JPS6023491A - 軸受用潤滑油組成物 - Google Patents

軸受用潤滑油組成物

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JPS6023491A
JPS6023491A JP58131630A JP13163083A JPS6023491A JP S6023491 A JPS6023491 A JP S6023491A JP 58131630 A JP58131630 A JP 58131630A JP 13163083 A JP13163083 A JP 13163083A JP S6023491 A JPS6023491 A JP S6023491A
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oil
weight
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bearing
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JP58131630A
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English (en)
Inventor
Kohei Matsuo
浩平 松尾
Yoshihiro Maeda
前田 好弘
Motofumi Kurahashi
倉橋 基文
Tetsuo Ichimaru
一丸 哲夫
Masao Ando
正夫 安藤
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Nippon Steel Corp
Eneos Corp
Original Assignee
Nippon Mining Co Ltd
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 庄亙上皮■朋分野 本発明は軸受用潤滑油に関し、更に詳しくは、産業用装
置の軸受の中で、軸受油の要求性能として境界潤滑性能
が必要とされる厳しい潤滑条件下にある軸受において、
摩耗や焼付きなどの損傷を防止することが出来る優れた
境界潤滑性能を示す軸受用潤滑油組成物に関する。
従末技血 理想的な形状に作られた軸受でも、起動・停止時には潤
滑条件が境界潤滑の領域に入ることが避けられず、また
、完全な流体潤滑下にあるようにみえる軸受も、詳細に
観察すると、金属同志の接触部分が存在しているのが普
通である。これは現実の軸受では加工精度などから理想
的な形状に作り上げることば事実上不可能であるし、ま
た仮に、軸受単体としては理想的な形状であっても、軸
ハウジングなどの仕上げ精度1組み付は精度の不良、運
転中における各部の変形、潤滑油中への異物の混入など
によって部分的に境界潤滑状態となることによる。使用
条件面からみると、内MA tj3を関のクランク系の
堵軸受、ピストンピン軸受、圧延機及び各種の産業機械
の軸受などでは、荷重の大きさや方向などが変動し、厳
しい潤滑条件にさらされている。更に、ころがり軸受に
は、本来、保持器と内外輪間、転動体と保持器間、また
、ころ軸受にスラスト荷重がかかるときの転動体とつば
間など流体側渦を維持しにくい部位が存在する。
以上に加え、近年の機械技術の進歩・発展により軸受の
潤滑条件は益々苛酷になっているのが現状である。
自動車に使用される軸受は、極圧添加剤の入ったエンジ
ン油やギヤ油で潤滑されるので、オイルの境界if、!
]滑性の不足に起因する損傷即ち焼付きや摩耗の心配は
少ないが、産業用装置の軸受はタービン油や軸受油で?
lI滑されることが多いので、変動荷重などにより境界
潤滑性が不足し、摩耗、焼付き及び油温上昇を引き起こ
し問題となっている。
境界潤滑状態を回避するため、高粘度油の適用が考えら
れるが、高粘度油の使用は粘性抵抗の増大すなわち摩擦
係数が増加し発熱並びに動力消費の点で好ましくない。
本発明者は、上記したような厳しい条件下にある産業用
装置の軸受において、摩耗、焼付き及び油温上昇などの
問題を解消すべく軸受油の開発研究を行った結果本発明
をなすにいたった。
発凱豊且迫 本発明は、境界潤滑状態を余儀なくされる産業用装置の
軸受に対し、摩耗や焼付きなどの潤滑損傷並びに油温上
昇を引き起こすことなく、安全に運転出来る軸受油を提
供することを目的とする。
発肌阜折戊上処来 本発明は基油100重量部に対し、グラフアイI・微粒
