CN101273117A - 耐水润滑脂、该润滑脂封入式滚动轴承和轮毂轴承 - Google Patents

Abstract

本发明提供即使在轴承运转时水混入到润滑脂中这样恶劣的润滑条件下，也使使用了机械结构用碳钢等的轴承的耐表面起点型剥离性提高的耐水润滑脂和使用了该润滑脂的显示出长寿命的滚动轴承与轮毂轴承。本发明涉及耐水润滑脂和封入了该润滑脂的滚动轴承和轮毂轴承，该耐水润滑脂是将非水系基油、增稠剂、作为添加剂的水分散剂配合而成，能够分散在该耐水润滑脂中的饱和水分量为30～60重量％，而且能够使水分散在耐水润滑脂中的水分散剂为表面活性剂，非水系基油为矿物油，增稠剂为脲系化合物。

Description

耐水润滑脂、该润滑脂封入式滚动轴承和轮毂轴承

技术领域

本发明涉及在具有水混入危险的环境下使用的轴承中封入的耐水润滑脂、封入了该润滑脂的滚动轴承和轮毂轴承(hub bearing)。

背景技术

能够作为在水浸入的环境下使用的轴承的代表例而列举的汽车的车辆用轴承(轮毂轴承)，到20世纪80年代，为了提高组装性，汽车制造商开始采用使背面对合轴承的外轮一体化而成的双列角接触球轴承或双列圆锥滚子轴承。其被称作第一代轮毂轴承。通过将外轮一体化，轴承组装时将初期轴向间隙设定成适当值，因此往汽车上组装时不需要预压调整。此外，还开发了在第一代的外轮上设置有法兰部的称作第二代轮毂轴承的双列轴承。这是仅采用标准轴承在轻量化和尺寸降低方面存在极限，通过与作为轴承的周边部件的轴(轮毂轮)、联轴套(转向节)进行单元化而实现了减少部件个数和轻量化的结果。通过将向转向节的固定由压入变成螺栓紧固，往车体上装配也变得容易。此外，第三代轮毂轴承将轴(轮毂轮)与轴承内轮一体化，减少毛边的同时进一步提高生产线的装配性。最近也开发了将轮毂轴承与等速联轴器一体化的***轮毂联轴器。

近年的汽车用轮毂轴承，考虑向车体的装配操作性、轻量化、小型化，最近第二代和第三代的轮毂轴承的采用在增加。

若着眼于轴承材质，在第一代时内外轮均采用轴承钢(例如SUJ2)，而对于在外轮上设置有法兰的第二代、第三代的轮毂轴承，使用锻造性好且价廉的S53C等机械结构用碳钢。机械结构用碳钢通过对轨道部实施高频热处理，确保了轴承部的滚动疲劳强度。但是，由于合金成分少，因此表面强度弱，对表面起点剥离的耐性比轴承钢差。因此，在与第一代相同的润滑方式下，在使用条件恶劣的场合有过耐久性差。

从其用途出发，轮毂轴承不仅是在晴天的行驶中，也在雨天、差路、海岸的行驶等使用环境非常差的条件下使用。通过密封来抑制水和异物侵入轴承内还不彻底。因此，水和异物侵入轴承内便不可避免。此外，从节能的观点出发，也要求轮毂轴承的低扭矩化。作为其方法之一，考虑密封的轻接触化。因此，水侵入的可能性进一步提高，轴承内的润滑状态变差。该问题在各代中是共通的，对于轴承材料使用结构用钢的第二代、第三代和***的轮毂轴承，润滑状态差则表面起点型剥离产生的危险性更大。

对于耐水润滑脂的改进，已知通过采用低粘度基油来降低转矩(参照专利文献1)、给予导电性以除去静电(参照专利文献2)，但用于在水混入到润滑脂中时维持轴承性能的研究尚未进行。

如果水混入轴承中则产生以下问题。水滴浸入负荷区域时，油膜中途断开，在润滑性方面不利；由于油膜中途断开而产生金属接触，存在产生磨耗、表面起点型剥离(剥离、蹭脏等)、早期剥离的危险。所谓早期剥离，是指在表面附近伴有白色组织变化的剥离、在滚动体的滚动方向和与其相反的方向上在表面附近龟裂发展的剥离。此外，由于轴承内的水的存在状态，在轴承内部产生锈。

专利文献1：特开2003-239999号公报

专利文献2：特开2004-169862号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明是为了解决上述问题而完成的研究，其目的在于提供即使在轴承运转时水混入润滑脂中这样恶劣的润滑条件下，提高使用了机械结构用碳钢的轴承的耐表面起点型剥离性的耐水润滑脂和使用了该润滑脂的显示出长寿命的滚动轴承和轮毂轴承。

