A 3. 3当PD运9.8X160N时L讥1= 0.116 O(PB十PD)A3.4当9.8X200 N ,.PD,. 9. 8X500 N时LWI = o. 116(PB + PD) + 3.6 . ( A1 ) .( A2 ) .( A3 ) . ( A4 )