子を0.2乃至5重量部、油溶性有機鉛化合物を0.5
乃至3,0重量部、硫化オレフィンを硫黄分として 0
,3乃至2.0重量部、及びアルキル燐酸系化合物、ア
ルキルチオ燐酸系化合物及びアルキルジチオ燐酸系化合
物から成る群から選択されるものの1種又は2種以上を
燐分として0.02乃至0.1重量部を配合したことを
構成上の特徴とする軸受用潤滑油組成物に関するもので
ある。
本発明において基油として用いられるのは一般には鉱油
又は鉱油を主成分とするものであって、適度な粘度を有
するものであればよい。ごのような鉱油は、原油を通常
の石油精製工業で用いられる潤滑油精製手段である常圧
蒸溜、減圧蒸溜等によって処理して適度な粘度を有する
溜出油を得、この溜出油をフルフラール抽出、水素化精
製、脱ロウ処理、さらには必要に応じて白土処理など公
知の手段により精製することによって調製し1Mる。
上述のようにして得られる鉱油は150ニユートラル油
、500ニユートラル油、150ブライトストツク油等
と称せられるが、本発明ではこれらの鉱油を適宜混合し
、更に必要に応じポリイソブチレン、ポリブテンのごと
き潤滑油によく使用される増粘剤を添加、混合してその
粘度を調整したものを基油として用いる。粘度は軸受の
用途、使用条件に応じ選択される。即ち、工業用潤滑油
粘度分類(Iso 3448 )によれば40℃での動
粘度が2〜1500 cSt (センチストークス)で
あるので、本発明においてもこの範囲の動粘度を有する
鉱油を基油とする。該鉱油に潤滑油基油として公知の合
成油、例えばポリα−オレフィン、合成エステル等を補
助的に混合したものを基油として用いてもよい。
本発明で基油100重量部に対し0.2〜5重量部用い
るグラファイトは通常潤屑油の固体潤滑剤として適用さ
れているものであって、平均粒径が1μm以下のもので
ある。基油100重量部に対するグラファイトの配合量
が0.2重量部より少ないと、軸受油の耐摩耗性の向上
及び摩擦面の平滑化効果が認められなくなり、5重量部
を越えると流動抵抗が大きくなり、軸受の温度上昇をも
たらし問題となる。
本発明で使用する油溶性有機鉛化合物はステアリン酸鉛
、ナフテン酸鉛、オレイン酸鉛のごとき鉛石鹸及び鉛ジ
アルキルジチオカルバメートを例示し得る。これらの油
溶性有機鉛化合物の配合量は基油100重量部に対して
0.5〜3.0重量部が適当であって、0.5重量部未
満では境界潤滑条件下において耐摩耗性の向上が見られ
ず、また軸受しゅうどう面の荒れを平滑化する効果も期
待出来ない。なお、3.0重量部を越える量を配合して
も上記効果を更に向上し得ないので経済上得策でない。
また、本発明で用いる硫化オレフィンはイソブチレンの
重合体を硫化処理して得られる硫黄含有量が40〜50
重量%の多硫化物、硫化されたマソコウ鯨浦であって、
従来からギヤ油などの極圧剤として用いられているもの
であり、平均分子量が約500〜約1000のものが基
油に対する溶解性の点で好ましい。この硫化オレフィン
並びに硫化マソコウ鯨油の配合量ば基油100重景電顕
対し硫黄分として0,3〜2.0重量部であって、この
範囲外では耐摩耗性の向上は期待出来ない。2.0重量
部以上ではもはや性能は向上しない。因に、硫黄系添加
剤としてジスルフィド型有機硫黄化合物を用いても硫化
オレフィンのごとき耐摩耗性の向上ばみられない。
次に、本発明で用いられる金属を含有しないアルキル燐
酸系化合物、アルキルチオ燐酸系化合物及びアルキルジ
チオ燐酸系化合物について説明する。
アルキル燐酸系化合物は下記式(1)、(II)、(I
ll) (式(1)、(If)、(ITI)中のR1はC8〜C
I2のアルキル基を表す) で表されるアルキル燐酸エステルもしくは式(■り、(
III)で表される化合物のアルキルアミン塩(部分ま
たは完全中和塩)であり、例えば下記式(IV)で表さ
れる化合物が該当する。
[(R+、oh’!−〇) R7、h□−+r−(Iv
)(式(IV)中のR2ば08〜CI2のアルキル基を
表す)。
アルキルチオ燐酸系化合物は下記式(V)、(Vr)、
(■)、(■)、(IX)で表わされるアルキルチオ燐
酸エステル、同酸性エステルの燐酸エステル化合物もし
くはこれらのアルキルアミン塩(部分又は完全中和塩)
が該当する。
[(R+0*バーORI C)]vP =O’ (劃(
式(V)〜(IX)中R1ば08〜C12のアルキル基
、R3ばC3の二価アルキル基、R十はC8〜C18の
アルキル基をそれぞれ表す)。
アルキルジチオ燐酸系化合物は下記式(X)〜(X T