用于解决课题的方法

本发明的耐水润滑脂是将含有非水系基油和增稠剂的基础润滑脂与添加剂配合而成的耐水润滑脂，其特征在于：上述添加剂至少含有能够使水均匀地分散在该耐水润滑脂中的水分散剂，该水分散剂的配合量是能够使能分散在该耐水润滑脂中的饱和水分量为30～60重量％的量。

本发明中，所谓饱和水分量，是指能够使作为微小粒子的水分散在润滑脂中的最大的水分量。

其特征在于：能够使水分散在耐水润滑脂中的水分散剂是表面活性剂。

其特征在于：上述表面活性剂是选自磺酸钙和失水山梨糖醇单油酸酯中的至少1种。

其特征在于：相对于上述基础润滑脂100重量份，分别配合0.5～2重量份的上述磺酸钙、0.2～1重量份的失水山梨糖醇单油酸酯。其特征在于：单独使用时，配合1.5～4重量份的磺酸钙、0.4～2重量份的失水山梨糖醇单油酸酯。

其特征在于：上述添加剂含有二硫代磷酸锌和胺系抗氧化剂。

其特征在于：相对于上述基础润滑脂100重量份，分别配合有2重量份的上述二硫代磷酸锌、1重量份的上述胺系抗氧化剂。

其特征在于：上述磺酸钙的碱值为50～500。本发明中，所谓碱值表示1分子中含有的碱性物质的量，是根据JIS K 2501中规定的方法测定的数值。

其特征在于：构成本发明的耐水润滑脂的非水系基油是矿物油，增稠剂是下述式(1)表示的脲系化合物，并且相对于上述基础润滑脂100重量份，配合1～40重量份。

[化2]

(式中，R²表示C_6-15的芳香族烃基，R¹与R³分别表示选自脂环族烃基和芳香族烃基中的至少一种烃基)。

上述水分散剂，其特征在于：在相对于上述基础润滑脂、水分散剂和水的合计量，含水率为20重量％时测定的由上述水分散剂分散的水的粒径为50μm以下。

本发明中，水的粒径是对在负荷600N下压展在玻璃板上的含水率20重量％的基础润滑脂中分散的水滴的直径用显微镜测定而得到的数值。

本发明的滚动轴承，其特征在于：具有内轮与外轮、和存在于该内轮与外轮间的滚动体，在该滚动体的周围封入了上述耐水润滑脂。

本发明的轮毂轴承，其特征在于：是封入上述耐水润滑脂，具有由机械结构用碳钢制成的滑接部位的汽车用或铁道车辆用的轮毂轴承。其中，所谓滑接部位，是指例如在如后述的图2所示的轮毂轴承中，具有轮毂轮21与内轮22的内方构件25、作为外轮的外方构件23和存在于两构件间的双列的滚动体24、24的滚动接触部。另外，在轮毂轴承26中将本发明的耐水润滑脂封入到由内方构件25、外方构件23、和以密封两构件间并且沿轴向夹持双列滚动体24的形式安装的2个密封构件27、28所围成的环状空间中。

发明效果

本发明的耐水润滑脂，是封入到轴承中的耐水润滑脂，该润滑脂在含有非水系基油和增稠剂的基础润滑脂中配合能够使作为微小粒子的水分散在润滑脂中的分散剂，将能够分散在耐水润滑脂中的饱和水分量控制在30～60重量％，因此能够使浸入轴承中的水分散为微粒。因此，即使水混入到润滑脂中，也能够抑制阻碍油膜形成的水分的作用。

对于防锈作用，由于能够减少构成轴承的钢与块状的水成分的接触，因此能够抑制锈的产生。

此外，本发明的耐水润滑脂，通过配合分散剂，能够使浸入轴承中的水分散成粒径为一定值以下的微粒。因此，即使水混入到润滑脂中，也能够抑制阻碍油膜形成的水分的作用。

因此，能够抑制表面起点型剥离，即使润滑条件变得恶劣也能够使封入了润滑脂的轴承获得长寿命。

本发明的轮毂轴承，是具有由机械结构用碳钢制成的滑接部位的轮毂轴承，在该轮毂轴承中封入了上述耐水润滑脂，因此即使水混入到轮毂轴承中，也能够抑制阻碍油膜形成的水分的作用。因此，能够抑制表面起点型剥离，即使润滑条件变得恶劣也能够获得长寿命。

