ICS 75.100
E 30
荡冒
中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准
Gs/T 12583-1998
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
(four-ball method)
1998一12一08发布 1999一05一01实施
国 家 质 量 技 术 监 督 局 发布
GB/T 12583-1998
前 言
本标准等效采用ASTM D2783-1988(1993)"((润滑剂极压性能测定法》对GB/T 12583-199。进
行修订 。
本标准与ASTM D2783-1988(1993)`,的主要差异:
1,增加了最大无卡咬负荷尸。测定法;
2.增加了附录A“负荷一磨损指数LWI快速计算法”。
本标准对GB/T 12583-1990的修订内容:
1.增加附录A“负荷一磨损指数LWI快速计算法”;
2.用计算法确定P:点的P-De(1+50a)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释。
本标准首次发布于199。年12月
中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准
润 滑 剂 极 压 性 能 测定 法
(四 球 法)
GB/T 12583-1998
Standard test method for measurement of extreme-
pressure properties of lubricating fluids
代替 GB/T 12583- 1990
(four-ball method)
范围
1门 本标准规定了测定润滑剂极压性能的
方法
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,可做下列三种试验。
1.1. 1 负荷一磨损 指数 LWI
1.1.2 烧结点 PD.
1.1.3 最大无卡咬负荷 PBo
1.2 本标准适用于润滑剂 。
1.3 本 标准涉及某些有危险性 的
材料
关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料
、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施并确定有适用性的
管理制度
档案管理制度下载食品安全管理制度下载三类维修管理制度下载财务管理制度免费下载安全设施管理制度下载
。
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 溶剂油
3 术语
本标准采用下列术语
3.1 负荷一磨损指数 load-wear index(LWI)
在所加负荷下润滑剂使磨损减少到最小的极压能力指数。在本试验条件下,它等于在烧结点以前按
。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 (PD)
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: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4 mm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 Hertz scar diameter(D,,)
在静负荷下,由钢球弹性变形所引起的压痕平均直径。它可由式(1)或式((2)计算:
国家质.技术监督局1998一12一08批准 1999一05-01实施
GB/'r 12583- 1998
Dn= 4.08 X 10-'P ... .............................. ( 1)
式中:尸一一静负荷,N;
D,,— 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-'P"= ........................... -( 2)
3. 5 补偿直径 compensation scar diameter(D6)
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 line
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
?
?
?
?
?
?
?
??
?
?
?
接钱线
负荷,N(kgf)
ABE:一补偿线;B-最大无卡咬点;BC一初期卡咬区;CD一立即卡咬区;D-烧结点
图1 负荷一磨损曲线简图
3.7 补偿线 compensation line
它是双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,如甲基苯基硅油、抓化甲基苯基硅油、硅苯撑、苯基醚以及某些石
油和氯化石蜡的混合物
3.8 最大无卡咬负荷 last nonseizure load(Pn)
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 500
3. 9 初期卡咬区 incipient seizure or initial 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。
4 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1 760 r/min士40 r/min。试样温度为18-35'C。按本标准的规定逐级加负荷,做
一系列的10 s试验直至发生烧结。烧结点以前做十次试验。如果最大无卡咬负荷和烧结点之间的试验
不足十次,且最大无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1
AB部分),则这部分的试验不必去做,其校正负荷可查表3得到,这时可假定最大无卡咬负荷及其以前
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。最大无卡
咬负荷 和烧结点 的曲线见图 1,
表 1 四球机极压试验记录
GB/T 12583 试验编号: 送样单位:
试样名称 : 试验 日期 :
1 2 3 4 5 6 7
负荷级别 负荷L
刊(kgl)
平均磨痕直径,
m m
补偿直径Dn
m m
LD、系数
校正负荷LDn/a
N(kgf )
计 算
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
59(6)
78(8)
98(10)
127(13)
157(16)
196(20)
235(24)
314(32)
392(40)
490(50)
618(63)
784(80)
981(100
1 236(126)
1 569(160
1 961(200
2 452(250
3 089(315)
3 922(400
4 903(500
6 080(620
7 845(800
0.21
0. 23
0.25
0.27
0.28
0.31
0.33
0.36
0.39
0.42
0.46
0.50
0. 54
0.59
9.32(0.95)
13.73(l.40)
18.44(1.88)
26.18(2.67)
34.52(3.52)
46.48(4.74)
59.33(6.05)
86-98(8.87)
117.28 (11.96 )
157-88(16.10)
214-36(21-86)
294. 96(30.08)
397-14(40-50)
541.29(55-20)
743-29(75-80)
1 002-17002.20)
1 348.33(137.50)
1 834.70(187-10)
2 529. 95 (258. 00)
3 402-68(347-00)
4 530. 37(462. 00)
6 364. 09(649. 00)
查表 3
A,
计算
A,今
、,一A, } A,10
试 验结果
Pa= N (kgf )
P。二 N(kgf)
LW7= N(kgf)
操作者 :
校 核
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
61 四球极压试验机
四球 极压试 验机可以是液压式也可 以是杠杆式 ,主轴转速需满 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.