V) で表されるアルキルジチオ燐酸エステル、同エス
テルの酸性燐酸エステル化合物、もしくはこれらのアル
キルアミン塩(部分又は完全中和塩)が該当する。
[(R,O%]l!づ−R−1−0]VrP = 0 
(X Ill )(XIV) (式(X) 〜(XIV)中R,はC8〜C1,ノアル
キル基、RヨはC−1の二価アルキル基、RヰはC8〜
Cl1lのアルキル基をそれぞれ表す)。
上記式(1)〜(XIV)で表される化合物は1種若し
くは2種以上組合せて用いられその配合量は基油100
重量部に対して、燐分として0.02乃至0.10重量
部が適当である。燐分の添加量の上限は共存する硫黄分
との関係で定まり硫黄分の略十分の一当量とするのが耐
荷重性能を最大に発揮する。多量に添加しすぎると、む
しろ焼付きが起こりやすくなる。また、燐分の下限量は
耐摩耗性の面で定まり、0.02重量部未満では、十分
な耐摩耗性が維持できない。従って、燐分の添加量を0
.02〜0.10重量部と・した根拠は硫黄分が0.3
〜2.0重量部とする点に関係している。これは硫黄化
合物と燐化合物との潤滑金属表面への競争的吸着及び局
部的な高温下での化学的反応に関係していると考えられ
る。なお、これらの燐含有化合物は従来ギヤ油などの極
圧剤として公用のものであり、例えばAng1am’o
199、Ar+glamol 99LS 。
Anglamol 6004 (いずれもループリシー
ル社の商品) 、Ortholeum 535 (デュ
ポン社の商品)として市販されている。これらの中には
硫化オレフィンを含有しているものがある。
上述したごとく、本発明において基油に対し配合される
各物質のうちグラファイトを除いてはギヤ油などの添加
剤として知られたものではあるが、本発明ではこれら公
知の3種の添加剤とグラファイトを組合せて基油に配合
することにより、さきに言及したごとく摩耗、焼付き、
油温上昇などの危険性のある軸受に対し、それらの問題
を解消し安全に運転できる軸受油組成物を提供し得るも
のである。
因に、グラファイトを二硫化モリブデンに置換したり、
或いは、本発明の組成から、油溶性有機鉛化合物を取り
除くと、上記の目的を達成できない。
以下に実施例を例示して本発明の組成及びその効果を具
体的に説明する。
実施例1 基油の調整: 下記表1に示す性状の150ニユートラル油を基油とし
て用いた。
表1 上記基油100重量部に対しグラファイト0.5重量部
、ナフテン酸鉛1,5重量部、硫化オレフィンを硫黄と
して0.8重量部、ジヘキシルチオ燐酸基の1〜2個で
置換した燐酸エステルの炭素数18のアルキルアミン塩
及びジヘキシルプロピルジチオ燐酸基の1〜2個で置換
した燐酸エステルの上記アルキルアミン塩の混合物を燐
量として0.05重量部を添加して軸受油1を得た。
なお、グラファイトはその98%が粒径0.3μM以下
であって、下記形態の市販添加剤、商品名SLA 12
55 (日本アチソン@)を用いた。該添加剤はキャリ
ヤー油としての150ニユートラル油にグラファイトを
10重電顕を分散含有させたものであって、 比重 0.93 粘度 27cSt/98.9°C 色 調 黒色 引火点 220℃ の性質を有する。基油100重量部に対しグラファイト
を含有する該添加剤を1/20重量部添加した。
因に、グラファイトの粒径が1μm以上になると保存中
に沈降するので実用上好ましくない。
得られた軸受油の性状を表2に示す。
実施例2 実施例1においてナフテン酸鉛に代えて鉛シアミルジチ
オカルバメートを1.0重量部、硫化オレフィンを硫黄
量として0.6重量部、実施例1で用いた燐化合物を燐
量として0.05重量部および燐酸のジ及びモノアルキ
ルエステル(アルキル基は炭素数8〜12の混合物)の
長鎖(炭素数8〜12)アルキルアミン塩を燐量として
0.01重量部を基油に添加、混合する以外は実施例1
と同様にして軸受油2を得た。
得られた軸受油の性状を表2に示す。
実施例3 実施例1で用いた基油100重量部に対してグラファイ
ト0.4重量部(SL八へ255を1/25重量部)ナ
フテン酸鉛1.0重量部、硫化オレフィンを硫黄量とし
て0.8重量部及び燐酸のジ及びモノアルキルエステル
(アルキル基は炭素数8〜12の混合物)の長鎖(炭素
数8〜12)アルキルアミン塩を燐量として0.01f
fi量部、前記一般式(IX)で表わされる燐酸エステ
ルのアルキルアミン塩(R,=C8〜C+2のアルキル
の混合物、Rヨーイソプロピル基、R’&=Cl11の
アルキル基)を主成分とする燐化合物を燐量として0.