附图说明

图1是滚动轴承的截面图。

图2是轮毂轴承的截面图。

符号说明

1     滚动轴承

2     内轮

3     外轮

4     滚动体

5     保持器

6     密封构件

7     润滑脂

21    轮毂轮

21a   内侧滚行面

21b   小径阶梯部

21c   箍紧部

21d   车轮安装法兰

22    内轮

22a   内侧滚行面

23    外方构件

23a   外侧滚行面

23b   车体安装法兰

24    滚动体

25    内方构件

26    轮毂轴承

27    密封构件

28    密封构件

具体实施方式

对于使用其为机械结构用碳钢并且实施了高频热处理的材料构成一部分，在与滚动体的滑接部位具有该材料，在具有水浸入危险的位置使用的轴承的耐久性进行了研究。其结果发现，利用添加剂控制润滑脂对水的亲和性而最优化的轴承，即使水浸入轴承内轴承滑动面的润滑性能也不会降低而达到长寿命。发现通过使浸入轴承内的水在润滑脂内分散为微小水滴，能够将其吸收。

封入了润滑脂的轴承，该润滑脂通过配合能够使水在润滑脂中分散为微粒的分散剂从而使饱和水分量受控，发现即使水浸入，滚动接触部的润滑性能也不会降低而持续。这被认为是：饱和水分量受控的润滑脂，由于浸入的水成为微小的水粒子而分散在润滑脂中，被封闭到作为连续相的润滑脂中，因此不能阻碍润滑脂形成油膜，由此轴承的耐久性提高。本发明是基于该见识而完成的。

本发明的耐水润滑脂是通过在含有非水系基油和增稠剂的基础润滑脂中配合含有能够分散水的分散剂的添加剂而得到的耐水润滑脂，对浸入轴承中的水具有设定的亲和性。将表示该亲和性的数值称为“饱和水分量”，如下式所定义。

饱和水分量(重量％)＝可分散在润滑脂中的最大水分量×100/(润滑脂重量+可分散在润滑脂中的最大水分量)

在本发明的耐水润滑脂中，水分散剂的配合量是能够使上述式所示的该润滑脂的饱和水分量为30～60重量％的量，优选为40～50重量％的范围。如果为该范围，能够抑制水分阻碍油膜形成。

如果是使饱和水分量小于30重量％的水分散剂的配合量，难以吸收水分，浸入的水在轴承内部作为大的水滴存在，阻碍油膜形成。此外，如果是比60重量％大的配合量，在轴承内部过度保持大量的水分，产生锈。

此外，水分散剂，在相对于上述基础润滑脂、水分散剂和水的合计量，含水率为20重量％时测定的由水分散剂分散的水的粒径为50μm以下。如果是50μm以下的水滴，水分不会阻碍耐水润滑脂形成油膜。优选为30μm以下，更优选为5～25μm的范围。如果为50μm以上，阻碍油膜形成，使轴承寿命极度缩短。

作为本发明中能够使水均匀地分散在润滑脂中并且能够控制饱和水分量的分散剂，能够使用表面活性剂。将表面活性剂用于使水分散在润滑脂中而消除水分的危害，从而即使水浸入轮毂轴承中也不会产生油膜中断和生锈。浸入润滑脂中的水因表面活性剂而成为微小的水粒子，分散在润滑脂中。润滑脂作为连续相存在，因此认为没有产生油膜中断。

此外，同样地作为被连续相的润滑脂封闭的不连续相的水粒子与构成轮毂轴承主体的结构钢接触的概率也极低，认为以低概率附着在结构钢上的水粒子也因随轮毂轴承主体的旋转而运动的滚动体的旋转而立刻被作为连续相的润滑脂置换，因此不能使结构钢生锈。

能够用于本发明的表面活性剂，是在作为连续相的润滑脂中容易捕捉作为不连续相的水粒子的W/O(水相分散在油相(润滑脂)中的状态)型表面活性剂，表示表面活性剂与水和油的亲和性的程度的HLB(亲水亲油平衡)值优选为5～18的范围。

作为本发明中使用的表面活性剂，具体地说，可以列举聚亚烷基二醇系、羧酸亚烷基二醇酯系、羧酸聚亚烷基二醇酯系等二醇系表面活性剂，羧酸甘油酯系、羧酸聚氧化烯甘油酯系、羧酸甘油酯系等甘油系表面活性剂，聚甘油羧酸酯系、聚氧化烯甘油羧酸酯系等甘油基系表面活性剂，聚氧化烯烷基醚系、羧酸聚氧化烯烷基醚系等醚系表面活性剂，羧酸聚氧化烯烷基醚二酯系、失水山梨糖醇酯系等酯系表面活性剂，聚氧化烯硬化蓖麻油系、羧酸聚氧化烯硬化蓖麻油系等蓖麻油系表面活性剂，羧酸聚氧化烯三羟甲基丙烷系表面活性剂，金属磺酸盐系表面活性剂，失水山梨糖醇酯系表面活性剂等。

