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本标准编号为 D1367-96(2001 年重新批准,2006 年编辑增加第 2 节),归属于 ASTM 委员会 D02(石油产品与润滑剂)下属 D02.L 分委会。标准最早于 1955 年发布,历经多次修订,本版为 1996 年更新版。需要特别注意的是,该标准在出版时已附带说明可能已被取代或废止,使用者应通过 ASTM 官网确认最新有效版本,避免使用过时文件带来的技术风险。
标准全称为“石墨润滑品质的标准试验方法”,但实质内容聚焦于评价用于润滑目的的石墨的磨蚀性能。方法通过测定石墨颗粒在循环过程中对球轴承造成的质量损失,来间接评估其磨损特性。标准明确指出,该试验结果仅在规定的条件下具有相对可比性,若改变试验参数,相对评级可能发生变化,且目前尚未建立该方法与实际现场服役性能之间的关联。因此,本标准主要适用于石墨生产商的质量控制、润滑配方筛选以及同类产品的横向比较,不宜直接用于预测实际设备中的润滑寿命。
本方法的试验原理是将待测石墨样品以 15% 的质量比悬浮于低粘度石蜡油中,并通过专用测试装置使悬浮液强制循环流过一套标准球轴承。轴承外圈固定,内圈由电机驱动以每分钟 1750 转的速度旋转,连续运转 2 小时。如果石墨颗粒本身具有磨蚀性(例如含有硬质杂质或晶体棱角尖锐),将会在轴承滚动接触面上产生微切削与磨粒磨损,导致轴承金属损失,表现为试验前后轴承质量下降。通过精密称量失重,即可量化石墨的磨蚀程度。
具体试验步骤包括:选取无密封双列球轴承(内径 12.00 mm、外径 32.0 mm、宽度 15.875 mm,每列含 7 颗直径 5.97 mm 的钢球),用溶剂彻底清洁并干燥后,用分析天平称量至 0.1 mg。然后将轴承安装在测试仪的轴承座组合上,该组合包含传动轴、叶轮及导流管。在 400 mL 格里芬烧杯中配制 15%(质量分数)的石墨-石蜡油混合物,充分搅拌使石墨均匀悬浮。将烧杯放置于支架上,调整轴承座使其浸入悬浮液中,启动电机并稳定在 1750±50 r/min,持续运行 2 h。试验结束后,拆卸轴承,使用石油醚等溶剂洗去残留油和石墨,干燥后再称重。前后两次质量之差即为磨损质量损失。建议进行双份平行试验并取平均值,以提高结果的可靠性。
下表汇总了标准中规定的试验轴承关键尺寸与公差,以及试验操作的主要控制参数。所有数据均取自标准原文,是执行本方法时必须严格遵守的技术底线。
| 参数 | 规定值 | 转换值(英制) | 公差/备注 |
|---|---|---|---|
| 轴承类型 | 双列无密封球轴承 | — | 钢保持架 |
| 内径 | 12.00 mm | 0.4724 in | — |
| 外径 | 32.0 mm | 1.2598 in | — |
| 宽度 | 15.875 mm | 0.6250 in | — |
| 钢球直径 | 5.97 mm | 0.235 in | 每列 7 颗 |
| 球数(每列) | 7 | — | 共 2 列,合计 14 颗 |
| 参数 | 规定值 | 单位/备注 |
|---|---|---|
| 轴转速 | 1750 ± 50 | r/min(转/分) |
| 运转时间 | 2 | h(小时) |
| 石墨含量 | 15 | %(质量分数) |
| 石蜡油粘度 | 20 | 运动粘度(单位未明确,一般为 mm²/s) |
| 混合物总量 | 约 400 | mL(使用格里芬烧杯) |
| 试验温度 | 未控制 | 建议记录实验室环境温度 |
在工程实际中,本标准主要用于石墨原料的进厂检验与润滑产品研发阶段的相对筛选。例如,石墨生产商可依据该方法将产品分为低磨蚀、中磨蚀、高磨蚀等级别,帮助下游用户选择合适的牌号。在配方开发中,工程师可对比不同来源或处理工艺的石墨对轴承的磨损程度,从而优化润滑组合物的成分。然而,应用时需牢记:该方法仅提供一种加速磨损条件下的相对排名,并不等同于实际工况下的长期表现。
操作中的关键注意事项包括:轴承属于一次性使用件,磨损后表面形貌已改变,严禁重复使用。石墨粉末的粒度与形状对试验结果有潜在影响,标准虽未强制规定,但建议用户记录并控制样品粒度分布,以实现批次间可比性。悬浮液必须在使用前充分搅拌并持续循环,防止石墨沉降;若发现浓度明显偏离 15%,应重新配制。称量天平精度至少为 0.1 mg,操作时应防止静电与气流干扰。此外,安全方面不可忽视:石墨粉尘吸入可致呼吸道刺激,建议在通风橱内称量和混合;矿物油在长时间运转中可能升温,应避免接触热表面。