特種潤(rùn)滑油的含義和分類有很多種，一般而言，是指其原材料、加工工藝和用途相對(duì)特殊，主要功能并不是以澗滑為主的金屬加工液、變壓器油、橡膠油和白油等。其中，金屬加工液、變壓器油和橡膠油是數(shù)量較多的特種潤(rùn)滑油，這里對(duì)金屬加工液、變壓器油和橡膠油加以介紹。

2.3.3.1 金屬加工液

（1）金屬加工液的作用

金屬加工液是適用于金屬切削、磨削、沖壓、軋制、拉拔等各種加工過程的一類潤(rùn)滑劑。根據(jù)金屬加工工藝的不同，可將金屬加工液分為金屬成型、金屬切削、金屬防護(hù)和金屬處理等四大類，其中金屬成型和金屬切削液的需求量占整個(gè)金屬加工液總量的80％以上。各種金屬加工工藝不同，潤(rùn)滑劑所發(fā)揮的作用也不同，但大多數(shù)金屬加工潤(rùn)滑劑都具有控制摩擦、減少磨損、控制熱量和金屬表面保護(hù)等基本性能。

①潤(rùn)滑作用

在機(jī)械加工的過程中，金屬表面受到較大的切削力，并且有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而在刀具與工件表面、刀具與切屑之間產(chǎn)生較大的摩擦，從而產(chǎn)生較多的熱量、加劇刀具的磨損和工件表面精度的惡化、降低加工效率等。金屬加工液可以防止金屬之間直接接觸，大大降低摩擦，減少磨損，延長(zhǎng)刀具壽命并提高加工件表面質(zhì)量。

②冷卻作用

機(jī)械加工過程中存在剪切和摩擦的雙重作用，不可避免地會(huì)產(chǎn)生較大的熱量，若熱量不能及時(shí)被帶走，會(huì)造成刀具和工件之間產(chǎn)生高溫，軟化刀具甚至降低工件表面的硬度，加劇刀具磨損，高溫還會(huì)產(chǎn)生積屑瘤，造成工件加工精度偏差。通過大流量的金屬加工液的沖洗作用，可以帶走機(jī)械加工過程中產(chǎn)生的熱量，控制熱加工工件熱損失所造成的溫度梯度，使冷加工過程均勻散熱以避免工件過熱，這也是金屬加工液俗稱為“冷卻液”的原因。

③排屑作用

金屬加工過程中產(chǎn)生的加工屑必須及時(shí)從加工區(qū)域移走，防止產(chǎn)生積屑瘤并造成已加工面的磨損，這可以通過金屬加工液的排屑作用實(shí)現(xiàn)。

④防銹作用

大多數(shù)的金屬材料與潮濕的空氣與水接觸后會(huì)很快產(chǎn)生銹蝕，而在金屬機(jī)械加工過程中，在兩道不同工序之間，金屬加工液必須提供良好的防銹功能，否則可能會(huì)造成半成品產(chǎn)生銹蝕，從而使產(chǎn)品報(bào)廢。

此外，金屬加工液還要具有防泡沫、抗菌、環(huán)保、安全等功能。

（2）金屬加工液的主要性能

各種金屬加工工藝不同，對(duì)金屬加工工藝潤(rùn)滑劑的主要性能要求也各不相同，這里重點(diǎn)介紹需求量較大的金屬成型加工液和金屬切削液的主要性能要求。

金屬成型加工是指通過鍛造、軋制、擠壓、拉拔、薄板成型等加工手段，通過塑性變形改變金屬毛坯形狀，使加工件從厚變薄或從粗變細(xì)而成型為產(chǎn)品，又稱無削成型。對(duì)金屬成型加工液的主要性能要求如下：

①良好的潤(rùn)滑性

金屬成型加工液要對(duì)被加工金屬和工（模）具起到潤(rùn)滑作用，以減少或控制摩擦。不同的工藝種類對(duì)控制摩擦的要求有所不同，例如，在拔絲和深拉過程中，減少摩擦可以降低拉力，從而防止產(chǎn)品的斷裂或增大每個(gè)加工道次的變形量，提高效率； 但在軋制過程中，過小的摩擦系數(shù)會(huì)造成軋輥“咬”不住坯料的現(xiàn)象。

②良好的成膜性

金屬成型加工液要使生成的膜能將模具與工件表面分開，防止金屬與金屬直接接觸，以降低模具的磨損，延長(zhǎng)其使用壽命，同時(shí)改善加工金屬表面質(zhì)量和公差，提高金屬表面的光潔度。