这些中，优选金属磺酸盐系表面活性剂、羧酸聚亚烷基二醇酯系表面活性剂或失水山梨糖醇酯系表面活性剂。特别优选磺酸钙和失水山梨糖醇单油酸酯。

金属磺酸盐系表面活性剂、羧酸聚亚烷基二醇酯系表面活性剂或失水山梨糖醇酯系表面活性剂可以在下述配合比例的范围内使饱和水分量达到30～60重量％的范围内。

能够用于本发明的表面活性剂的配合比例，相对于含有非水系基油和增稠剂的基础润滑脂100重量份，优选为0.4～4重量份。当少于0.4重量份时，由于不能使饱和水分量为30重量％以上，因此难以充分获得所期望的效果，此外，由于表面活性剂不足，水的粒径超过50μm，润滑脂的润滑油膜的形成变得不充分，因此难以充分地获得所期望的效果。另一方面，当超过4重量份时，产生饱和水分量超过60重量％的情况，油膜形成率等所期望的效果达到极限，此外，对于将水的粒径比50μm更微小化的水分散的效果，也达到极限，使轴承寿命等润滑脂特性降低。

本发明中添加到基础润滑脂中的添加剂中，作为能够使水分散在润滑脂中的水分散剂即表面活性剂，优选使用磺酸钙和失水山梨糖醇单油酸酯。

能够用于本发明中的磺酸钙，优选其碱值为50～500的范围。碱值表示1分子中含有的碱性物质的量，添加剂含有的Ca的量多时其为高的数值。碱性的磺酸钙不仅赋予防锈性能，而且能够赋予极压性能。

即，本发明中相对于基础润滑脂100重量份，配合0.5～2重量份磺酸钙时，碱值小于50时极压性能变得不充分，即使碱值超过500，也得不到这以上的效果。

能够用于本发明的失水山梨糖醇单油酸酯是非离子性的表面活性剂，表示表面活性剂对水和油的亲和性的程度的HLB值具有9左右，具有亲油性的性质，与上述磺酸钙一起用于确保耐水润滑脂中的基油的分散性。

本发明中作为表面活性剂的磺酸钙和失水山梨糖醇单油酸酯的配合量，相对于基础润滑脂100重量份，优选使磺酸钙为0.5～2重量份，使失水山梨糖醇单油酸酯为0.2～1重量份。

此外，单独使用时，优选配合1.5～4重量份的磺酸钙、0.4～2重量份的失水山梨糖醇单油酸酯。

通过在上述范围内将两者并用，能够将耐水润滑脂的饱和水分量控制在30～60重量％。此外，不必担心油膜形成率等所期望的效果达到极限，使轴承寿命等润滑脂特性降低等。

在本发明的耐水润滑脂中，可以配合其他添加剂。特别优选配合极压剂和抗氧化剂，优选使用二硫代磷酸锌作为赋予极压性能的极压剂，使用胺系抗氧化剂作为抗氧化剂。

作为能够用于本发明的二硫代磷酸锌，可以列举例如下述式(1)所示的二硫代磷酸二烷基酯锌，用于赋予润滑脂的极压性能而配合。

[化3]

(式中，R表示烷基)。

作为烷基，可以列举伯烷基、仲烷基和芳基，优选使用对于水的稳定性、抗磨耗性等的平衡好的仲烷基。

二硫代磷酸锌的配合量，相对于基础润滑脂100重量份，优选配合0.5～2.0重量份。最优选地，相对于基础润滑脂100重量份为2.0重量份。

小于0.5重量份时，极压性能变得不充分，难以充分地获得所期的效果，此外，即使添加超过2.0重量份，也不能获得这以上的效果。

本发明中使用的胺系抗氧化剂，为了抑制润滑脂的氧化劣化而配合。作为胺系抗氧化剂，可以列举例如苯基-1-萘胺、苯基-2-萘胺、二苯基-对苯二胺、二吡啶基胺、吩噻嗪、N-甲基吩噻嗪、N-乙基吩噻嗪、3，7-二辛基吩噻嗪、对，对’-二辛基二苯基胺、N，N’-二异丙基-对苯二胺等。

胺系抗氧化剂的配合量，相对于基础润滑脂100重量份，优选配合0.5～2.0重量份。小于0.5重量份时，抗氧化性能变得不充分，难以充分地获得所期望的效果，此外，即使添加超过2.0重量份，也无法希望其以上的效果。最优选地，相对于基础润滑脂100重量份为1重量份。

作为能够用于本发明的耐水润滑脂中的非水系基油，例如可举出矿物油、聚-α-烯烃(以下称为PAO)油、酯油、苯基醚油、氟油以及由费-托反应合成的合成烃油(GTL基油)等。还可以使用这些油的混合物。