05重量部添加、混合して軸受油3を得た。
得られた軸受油の性状を表2に示す。
実施例4 実施例1で用いた基油100重量部に対し、グラファイ
ト0.3重量部(SL八へ255を3/100重量部)
、鉛シアミルジチオカルバメート0.6重量部、硫化オ
レフィンを硫黄量として0.4重量部及び実施例1で用
いた燐化合物を燐量として0.03重量部を添加、混合
し軸受油4を得た。
得られた軸受油の性状を表2に示す。
実施例5 実施例1で用いた基油100重量部に対し、グラファイ
ト4.0重量部(SLA1255を215重量部)、鉛
シアミルジチオカルバメート2.5重量部、硫化オレフ
ィンを硫黄量として1.5重量部及び実施例■で用いた
燐化合物を燐量として0.1重量部を添加、混合して軸
受油5を得た。
得られた軸受油の性状を表2に示す。
実施例6 実施例1で用いた基油100重量部に対してグラファイ
ト0.5重量部(SL八へ255を1/20重量部)鉛
ジアミルジチオ力ルハメー日、5重量部、硫化オレフィ
ンを硫黄量として0.8重量部、実施例3で用いた燐酸
のジ及びモノアルキルエステル(アルキル基は炭素数8
〜12の混合物)の長鎖(炭素数8〜12)アルキルア
ミン塩を燐量として0.01重量部、前記一般式(IX
)で表わされる燐酸エステルのアルキルアミン塩(R1
−C8〜CI2のアルキルの混合物、R3−イソプロピ
ル基、R1−C1Bのアルキル基)を主成分とする燐化
合物を燐量として0.04重量部及び亜鉛−ジアルキル
ジチオフォスフェート1.5重量部を添加、混合して軸
受油6を得た。
得られた軸受油の性状を表2に示す。
比較例1 実施例1で用いた基油100重量部に対し、ナフテン酸
鉛1.5重量部、硫化オレフィンを硫黄量として1.0
重量部及び実施例1で用いた燐化合物を燐量として0.
05重量部を添加、混合して軸受油7を得た。
得られた軸受油の性状を表2に示す。
比較例2 実施例1で用いた基油100重量部に対し、鉛シアミル
ジチオカルバメート1.5重量部、硫化オレフィンを硫
黄量として0.8重量部及び実施例1で用いた燐化合物
を燐量として0.05重量部及び二硫化モリブデン0.