③良好的冷卻性

求金屬成型加工液能夠控制加工件在加工過程中的熱量損失所造成的溫度梯度，以減少加工變形，對(duì)冷卻加工過程中產(chǎn)生的熱量起到均勻散熱的作用。

④良好的防銹性

要求金屬成型加工液具有保護(hù)加工金屬表面不受氧化或銹蝕的性能。

金屬切削成型是指通過車、銑、鉆、切磨、拋光、電蝕等加工手段，以一定的速度和足夠大的力通過某種工具或研磨對(duì)材料進(jìn)行加工，將多余部分以金屬一碎屑的形式除去成型，又稱有削成型。對(duì)金屬切削加工液的主要性能要求如下：

①良好的潤(rùn)滑性

在金屬切削過程中，金屬削液可以減少刀面與切削、后刀面與加工表面間的摩擦，降低道具與工件坯料摩擦部位的表面溫度和刀具的磨損，改善工件材料的表面光潔度。在磨削過程中，磨削液可以滲入砂輪磨粒一工件及磨粒一磨屑之間形成潤(rùn)滑膜，使界面間的摩擦減少，提高砂輪耐用度以及工件表面質(zhì)量。

②良好的冷卻性

由于金屬的塑性變形，切削與前刀面以及工件與后刀面的摩擦，在切削過程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，過高的溫度會(huì)降低刀具的強(qiáng)度和硬度，使刀具壽命縮短，還會(huì)因熱變形而影響工件的尺寸精度。切削液可以通過減少摩擦和帶走熱量有效降低切削溫度，減少工件和刀具的熱變形，提高加工精度，延長(zhǎng)刀具的使用壽命。

③良好的清洗作用

金屬切削加工液可以除去切削過程中生成的切屑、磨屑、鐵粉、油污和砂粒等，防止這些細(xì)小的顆粒黏結(jié)或附著在機(jī)床、刀具和工件上，使刀具或砂輪的切削刃口保持鋒利，不致影響切削效果。

此外，金屬切削加工液還要具有防銹性、耐腐蝕性、抗霧性和抗泡性等。

（3）金屬加工液的分類

金屬加工液的分類方法有很多。根據(jù)金屬加工工藝的不同，可將金屬加工液分為金屬成型、金屬切削、金屬防護(hù)和金屬處理等四大類；根據(jù)金屬加工液的組成和介質(zhì)狀態(tài)可分為油基型（礦油型）和水基型，水基型又可分為乳化油（可溶油）、微乳液（半合成液）、合成液。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織于1986年通過了ISO 6743／7金屬加工潤(rùn)滑劑分類標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)完全采用ISO6743／7標(biāo)準(zhǔn)，制訂了GB7631.5金屬加工潤(rùn)滑劑分類標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)將切削和成型兩類金屬加工潤(rùn)滑劑按照用途、性能要求和配方組成分成MH（潤(rùn)滑性為主）和MA（冷卻性為主）兩大類，共17小類。

（4）金屬加工液的選用和更換

不同的金屬機(jī)械加工方式對(duì)金屬加工液有不同的要求，根據(jù)實(shí)際情況加以選用，例如汽車制造業(yè)中的鉆孔和鉸削，這兩種加工方式對(duì)于金屬加工液的潤(rùn)滑和冷卻性能要求都比較高，一般要選擇潤(rùn)滑性能較好的半合成含有極壓添加劑類型的金屬加工液。在選用金屬加工液時(shí)，除了根據(jù)實(shí)際情況考慮一些重要因素外，還需要考慮其他相關(guān)因素，如加工件的金屬材料、刀具材料和類型、設(shè)備制造商的推薦、綜合成本和環(huán)境因素等。

金屬加工液中含有較多的表面活性劑，因而含有較多的硫、磷、氯等元素，還有脂肪族的細(xì)菌營(yíng)養(yǎng)物，故儲(chǔ)存和使用比通常的潤(rùn)滑油更特殊。

①不同金屬加工液的容器專用，存放時(shí)間不能過長(zhǎng)，半年以上應(yīng)觀察其外觀有無變色，分層，異味。一年以上應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)變質(zhì)就應(yīng)及時(shí)更換。

②使用中加強(qiáng)過濾，濾去切屑，以免影響加工質(zhì)量，損壞循環(huán)油泵。平時(shí)注意檢查主要指標(biāo)變化情況，乳化液濃度變化及腐敗情，必要時(shí)補(bǔ)加堿性調(diào)節(jié)劑或殺菌劑，注意補(bǔ)加水的水質(zhì)情況。

③避免某些對(duì)皮膚有敏感的金屬加工液與皮膚接觸。水基金屬加工液換油期比較短，一般為3～6個(gè)月，應(yīng)定期檢查濃度變化，補(bǔ)加原液或加水保持一定濃度，及時(shí)補(bǔ)加堿性調(diào)節(jié)劑或殺菌劑。水基金屬加工液的廢液應(yīng)經(jīng)廢液處理，符合排放標(biāo)準(zhǔn)方可排放。相比之下，油基產(chǎn)品相對(duì)劣化緩慢，只要按時(shí)補(bǔ)充油即可長(zhǎng)期使用，但在更新時(shí)，一定要預(yù)先清理油