作为矿物油，可以使用例如环烷系矿物油、石蜡系矿物油、液体石蜡、加氢脱蜡油等通常在润滑油或润滑脂领域中使用的任何矿物油。

作为PAO油，可举出α-烯烃的聚合物、α-烯烃与烯烃的共聚物、或聚丁烯等。这些是制成作为α-烯烃的低聚物的寡聚物，对寡聚物的末端双键加氢而成的结构。另外，也可以使用作为α-烯烃的一种的聚丁烯，聚丁烯可以由以异丁烯为主体的起始原料使用氯化铝等催化剂进行聚合而制造。聚丁烯可以直接使用，也可以加氢使用。

作为α-烯烃的其他的具体例，可举出1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十二碳烯、1-十三碳烯、1-十四碳烯、1-十五碳烯、1-十六碳烯、1-十七碳烯、1-十八碳烯、1-十九碳烯、1-二十碳烯、1-二十二碳烯、1-二十四碳烯等，通常使用这些α-烯烃的混合物。

此外，考虑润滑性能和价格，这些非水系基油中优选使用矿物油。

能够用于本发明的非水系基油，在室温下为液态，40℃下的运动粘度为30～200mm²/秒。优选为40～120mm²/秒。低于30mm²/秒的场合，短时间内非水系基油劣化，由于生成的劣化物促进非水系基油总体的劣化，故使轴承的耐久性降低而成为短寿命。而超过200mm²/秒时，由于旋转扭矩的增加造成的轴承的温度上升增大而不优选。

本发明中非水系基油在基础润滑脂100重量份中所占的配合比例，优选为60～99重量份，更优选是70～95重量份。

非水系基油的配合比例低于60重量份时，润滑脂硬，低温时的润滑性差。而超过99重量份时质软而容易泄漏。

作为本发明的耐水润滑脂中可使用的增稠剂，可举出皂土、硅胶、氟化合物、锂皂、锂复合皂、钙皂、钙复合皂、铝皂、铝复合皂等皂类，二脲化合物、聚脲化合物等脲系化合物。若考虑耐热性、成本等则优选脲系化合物。

脲系化合物，例如用下述式(1)表示。

[化4]

(R²表示C_6-15的芳香族烃基，R¹与R³可以彼此相同或不同，分别表示选自C_6-12的芳香族基团、脂环族基团和脂肪族基团中的至少一种基团)。

脲系化合物通过使异氰酸酯化合物与胺化合物反应而制得。为了不残留具有反应性的游离基，优选使异氰酸酯化合物的异氰酸酯基与胺化合物的氨基成为大致当量地进行配合。

式(1)表示的二脲化合物，例如，可通过二异氰酸酯与一元胺的反应得到。作为二异氰酸酯，可举出苯二异氰酸酯、联苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯、2，4-甲苯二异氰酸酯、3，3-二甲基-4，4-联苯二异氰酸酯、十八烷二异氰酸酯、癸烷二异氰酸酯、己烷二异氰酸酯等，作为一元胺，可举出辛胺、十二胺、十六胺、硬脂胺、油胺、苯胺、对甲苯胺、环己胺等。

本发明中，优选通过芳香族二异氰酸酯与脂环族一元胺和芳香族一元胺、或芳香族一元胺单体的反应得到的脂环族-芳香族脲系化合物或芳香族脲系化合物。特别优选将作为脂环族一元胺的环己胺和作为芳香族一元胺的苯胺并用。

反应，例如使一元胺酸与二异氰酸酯类在70～120℃左右的非水系基油中充分地反应后，使温度上升，在120～180℃下保持1～2小时左右，然后冷却，通过使用均化器、三联辊混炼机等均匀化处理而完成，得到用于配合各添加剂的基础润滑脂。

本发明中增稠剂在基础润滑脂100重量份中所占的配合比例，优选是1～40重量份，更优选是3～25重量份。增稠剂的配合比例低于1重量份时，增稠效果减小，润滑脂化变得困难，超过40重量份时润滑脂变得过硬，难得到所期望的效果。

本发明的耐水润滑脂中，在不破坏功能的范围内可以根据需要添加上述以外的公知的添加剂。作为添加剂，例如可举出酚系、硫系化合物等抗氧化剂，硫系、磷系化合物等磨耗抑制剂，金属磺酸盐、多元醇酯等防锈剂，金属磺酸盐、金属磷酸盐等清洁分散剂等。这些添加剂可以单独添加或2种以上组合添加。

把本发明的滚动轴承的一例示于图1。图1是封入了润滑脂的滚动轴承的截面图。

滚动轴承1，同心地配置外周面具有内轮滚行面2a的内轮2和内周面具有外轮滚行面3a的外轮3，在内轮滚行面2a与外轮滚行面3a之间配置多个滚动体4。由保持该多个滚动体4的保持器5与固定在外轮3等上的密封构件6构成。至少在滚动体4的周围封入上述耐水润滑脂。