Gs/T 12583-1998
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
6.2
6.3
6.4
7
7.1
7.2
7.3
66.
1一顶球 夹头;2-螺母 ;3一试验钢球 ;4-摩擦 力杆 ;5一 隔板;
6 止推轴承;7 负荷;8 油盒
图2 四球机油盒装置示意图
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. 01 mm.
计时器:精确至。. 1 so
摩 擦力记录仪。
材料
石 油醚:60-90 C,符合 Gs 1922中的 NY-90要求
溶剂油:符合Gs 1922中的NY-190要求。
试 验钢球:四球机专 用试验钢球。优质铬合金轴承钢 GCr15A,钢球 直径 12. 7 mm,硬度 HRC64-
8 试验 的准备
8.1 在通 风柜内用溶剂油清洗试验钢球 、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
醚洗两次 ,然后吹干备用 。清洗后 的试验钢球应光 洁无锈斑
注 :不要用 四氧化碳 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1 760 r/min士40 r/min,空转2-3 min。调整好计时
器。
杠杆式四球机 :提升杠杆臂 ,并 由锁 紧装 置把杠杆臂固定在提升 的位 置,打开 电源,空转 2^ "3 mine
调 整好计时器。
9 试验
步骤
新产品开发流程的步骤课题研究的五个步骤成本核算步骤微型课题研究步骤数控铣床操作步骤
9门 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。把试样倒人油盒内 ,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士7N"m(6.93k妙·m士。.71kgf"m)时可提高重复性;
当施加的扭矩近似于 136 N " m(13.87 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
cB/T 12583-1998
夹头有咬伤痕迹,应及时更换。
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18-35'C.
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 把隔板置于油盒和止推轴承之间,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,缓缓加祛码。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105士。.2 so
注 :四球机主轴 的制 动时间不计算在 内
9.7 取下油盒 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,把试验钢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。. 01 mm }
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. 01 mm,
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,操作者应仔细观察油盒内的三个试验钢球,如果三个试脸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 最大无卡咬负荷 尸B的测定’〕
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 无卡咬负荷为止。
本标准提供了用以判断P。点的P-De(1+5%)数值表,见表2。例如某试样在784 N(80 kgf)负荷
下测量的磨痕直径为。.47 mm,查表2得知在7 84 N (80 kgf )负荷下D, (1+5%)为。45 mm,则可断定
该试样的P。值小于784 N(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(1
+5%),则该负荷即为 Pa点。
注
1 测定 P。点的级别见表2, Pd点在 392 N(40 kgf)以下精确至20 N(2 kgf) ;402N(41 kgf)-784 N(80 kgf)精确至
29 N(3 kgf);794 N(81 kgf)^-1 177 N(120 kgf)精确至‘9 N(5 kgf);1 187 N(121 kgf)^-1 569 N(160 kgf)精确
至 69 N(7 kgf);1 569 N(160 kgf)以上精确至 98 N(10 kgf),
2 当用摩擦力 测量仪时 ,最大无卡 咬负荷 可由记录笔逐渐横向移动看 出。
采用说 明:
11 ASTM D2783--1988(1993)"是以最大无卡咬负荷作为测定负荷一磨损指数LWI中的一个参数,而本标准增订了
最大无卡咬负荷 尸R点测 定项 目。
GB/T 12583-1998
表 2 判断 Pa点的 P-De<1+5%)
P,N(kgf)
D‘
(1+5%),mm
98(10)0.22 108(11) 0.23 118(12) 0.23 127(13) 0.24 137(14) 0. 25 157(16) 0. 26 177(18) 0.27 196(20) 0.28 216(22) 0. 29
P,N(kgf)
D
(1+5%), mm
235(24)
0. 30
255(26)
0.30
275(28)
0. 31
294(30)
0.32
314(32)
