潤滑グリースへの二硫化モリブデン添加1-5%：添加量と極圧耐摩耗性の定量関係
2026-07-02
二硫化モリブデン（MoS₂）を固体潤滑剤として潤滑グリースに添加することは、工業設備において重負荷条件に対応する最も一般的な手法の一つである。添加量は通常1%-5%の範囲であるが、異なる割合が極圧性能およびグリース自体の稠度に与える影響は、単純に「多いほど良い」わけではない。ASTM D2266四球摩耗試験およびASTM D2596極圧性能試験のデータによれば、添加量を1%から3%に増加させると耐摩耗性の改善が顕著であるが、5%を超えると稠度低下や分油率上昇の負の影響が摩擦学的利益を相殺し始める。
添加量の段階と四球試験データの対照
潤滑グリース中のMoS₂添加量は通常質量パーセントで表される。12-ヒドロキシステアリン酸リチウムグリースを基脂とし、それぞれ1%、3%、5%のMoS₂超微粉（D50≈4 μm）を添加し、ASTM D2266規格に従い四球摩耗試験（392 N、75°C、1200 rpm、60 min）を実施した場合の摩耗痕直径の典型的なデータは以下の通りである：
MoS₂無添加の基脂の摩耗痕直径は約0.55-0.60 mm；1%添加で0.45-0.50 mmに低下し、改善率は約15%；3%添加では摩耗痕直径が0.35-0.40 mmに低下し、これは重負荷減速機軸受で広く受け入れられている≤0.4 mmの基準を満たす；5%添加ではさらに0.30-0.35 mmまで低下可能である。しかし7%-10%の添加量では、摩耗痕直径の改善が頭打ちとなり、逆にコーン貫入度の増大（グリースが軟化）と鋼網分油率の上昇という問題が生じる。
ASTM D2596極圧性能試験では、最大無焼付き荷重（PB値）の変化傾向も同様である：基脂のPB値は通常500-600 N、3% MoS₂添加で800 N以上に向上し、低速重負荷条件の基準要件を満たす；5%添加ではPB値が1000 Nを超え、焼付き荷重（PD値）も基脂の約2000 Nから3000 N以上に上昇する。
1%、3%、5%の適用工況の論理
1%-2%の添加量は軽中負荷場面に適しており、10 kW以下の電動機軸受、送風機主軸などが該当する。この割合ではMoS₂が摩擦面に部分転移膜を形成し、起動瞬間の乾燥摩擦係数を低下させるが、グリースのコーン貫入度と機械的安定性への影響は極めて小さい。リチウムグリースに1% MoS₂を添加した後、貫入度の変化は通常±5単位以内であり、元のNLGI稠度等級は変わらない。
3%の添加量は工業応用で最も広く使用される「汎用割合」であり、重負荷減速機、鉱山ベルトコンベヤ軸受、鍛圧設備案内面などの工況に対応する。3% MoS₂は摩擦過程で比較的完全な転移膜を形成でき、境界潤滑および混合潤滑状態で安定した摩擦係数0.06-0.10を維持する。調合時は三本ロールミルで2回研磨し、MoS₂粉体をグリース中に均一分散させ、凝集による摩耗粒子の発生を防ぐ。
5%の添加量は極端な重負荷および衝撃荷重場面に対応し、圧延機軸受、破砕機主軸、石油掘削装置回転盤などが該当する。このとき金属表面のMoS₂被覆は飽和に近づき、転移膜の厚さと密密度がさらに向上する。ただし5%添加量はグリース構造に感知可能な影響を与える——リチウムグリースのコーン貫入度は約10-15単位増加し、滴点は5-10°C低下する可能性があり、鋼網分油率（GB/T 0324に従い測定）は1-2ポイント上昇する。したがって5%の割合はNLGI 2号または3号の基脂に適しており、NLGI 0号や1号の軟質グリースではさらに稠度が低下するのを避けるべきである。
粒径選択と分散工程
潤滑グリースに添加するMoS₂の粒径は、分散安定性と成膜効果に直接影響する。テクニカルファイン級（Technical Fine、D50≈4-6 μm）は3%-5%の通常添加に適しており、粉体の比表面積が適度で三本ロール研磨で均一分散可能である。スーパーファイン級（Super Fine、D50≤1.5 μm）は比表面積が大きく、同一添加量で転移膜の形成速度が速いが、分散が困難でグリース中の二次凝集を起こしやすい。1%-2%の低添加量でスーパーファイン級を併用する場合、低濃度で微粉が摩擦面に均一に広がりやすいため、テクニカルファイン級より効果的である。
物理浮選精製工程で生産されたMoS₂は純度≥99%、鉄含有量≤0.02%であり、不純物がグリース中で摩耗粒子となるのを防ぐ。酸価は0.5 mg/g以下（KOH換算）に制御されており、リチウムグリースの石鹸繊維構造との化学的干渉を回避し、保管期間中の貫入度と滴点の安定性を保証する。
調合工程の要点
工業的MoS₂グリース調合の中核工程は分散である。MoS₂粉体を2-3回に分けて60-70°Cに加熱した基脂に添加し、各バッチ添加後に三本ロールミルで2回研磨し、ロール間隙を順次狭める。研磨後にサンプリングして貫入度を測定し、目標値から±10単位以上の偏差があれば調整が必要である。調合完了後、24時間静置して気泡を消散させ、GB/T 269に従い貫入度を再測定して稠度等級が変化していないことを確認する。
タグ：二硫化モリブデン潤滑グリース | MoS₂ grease additive | グリース添加量1-5% | ASTM D2266四球試験 | 極圧耐摩耗性 | 二硫化モリブデン転移膜 | NLGI稠度 | 三本ロール研磨分散
前回の投稿：
繁栄する（チャオヤン）新素材株式会社
工場住所：遼寧省朝陽市北票市三宝営郷陳奎営村
マーケティングアドレス：河南省洛陽市澗西区蓬萊路2番