把本发明的轮毂轴承的一例(从动轮用第三代轮毂轴承)示于图2。图2是轮毂轴承的截面图。轮毂轴承26具备具有轮毂轮21与内轮22的内方构件5、作为外轮的外方构件23和双列的滚动体24、24。轮毂轮21在其一端部一体地具有安装车轮(没有图示)用的车轮安装法兰21d，在外周形成内侧滚行面21a和从该内侧滚行面21a沿轴向延伸的小径阶梯部1b。

本说明书中，就轴向而言所谓“外”是指往车辆上安装状态下幅方向外侧，所谓“内”指幅方向中央侧。

在轮毂轮21的小径阶梯部21b中压入在外周形成了内侧滚行面22a的内轮22。并且，利用使轮毂轮21的小径阶梯部21b的端部在径向外方发生塑性变形而形成的箍紧部21c，防止内轮22相对于轮毂轮21朝轴向脱离。

外方构件23，在外周一体地具有车体安装法兰23b，在内周的外侧滚行面23a、23a，与这些双列的外侧滚行面23a、23a相对的内侧滚行面21a、22a之间滚动自如地收容有双列的滚动体24、24。

本发明的耐水润滑脂被封入到由密封构件27、外方构件23、密封构件28、内方构件25和轮毂轮21围成的空间中，被覆被外方构件23和内方构件25夹持的双列的滚动体24、24的周围，用于滚动体24、24的滚动面、内侧滚行面21a、22a与外侧滚行面23a、23a的滚动接触部的润滑。

本发明的耐水润滑脂也能够用于轮毂轴承以外的施加高负荷的轴承。

本发明的轮毂轴承中可使用的材质，可举出轴承钢、渗碳钢、或机械结构用碳钢。其中优选使用锻造性好且价廉的S53C等机械结构用碳钢。该碳钢一般通过实施高频热处理，在确保轴承部的滚动疲劳强度之后使用。然而，机械结构用碳钢即使实施高频热处理，由于合金成分少故表面强度弱，对在滑接部位的表面起点型剥离的耐性比轴承钢差。对这种表面起点型剥离的问题，本发明的耐水润滑脂通过使滑接部位的润滑性能提高，能够防止轮毂轴承中使用的机械结构用碳钢的表面起点型剥离。

实施例

通过实施例与比较例对本发明具体地进行说明，但不受这些例的任何限制。

实施例1和实施例2

准备使作为增稠剂的脲化合物均匀分散在作为非水系基油的矿物油中而得到的矿物油/脲系基础润滑脂(JIS稠度No.2级，稠度：265～295)。

在2000g矿物油(新日本石油社制タ一ビン100，40℃下的运动粘度：100mm²/秒)中，使二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯231.7g、苯胺86.2g和环己胺91.7g反应，使生成的脲化合物均匀分散而得到基础润滑脂。以表1所示的配合向该基础润滑脂中配合添加剂而得到试验用润滑脂。

对于得到的试验用润滑脂，供给到以下所示的油膜形成率试验1和水分散确认试验，测定油膜形成率、与水的混合方式和水粒径。将结果汇总示于表1。

<油膜形成率试验1>

使用轴承：将角接触球轴承7006ADLLB模拟成轮毂轴承而使用。

试验条件：将1.0g得到的轮毂轴承用润滑脂封入角接触球轴承7006ADLLB中，在径向负荷650N、轴向负荷200N、轴承转数1000rpm下使其旋转的状态下，测定以注水量0.35ml/小时注水10小时时的润滑脂的油膜形成率。油膜形成率用电阻法测定。

<水分散确认试验>

为了确认水在润滑脂中分散的程度，如下实施。

将水和润滑脂混合以使相对于水和润滑脂的合计量100重量份，含水量为20重量份，进行搅拌，将得到的混合物采取到玻璃板上，将厚0.025mm的间隔垫片放置在玻璃板的两端，从上方用另一玻璃板夹持，向玻璃板整体均匀地施加负荷，使润滑脂展开，用显微镜测定润滑脂内存在的水滴的粒径。

实施例3与比较例1～比较例2

准备使作为增稠剂的脲化合物均匀分散在作为基油的矿物油中而得到的矿物油/脲系基础润滑脂(JIS稠度No.2级，稠度：265～295)。

在2000g矿物油(新日本石油社制ス一パ一ォィルC，40℃下的运动粘度：100mm²/秒)中，使二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯234.8g和苯胺174.8g反应，使生成的脲化合物均匀分散而得到基础润滑脂。以表1所示的配合向该基础润滑脂中配合添加剂而得到轮毂轴承用润滑脂。

对于得到的轮毂轴承用润滑脂，与实施例1同样地进行评价。将结果汇总示于表1。

[表1]