0.33
333(34)
0.33
353(36)
0.34
373(38)
0. 35
392(40)
0. 35
P,N(kgf)
A
(1+5%)...l
}412(42)431(44)
0.36
461(47)
0. 37
490(0)
0.38
510(52)
0. 39
530(54)
0.39
559(7)
0.40
588(60)
0. 40
618(63)
0.41
尸,N(kgf)
D,
(1+5%) ,mm
637(65)
0.42
667(68)
0. 42
696(71)
0.43
726(74)
0. 44
755(77)
0. 44
784(80)
0.45
834(85)
0. 46
883(90)
0.47
932(95)
0. 47
P,N(kgf)
De
(1 +5%),mml
991(100) 1 020(104)
0.49
1 069(109)
0.50
1 118(114)
0.50
1 167(119)
0.51
1 236(126)
0. 52
1 2q立门 77)1 363(139)
0. 54
1 432046)
0. 550. 530. 48
P,N(kgf)
从
(1+5%),mnn
1气nn门 S又)1 sFO(1an)1 667(170)
0.58
1 765(180
0.59
1 863(190
0. 60
1 9A1 (200
0. 56 0.57 0.61
9.10 烧结点 PD的测定
按表1的负荷级别,一般从784 N(80 kgf)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,并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 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 负荷一磨损指数LWI的测定
9.11.1 按9. 9测定最大无卡咬负荷PB,并按表1确定PB属于哪一级负荷,然后从P: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)计算出负荷一磨损指数LWI e
在大量筛选试验时可用附录A的负荷一磨损指数LWI快速计算法进行估算。
注:查表 3时应注意 尸。点 的靠级 ,如果测得的 尸。点 在表 1的两个负荷 之间 ,应 先将 尸B靠低一 级负荷 。如 尸。=
1 667 N(170 kgf),则靠 PB=1 569 N(160 kgf),然后再查补偿线上校正负荷总表。
Gs/T 12583-1998
表 3 补偿线上校正负荷总表 N (kgf )
最大无卡
咬负荷
尸B
烧结 点 尸。
7 845(800))6::{4 903(500)3 922(400)330(31:一)2::::2::{11 569(160)112(12:一〔{::)784(80)
)2:::一5717583)一6::一一6;:一7 060(720)7 345(749)7(7一::
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一l
:1;:一 2 646(269. 8) 3 195(326. 8) 3 633(370. 5) 3 991(407)一4243:一4 481(457)一4{;一)4;:一 }
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618(63) (550(56.1) 988(100.8) :,;:: 1 624(165. 6) 1 835(187.1) 2 007(204. 7) 2 146(218.8) 2 259(230. 4) 2 347(239. 3) 2 419(246. 7)
490(50) ‘438(44. 7)(793(80.9) 1 074(109. 5 ) 11 285(131) 1 457(148. 6 )
1 595
(162. 7 )
1 709
(174.3)
1 796
(183. 2 )
1 869
(190. 6)
392(40) (355(36. 2)(635(64.8)(847(86.4) 1 019(103-9) 11 157(118)
1 271
(129. 6)
1 359
(138. 6)
1 431
(145.9)
314(32) (280(28.6)(492(50. 2)(664(67. 7)802(81.8)(916(93.4) 1 004(102.4) 1 076(109. 7)
235(24) 212(21.6)(383(39.1)(522(53.2)(635(64. 8)(724(73.8)(795(81.1)
196(20) (173(17.6)(310(31.6)424(43.2)512(52.2)581(59.2)
157(16) (138(14.1)(252(25. 7)(339(34.6)412(42)
127(13)
}
(114(11.6)(202(20.6) 274!(27.9)
(::) (88(9-0)(160(16. 3)
78(8)
l
(73(7.4)
9.11.2 如果某些试样 所测得的磨痕直径全部在 D,, (1+50o)N上 ,则在烧结点 以前应按 负荷级别做 t
次试验 ,按 式((3)计算 负荷一磨损 指数 LWI o
计算和
报告
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1 最大无卡咬负荷P?:按9.9测定并报告最大无卡咬负荷Pa,N(kgf),
2 烧结点Pp:按9.10测定并报告烧结点Po,N(kgf),
3 负荷一磨损指数LWI
3.1 按式(3)计算和报告负荷一磨损指数LWI,N (kgf)
??