5重量部を添加、混合して軸受油8を得た なお、ここで用いた二硫化モリブデンは日本アチソン側
によりSLΔ1246の商品名で市販されているもので
あって、キャリヤー油としての150ニユートラル油に
二硫化モリブデン(その粒径の98%が0.3μm以下
のもの)を15重量%含有させたもので下記性状を示す
ものである。
比重 1.00 粘度 23cSt /98.9℃ 色 調 緑灰色 引火点 220℃ 得られた軸受油の性状を表2に示す。
比較例3 実施例1で用いた基油100重量部に対し、グラフアイ
l−0,5重量部(、SL八へ255を1/20重量部
)、硫化オレフィンを硫黄量として0.8重量部及び実
施例3で用いた燐化合物のアミン塩を燐量として0.0
5重量部を添加、混合し軸受油9を得た。
得られた軸受油の性状を表2に示す。
比較例4 実施例1で用いた基油100重量部に対し、硫化オレフ
ィンを硫黄量として0.8重量部、実施例1で用いた燐
化合物を燐量として0.05重量部、亜鉛−ジアルキル
ジチオフォスフェート1.5重量部を添加、混合し軸受
油10を得た。
得られた軸受油の性状を表2に示す。
比較例5 実施例1で用いた基油100重量部に対し、グラファイ
トo、i重量部(SL八へ255を1 /100重量部
)、鉛−ジアミルジチオカルバメート0.2重量部、硫
化オレフィンを硫黄量として0.5重量部及び実施例1
で用いた燐化合物を燐量として0.05重量部を添加、
混合し軸受油11を得た。
得られた軸受油の性状を表2に示す。
比較例6 実施例1で用いた基油100重量部に対し、グラファイ
ト2.0重量部(SLA1255を115重量部)、鉛
−ジアミルジチオカルバメート1.5重量部、及び実施
例1で用いた燐化合物を燐量として0.5重量部を添加
、混合し軸受油12を得た。
得られた軸受油の性状を表2に示す。
比較例7 一実施例1−で用いた基油100重量部に対し、グラフ
ァイト2.0重量部(SLA 1255を115重量部
)及び鉛−ジアミルアチオカルバメート1.5重量部を
添加、混合して軸受油13を得た。
得られた軸受油の性状を表2に示す。
次に上記各実施例1〜6並びに比較例1〜7の各軸受油
及び表2に示す市販の添加タービン油についてチムケン
型摩擦試験機を用いて下記条件下で摩耗試験を行い、摩
耗痕11J、摩擦係数及びテストブロックの摩擦面の表
面粗さを測定した。なお表面粗さの測定には、小板研究
所製5R−3型表面粗さ針を用い、粗さ針の検出端子(
触針)をテストブロック上の摩耗痕上を、テストリング
すべり方向に対し直角方向に走査させて粗さを電気出力
に変換し、記録紙上に拡大表示した。
試験条件: テストリング 5UJ2 [+1ν(10kg) =9
001(米国チムケン社製) テストブロック SCM4 [11v (10kg) 
=355コ(日本テストパネル@1!り 回転速度 520 rpm 運転時間 10分 給油温度 40℃ (注)IIν:ビソカース硬度を示す。
試験による測定結果は下記表3並びに第1図に示すとお
りである。
因に、本試験機に用いたチムケン型摩擦試験機は神鋼造
機@製であってASTM−D−2782又はJIS−に
−2519−80に規定されているチムケン極圧試験機
と機構上全く同じものであるが、チムケン極圧試験機が
回転速度800rpmでのみしか運転できないのに対し
本試験機は500乃至4500rpmの無段変速が可能
である点が特徴である。
上記表3にみられるごとく、本発明による軸受油は比較
例及び市販の添加タービン油に比し耐焼付き性と耐摩耗
性に優れ、摩擦力も小さい。
本発明におけるグラファイトの配合効果は実施例1〜3
と比較例1の比較で明らかであり、摩耗痕中、摩擦係数
のいずれにおいても本発明による軸受油は顕著な作用効
果を示しており、一方固体潤滑剤として公知の二硫化モ
リブデンをグラファイトに置換した場合(比較例2)に
は、むしろ悪い作用を示している。また、本発明におけ
る油溶性有機鉛化合物の配合の必要性も実施例1〜3と
比較例3,4の対比から明らかである。
添付図面の第1図(a)乃至(m)は各種軸受油につい
て上記試験後のテストピース(ブロック)の表面をレバ
ー荷重30ボンドにおいて測定した結果を示したもので
あって、図中fa)乃至(f)は実施例1〜6゛の軸受
油について、(gl〜(mlは比較例1〜7の軸受油に
ついて、(n)はレバー荷重10ポンドにおける添加タ
ービン油についてそれぞれ示したものである。
同図にみられるように、本発明による軸受油を用いた場
合、比較例並びに市販の添加タービン油に比しテストピ
ースの表面が平滑であることが理解し得る。
次に本発明による軸受油の良好な境界潤滑性能を確認す