1)新日本石油社制タ一ビン100，40℃下的运动粘度：100mm²/秒

2)苯胺

3)环己胺

4)松村石油社制スルホ一ルCA-45

5)和光纯药工业社制试剂

6)バンダ一ビルト社制バンル-ブSL

7)ルブリゾ一ル社制ルブリゾ一ル1395

表1中能够使水均匀地分散在润滑脂中的润滑脂中的水粒径微小。此外，对于油膜形成率，在水的分散变得均匀的润滑脂中维持了油膜的形成，但在水的分散变得不均匀的润滑脂中没有形成油膜。

由以上可知，水混入到润滑脂中的情况下，不能使水均匀分散的润滑脂不能形成油膜，有可能引起表面起点型剥离，但能够使水均匀分散的润滑脂由于能够形成油膜，因此能够防止表面损伤的发生。

实施例4～实施例14与比较例3～比较例8

准备使作为增稠剂的脲化合物均匀分散在作为非水系基油的矿物油中而得到的矿物油/脲系基础润滑脂(JIS稠度No.2级，稠度：265～295)。

在2000g矿物油(新日本石油社制タ一ビン100，40℃下的运动粘度：100mm²/秒)中，使二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯231.7g、苯胺86.2g和环己胺91.7g反应，使生成的脲化合物均匀分散而得到基础润滑脂。以表2和表3所示的配合向该基础润滑脂中配合添加剂而得到试验用润滑脂。

对于得到的试验用润滑脂，供给到以下所示的油膜形成率试验2、轴承寿命试验和饱和水分量测定，测定油膜形成率、轴承寿命时间、饱和水分量和有无产生锈。将结果汇总示于表2和表3。

<油膜形成率试验2>

使用轴承：将角接触球轴承7006ADLLB模拟成轮毂轴承而使用。

试验条件：将1.0g得到的试验用润滑脂封入角接触球轴承7006ADLLB中，在径向负荷8000N、轴向负荷3000N、轴承转数1000rpm下使其旋转的状态下，测定以注水量1.0ml/小时注水10小时时的试验用润滑脂的油膜形成率。油膜形成率用电阻法测定。

<轴承寿命试验>

使用轴承：将角接触球轴承7006ADLLB模拟成轮毂轴承而使用。

试验条件：将1.0g得到的试验用润滑脂封入角接触球轴承7006ADLLB中，在径向负荷8000N、轴向负荷3000N、轴承转数1000rpm下使其旋转的状态下，测定以注水量1.0ml/小时注水时的轴承寿命。轴承寿命是以直至外轮滚动面、内轮滚动面、钢球中任一个损伤而使振动增大的时间作为轴承寿命。

<饱和水分量测定>

在称量采取一定量的试验用润滑脂中，使水的混入比例以每次5重量％进行变化而加入，使用微型刮勺用手动进行搅拌，求出能够使加入的水分散的最大的水分量，使用以下式算出饱和水分量。能否分散如下确定：将试验用润滑脂采取到玻璃板上，将厚0.025mm的间隔垫片放置在玻璃板的两端，从其上方用另一玻璃板夹持，向玻璃板整体均匀地施加600N的负荷，使试验用润滑脂展开，用显微镜观察时，润滑脂内存在的最大水滴的粒径为50μm以下时确定为能够分散。

饱和水分量(重量％)＝可分散在润滑脂中的最大水分量×100/(试验用润滑脂重量+可分散在润滑脂中的最大水分量)

[表2]

1)新日本石油社制タ一ビン100，40℃下的运动粘度：100mm²/秒

2)苯胺

3)环己胺

4)キング社制，NA-SUL CA50

5)日本ェマルジョン社制

6)日本ェマルジョン社制

7)试剂

8)○：未发生，×：发生

[表3]

1)新日本石油社制タ一ビン100，40℃下的运动粘度：100mm²/秒

2)苯胺

3)环己胺

4)大内新兴化学社制，ノクラックAD-F

5)キング社制，NA-SUL CA50

6)WITCO社制，Bryton C500

7)试剂

8)Lubrizol社制，Lubrizol 677A

如表2和表3所示，饱和水分量为30～60重量％的范围(特别是40～50重量％)，成为高油膜形成率。

混入了水的情况下，对于饱和水分量小于30重量％的润滑脂和超过60重量％的润滑脂，由于油膜的形成受到损害，因此产生金属接触和生锈。如果为30～60重量％，由于能够形成油膜，引起金属接触的危险性小，因此轴承寿命也长，进而能够抑制锈的产生。