路，除去油渣和碎屑。

2.3.3.2 變壓器油

（1）變壓器油的作用材料等，其中鐵芯和線圈都浸在變壓器油中，以與空氣和潮濕氣體隔絕（見圖2.8）。變壓器油能使變壓器的線端之間、高低壓線圈之間、線圈和接地鐵芯之間以及油箱壁之間達(dá)到良好的絕緣，避免發(fā)生短路和電弧。變壓器運(yùn)行時(shí)，電流通過線圈和鐵芯，會(huì)引起功率損耗，分別稱為“銅耗”和“鐵芯損耗”。這兩部分損耗均以發(fā)熱的形式表現(xiàn)出來，運(yùn)行中的油依靠冷熱對(duì)流的原理，通過循環(huán)對(duì)流，將熱散發(fā)到大氣中去，從而使變壓器的運(yùn)行溫度不至于過高。變壓器油的主要作用并不是起潤(rùn)滑作用，絕緣、散熱冷卻和滅弧是其三大作用。變壓器油可以將不同電位（勢(shì)）的帶電部分隔離開來，起到很好的絕緣作用。因?yàn)樽儔浩饔偷慕殡姵?shù)（25℃）為2.2～2.3，而空氣的介電常數(shù)（25℃）為1.0，即油的絕緣強(qiáng)度比空氣大得多。若變壓器線圈之間充滿變壓器油，則增大了絕緣強(qiáng)度，運(yùn)行時(shí)不會(huì)被擊穿。所以，變壓器油又稱為液體絕緣材料或絕緣油。

②散熱冷卻作用

變壓器運(yùn)行時(shí)的“銅耗”和“鐵芯損耗”產(chǎn)生的熱量要及時(shí)散發(fā)出去，以免使鐵芯內(nèi)部溫度升高，以致燒毀線圈。使用變壓器油時(shí)，這部分熱量先被變壓器油吸收，然后通過油的自然冷卻或強(qiáng)制循環(huán)冷卻使熱量散發(fā)出去，保證設(shè)備的安全運(yùn)行。

③滅弧作用

在開關(guān)設(shè)備中，當(dāng)油浸開關(guān)在斷開電力負(fù)荷時(shí)，其固定觸頭和滑動(dòng)觸頭之間會(huì)產(chǎn)生電弧。由于變壓器油導(dǎo)熱性能好，且在電弧的高溫作用下分解產(chǎn)生了大量氣體，瞬間吸收大量的熱并傳導(dǎo)至油中，從而使觸頭冷卻，起到滅弧的作用。

（2）變壓器油的主要性能

變壓器油的運(yùn)行周期長(zhǎng)，對(duì)電力設(shè)備的安全起著至關(guān)重要的作用。由于它是一種特殊的介質(zhì)，所以，對(duì)其性能的要求與一般潤(rùn)滑油有很大差別。主要的性能要求如下：

①良好的電氣絕緣性能

變壓器油作為絕緣介質(zhì)存在，其絕緣性能主要由擊穿電壓和脈沖擊穿電壓、介質(zhì)損耗因數(shù)、體積電阻率等指標(biāo)來表示。良好的變壓器油要具有較高的擊穿電壓、脈沖擊穿電壓和體積電阻率以防止在高電壓下電極之間發(fā)生跳火現(xiàn)象，還要具有較低的介質(zhì)損耗因數(shù)以大幅度降低交流電改變極性時(shí)引起的能量損失。 ②良好的散熱冷卻性能

變壓器油的作用之一是填充于固體絕緣材料之間進(jìn)行熱傳導(dǎo)，故其黏度要盡量低，同時(shí)

又要保證變壓器循環(huán)泵不抽空，其40℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)黏度一般在7～12m㎡／s之間。另外，為保

證低溫下變壓器的正常啟動(dòng)，變壓器最低冷啟動(dòng)加電壓溫度（LCSET）下的黏度不應(yīng)大于

1800m㎡／s。變壓器油的黏度必須在合適的范圍內(nèi)才能充分發(fā)揮散熱冷卻的作用，確保變壓

器鐵芯和線圈得到有效冷卻，使開關(guān)、泵、調(diào)節(jié)閥等能夠靈活動(dòng)作。

③良好的低溫性能

變壓器油只有在液態(tài)時(shí)才能較好地發(fā)揮冷卻和滅弧作用。為了保證變壓器在寒冷的地區(qū)和冬季的低溫下正常安全運(yùn)行，要求變壓器油具有良好的低溫流動(dòng)性，主要用傾點(diǎn)和低溫運(yùn)動(dòng)黏度來評(píng)定。一般要求傾點(diǎn)比LCSET低10℃。由于常用的潤(rùn)滑油降凝劑對(duì)變壓器油的介質(zhì)損耗因數(shù)、界面張力以及氧化安定性均有不利影響，因此，除非用戶同意，一般不允許通過添加降凝劑的方式來滿足傾點(diǎn)指標(biāo)要求。