?
??
??
??
Gs/T 12583-1998
LW I=
A,+ Ae
10 _A10 (3 )
式中:A— 烧结点前十次试验的校正负荷总和,N (kgf) ;
A,— 补偿线上的校正负荷之和,N (kgf) ;
A2— 最大无卡咬负荷之后的校正负荷之和,N(kgf) o
注:如果该试验结果符合补偿线,则A可定义为 烧结点前补偿线上校正负荷之和A,和非补偿线上校正负荷之和
A:相加之和,总共十次试验负荷级。
10-3.2 校正负荷P,
最大无卡咬负荷之后和烧结点之间每次试验的校正负荷P, , N (kgf ),按式(4)计算:
P,一L丛 (4)
式中:L— 试验负荷。如果用杠杆式四球机,则L为祛码和硅码盘总重力乘杠杆臂之比,N (kgf) ;
D,— 赫兹直径 ,mm;
二— 由试验所测得 的平均磨 痕直径,mm.
如果最大无卡咬负荷及其低于最大无卡咬负荷的磨痕直径在不高于补偿线的5%范围内,可假定
其磨痕直径与补偿 直径相当。因此 ,这部分试验不必进行 ,其校正负荷可从表 3最大无卡咬负荷和烧结
点的交叉点查得。例如,试样的最大无卡咬负荷为 510 N (52 kgf),接着做 618,784,981,1 236和
1 569 N (63,80,100,126和16o kgf)负荷的试验,烧结点是1 961 N(200 kgf)。从表3可以查得Pn
490 N和Pn 1 961 N(50 kgf和200 kgf)的交叉点为1 457 N(148-6 kgf)。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196 N(50,40,32,24和2o kgf)负荷的磨痕直径,
而得到的各级校正负荷 之和。
非补偿线部分的校正负荷按式(4)逐级计算。
11 精密度和偏差
如果试验结果符合补偿线,则按下列规定判断试验结果的可靠性((95%的置信水平)。
11., 重复性
同一操作者 ,用 同一台设备 ,同一 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
值 :
最 大无卡咬负荷 :平 均值的 15%;
烧结 点:一级负荷增量 ;
负荷一磨损指数:平均值的17 0o
11.2 再 现性
不同的操作者,在不同的实验室,用同一样品,在规定的条件下,两个实验室的独立试验结果之差不
得超过下列数值 :
最大无卡咬负荷:平均值的30%;
烧结点 :一级负荷增量 ;
负荷一磨损指数:平均值的44%,
11. 3 本标准没有建立烧结点大于3 922 N(400 kgf)和试验结果不符合补偿线的样品的精密度
11.4 偏差
因为没有合适的数据用 于本 标准 ,所 以没有确定其偏差。
cs/T 12583-1998
附 录 A
(提示的附录)
负荷一磨损指数(LWI)快速计算法
A1 范围
本方法适 用于润滑剂负荷一磨损指数 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 尸。
按本标准9. 9测定最大无卡咬负荷Pd,
A2.2 测定 尸D
按本标 准 9.10测定烧结 点 PD.
A3 LWI计算
按下列公式计算LWI,计算时首先考虑P?和PD的级差。
A3. 1 当 P。与 PD的级差<2时
I,W I= 0. 230Pg+ 0. 130PD
A3.2 当PD>-9. 8X620 N或P。与PD的级差)8时
LWI= 0. 184PB+ 0. 092P,+ 4. 9
A3. 3 当PD<9.8X160 N时
LWI= 0.116 0(P}+ PD)
A3.4 当9.8 X 200 N
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