此外，如表3所示，水浸入时的轴承寿命在实施例9的添加剂组成下为长寿命。因此，在水容易浸入的环境下使用的轴承、汽车行走部分、铁道车辆、钢铁轧制机等用途中有效果。

实施例15～实施例18与比较例9～比较例10

准备使作为增稠剂的脲化合物均匀分散在作为非水系基油的矿物油中而得到的矿物油/脲系基础润滑脂(JIS稠度No.2级，稠度：265～295)。

在2000g矿物油(新日本石油社制タ一ビン100，40℃下的运动粘度：100mm²/秒)中，使二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯231.7g、苯胺86.2g和环己胺91.7g反应，使生成的脲化合物均匀分散而得到基础润滑脂。以表4所示的配合向该基础润滑脂中配合添加剂而得到试验用润滑脂。

对于得到的试验用润滑脂，供给到以下所示的水粒径测定、上述的油膜形成率试验2和轴承寿命实验，测定水粒径、油膜形成率和轴承寿命时间。将结果汇总示于表4。

[表4]

1)新日本石油社制タ一ビン100，4℃下的运动粘度：100mm²/秒

2)苯胺

3)环己胺

4)キング社制，NA-SUL CA50

5)日本ェマルジョン社制

6)日本ェマルジョン社制

7)试剂

8)由于微细分散，因此粒径不可测定

如表4所示，水粒径D(20)为50μm以下的范围(特别是15～25μm)，成为了高油膜形成率。

水混入的情况下，对于D(20)比50μm大的润滑脂，由于油膜的形成受损，因此有可能引起金属接触，但对于D(20)为50μm以下的润滑脂，由于能够形成油膜，因此引起金属接触的危险性减小，轴承寿命长，进而也能够抑制锈的产生。

产业上利用的可能性

本发明的耐水润滑脂，由于在含有非水系基油和增稠剂的基础润滑脂中配合能够使水均匀地分散在润滑脂中的分散剂作为添加剂，因此即使在封入了该润滑脂的轴承运转时水混入了润滑脂中，也能够抑制对润滑脂的油膜形成产生阻碍的水分的作用，因此能够抑制轴承的表面起点型剥离，即使在轨道轮中使用了结构用碳钢的轴承中，润滑条件变得恶劣，也能够获得长寿命。因此，在有可能长时间水浸入的环境下，能够适合用作要求耐磨耗性和长时间耐久性的铁道车辆、建设机械、汽车电装副机等中使用的轴承的耐水润滑脂。

Claims (12)

1.耐水润滑脂，是将含有非水系基油和增稠剂的基础润滑脂与添加剂配合而成的耐水润滑脂，其特征在于：

上述添加剂至少含有能够使水均匀地分散在该耐水润滑脂中的水分散剂，

该水分散剂的配合量是能够使能分散在上述耐水润滑脂中的饱和水分量为30～60重量％的量。

2.权利要求1所述的耐水润滑脂，其特征在于：上述水分散剂是表面活性剂。

3.权利要求2所述的耐水润滑脂，其特征在于：上述表面活性剂是选自磺酸钙和失水山梨糖醇单油酸酯中的至少1种。

4.权利要求3所述的耐水润滑脂，其特征在于：相对于上述基础润滑脂100重量份，分别配合0.5～2重量份的上述磺酸钙、0.2～1重量份的失水山梨糖醇单油酸酯。

5.权利要求1所述的耐水润滑脂，其特征在于：上述添加剂含有选自二硫代磷酸锌和胺系抗氧化剂中的至少1种。

6.权利要求5所述的耐水润滑脂，其特征在于：相对于上述基础润滑脂100重量份，分别配合有2重量份的上述二硫代磷酸锌、1重量份的上述胺系抗氧化剂。

7.权利要求3所述的耐水润滑脂，其特征在于：上述磺酸钙的碱值为50～500。

8.权利要求1所述的耐水润滑脂，其特征在于：上述非水系基油是矿物油。

9.权利要求1所述的耐水润滑脂，其特征在于：上述增稠剂是下述式(1)表示的脲系化合物，并且相对于上述基础润滑脂100重量份，配合1～40重量份，

[化1]

式中，R²表示C_6-15的芳香族烃基，R¹与R³分别表示选自脂环族烃基和芳香族烃基中的至少一种烃基。

10.权利要求1所述的耐水润滑脂，其特征在于：上述水分散剂，在相对于上述基础润滑脂、水分散剂和水的合计量，含水率为20重量％时测定的由上述水分散剂分散的水的粒径为50μm以下。

11.滚动轴承，是具有内轮与外轮、和存在于该内轮与外轮间的滚动体，在该滚动体的周围封入了耐水润滑脂而成的滚动轴承，其特征在于：上述耐水润滑脂是权利要求1所述的耐水润滑脂。

12.轮毂轴承，是在由机械结构用碳钢制成的滑接部位封入了耐水润滑脂而成的轮毂轴承，其特征在于：该耐水润滑脂是权利要求1所述的耐水润滑脂。

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