④良好的氧化安定性

變壓器油運(yùn)行時(shí)油溫一般在60～80℃，再加上電場(chǎng)、水分和金屬催化劑（鐵、銅、鋁等）的作用，會(huì)發(fā)生氧化縮合產(chǎn)生酸性油泥，不僅使其絕緣性能下降，還會(huì)沉積下來影響散熱，所以要求變壓器油具有良好的氧化安定性，從而保證電氣設(shè)備長(zhǎng)期、安全運(yùn)行，延長(zhǎng)油品使用壽命，降低維護(hù)成本。

⑤適宜的溶解性能

變壓器油的溶解性能是指其溶解氧化油泥及溶解電氣設(shè)備故障局部高壓放電使油分解產(chǎn)生碳粒的能力。但這種溶解性能也不能太強(qiáng)，避免溶解變壓器的絕緣漆，使絕緣性能變差。一般用苯胺點(diǎn)衡量，苯胺點(diǎn)越低，溶解性能越好。美國(guó)ASTM D3487 標(biāo)準(zhǔn)要求苯胺點(diǎn)為63～84℃。

⑥良好的抗析氣性能

變壓器油在高壓電場(chǎng)下會(huì)發(fā)生吸氣或放氣的現(xiàn)象，稱為油品的析氣性。由于變壓器油工作溫度比較高，變壓器的介質(zhì)不斷發(fā)生膨脹與收縮，易于生成汽泡，局部放電或電子撞擊油分子，使之分解析出氣體，可能會(huì)導(dǎo)致絕緣的破壞，所以要求變壓器油具有良好的抗析氣性能。

此外，還要考慮到變壓器油的安全、健康和環(huán)境可接受性，如要求極性多環(huán)芳烴和致癌物含量小于3％。

（3）變壓器油的分類

根據(jù)變壓器油基礎(chǔ)油的來源可將其分為礦物油型、合成油型和植物油型，其中，礦物油型變壓器油是工業(yè)上用量最多的一類。按照不同的標(biāo)準(zhǔn)，變壓器油的分類方法各異，例如，國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)IEC 60296-2003將其分為不加抗氧抑制劑變壓器油、加微量抗氧抑制劑和加抗氧抑制劑變壓器油三類；美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ASTM D3487-2000（2008）按氧化劑含量和抗氧化性能將其分為I類（抗氧劑≤0.08％）和II類（抗氧劑≤0.3％）；我國(guó)GB2536-2011（電工流體 變壓器油和開關(guān)用的未使用過的礦物絕緣油）將變壓器油分為通用變壓器油和特殊變壓器油，其中，通用型變壓器油的質(zhì)量指標(biāo)。

（4）變壓器油的選用和更換

變壓器作為國(guó)家電網(wǎng)中的重要設(shè)備， 能否正常運(yùn)行關(guān)系到電網(wǎng)的安全， 而變壓器油的質(zhì)量好壞直接關(guān)系到變壓器的正常運(yùn)行，變壓器油的選用一般從以下兩個(gè)方面考慮：

①油品的性能、質(zhì)量等級(jí)、環(huán)境溫度等對(duì)變壓器油的要求；

②與其他絕緣材料的相容性。

GB 2536-2011 將變壓器油分為通用變壓器油和特殊變壓器油，一般來說，通用變壓器油適用于330kV及以下的變壓器和有類似要求的電氣設(shè)備，特殊變壓器油適用于500kV及以上的大容量變壓器和有類似要求的電氣設(shè)備。為了保證冬季室外變壓器的隨時(shí)投運(yùn)，要使用凝點(diǎn)不高于當(dāng)?shù)刈畹蜌鉁氐淖儔浩饔?。此外，為滿足電力設(shè)備對(duì)變壓器油的要求，我國(guó)電力部門聯(lián)合變壓器油生產(chǎn)商，共同制定了DL／T 1094-2008《電力變壓器用絕緣油選用指南》，對(duì)不同類型的設(shè)備用油作出了不同的規(guī)定和要求。

變壓器油在使用過程中，由于和固體絕緣材料和結(jié)構(gòu)材料接觸而溶入雜質(zhì)（如有機(jī)極性物質(zhì)、固體顆粒雜質(zhì)、纖維等），通電后油溫升高，油質(zhì)劣化，應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行補(bǔ)油、混油或換油，GB／T 7595-2008運(yùn)行中變壓器油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了相關(guān)指標(biāo)。