るため、実施例1及び比較例4並びに市販添加タービン
油を用い、実機にて軸受温度を測定するとともに潤滑状
態を調べた。実機には従来から軸受温度が高く、焼付き
の危険性を有しかつ軸受油の劣化上好ましくないメッキ
鋼板製造設備の第2図に示すモータージェネレーター装
置の滑り軸受を用いた。試料油は油リング潤滑方式によ
り給油される。軸回転数は1200rpmで一定の負荷
条件下で運転された。軸受の温度は軸受メタルに接触さ
せた熱電対で軸受温度が一定になる120分以後に測定
した。なお、テストは本発明による軸受油のキャリーオ
ーバー効果をなくすため、市販添加タービン油、比較例
4、実施例1の順序で実施した。結果を表4にしめす。
表4 軸受の潤滑状態については油膜形成状態と振動状態を、
安用電機■製LubLec−Uを用い、最も軸受温度が
高くなる軸受Bについて開べた。この装置では油膜形成
状態をRレンジ、振動状態をGレンジでそれぞれ測定し
、良否判定できるようになっている。結果を表5に示す
表5 なお、市販添加タービン油の場合、3時間運転したがd
angerの状態が続いたので、その時点で試験を中止
した。
比較例4の場合、12時間程度の運転、でcautio
nが続いたので、その時点で試験を中止した。
実施例1の場合、漸次潤滑状態は良好に遷移し8時間経
過した時点でcautionからgoodにかわり以後
goodの状態が続いた。
上記試験結果より本発明の効果が明らかに示された。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による軸受油について上記試験後のテス
トピース(ブロック)の表面をレバー荷重30ポンドに
おい測定した結果を比較例1〜7の軸受油と共に示した
ものであって、図中(al〜(f)ば実施例1〜6の軸
受油について、(gl〜(mlは比較例1〜7の軸受油
について、(nlばレバー荷重10ボンドにおける添加
タービン油についてそれぞれ示したものである。 第2図は本発明による軸受油の境界潤滑性能を確認する
ために用いたメッキ交番鋼板製造設備のモータージェネ
レーター装置の概略説明図を示す。 第 1 図 a b c d 第1図 2 1 9 h 第1頁の続き ■Int、 C1,’ 識別記号 庁内整理番号Cl0
N40:027824〜4H @発 明 者 前田好弘 戸田市新曾南3丁目17番35号日 本鉱業株式会社滑潤油製品研究 所内 0発 明 者 倉橋基文 東海市東海町5丁目3番地新日 本製鐵株式會社名古屋製鐵所内 0発 明 者 −丸哲夫 東海市東海町5丁目3番地新日 本製鐵株式會社名古屋製鐵所内 0発 明 者 安藤正夫 東海市東海町5丁目3番地新日 本製鐵株式會社名古屋製鐵所内 0出 願 人 新日本製鉄株式会社 東京都千代田区大手町2丁目6 番3号

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 基油100重量部に対し、グラファイト微粒子を0.2
    乃至5重量部、油溶性有機鉛化合物を0.5乃至3.O
    M量部、硫化オレフィンを硫黄分として0.3乃至2.
    0重量部、及びアルキル燐酸系化合物、アルキルチオ燐
    酸系化合物及びアルキルジチオ燐酸系化合物から成る群
    から選択されるものの1種又は2種以上を燐分として0
    .02乃至0.1重量部を配合したことを特徴とする軸
    受用側fly油組成物。
JP58131630A 1983-07-19 1983-07-19 軸受用潤滑油組成物 Pending JPS6023491A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58131630A JPS6023491A (ja) 1983-07-19 1983-07-19 軸受用潤滑油組成物

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JP58131630A JPS6023491A (ja) 1983-07-19 1983-07-19 軸受用潤滑油組成物

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JPS6023491A true JPS6023491A (ja) 1985-02-06

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JPH10195473A (ja) * 1996-12-27 1998-07-28 Japan Energy Corp ギヤ油組成物
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