Твердые смазочные материалы. Сухие смазки. MODENGY 1001

Достигнуть надежной работы механизмов в граничном и смешанном режимах смазки невозможно (особенно при ударных нагрузках, прерывистом движении и т.д.), если вы не применяете твердые смазочные материалы – сухие смазки.

Что такое сухие смазки? В чем состоит их отличие от других материалов? Каковы основные преимущества?

На эти вопросы мы попытаемся ответить в этой статье.

Твердые смазки могут эксплуатироваться в гораздо большем (по сравнению с жидкими или пластичными смазочными материалами) температурном диапазоне. Они одинаково эффективны и при комнатных условиях, и при экстремальных морозах, и при очень высоких температурах.

Среди множества их достоинств – нейтральность к пластмассам (ПТФЭ, полиэтилен, полиамид), применяемым во многих механизмах и узлах современных станков и машин.

Рабочий режим твердых смазочных материалов

Твердые смазки дают хороший результат в условиях экстремальной нагрузки и малой частоты вращения деталей.

При использовании жидкой или пластичной смазки детали гидростатического подшипника при высокой нагрузке и ни низкой частоте вращения выступы шероховатости трущихся поверхностей вступают в контакт друг с другом. Cмешанный режим трения способствует только их случайным зацеплениям выступов и мягкому износу.

В условиях граничного трения выступы и углубления поверхностей постоянно контактируют друг с другом, приводя к значительному износу и даже к заклиниванию и свариванию поверхностей.

Таким образом, при низких скоростях вращения жидкие и пластичные смазки не обеспечивают достаточного разделения трущихся поверхностей, а случае возрастания нагрузок это становится еще более трудновыполнимым. Уже при сборке жидкие смазки зачастую не могут обеспечить разделение поверхностей. Смазка испаряется под воздействием высоких температур и с течением времени. Все это также приводит к заклиниванию деталей.

В этих условиях весьма эффективно использование твердых сухих смазок. Они образуют гораздо более прочный разделительный смазочный слой, который не разрушается под действием высоких нагрузок при низких скоростях, и снижают трение до минимальных значений.

В некоторых случаях эффективной альтернативы сухим смазкам среди традиционных материалов не имеется. Твердосмазочные материалы и композиции на их основе способны предотвратить образование фреттинг-коррозии или обеспечить легкий демонтаж резьбовых соединений даже после работы при высоких температурах.

Колебательные движения с микроперемещениями вызывают сильную коррозию соприкасающихся деталей (фреттинг-коррозию).

Эффективно предотвратить ее способны только твердые смазочные материалы – сухие смазки.

На иллюстрации представлена фотография заклинившего и обломанного при демонтажа болта, который смазывался жидкой смазкой.

Какие материалы используют в качестве сухих смазок

Все больше и больше материалов находят применение в качестве сухих смазок, и несомненно, еще больше их будет найдено в будущем. В то же время, многие используемые сегодня материалы будут выведены из использования из-за соображений безопасности и заботы об окружающей среде.

• Простые химические вещества. К ним относятся молибден, цинк, олово, свинец, вольфрам, сурьма, графит (как природный, так и синтетический)
• Порошки таких металлов как медь, олово, никель и их славы (латунь)
• Фториды и хлориды кальция и других металлов
• Оксиды циркония и некоторых других металлов (в отличие от их сульфидов)
• Полимеры, например, полиэтилен и политетрафторэтилен, полиамиды и т.д.

Наиболее распространенными сухими смазками являются дисульфид молибдена и графит. Эти материалы проявляют синергетический эффект и при определенных пропорциях взаимно усиливают антифрикционные свойства друг друга.

Графит – материал со схожей слоистой структурой. Однако он не обладает настолько хорошей адгезией к металлическим поверхностям как дисульфид молибдена, поскольку его молекулы неполярны, и проявляют свойства твердого смазочного материала лишь в присутствии влаги. Это можно устранить путем внедрения поляризующих агентов в слоистую структуру графита и получением так называемого поляризованного графита.

Высокая адгезия поляризованного графита к металлическим поверхностям, наряду с его термической стабильностью, делают его также одной из наиболее перспективных сухих смазок.

Сухие смазки могут использоваться самостоятельно в форме порошков либо быть компонентами различных смазочных материалов в виде присадок, добавок, наполнителей, загустителей к другим видам смазочных материалов.

Сухие смазки могут быть представлены следующими товарными формами:

• Порошки
• Дисперсии
• Пластичные смазки
• Пасты
• Антифрикционные покрытия

Порошки

Чистый дисульфид молибдена производится с различным средним размером частиц. Он хорошо заполировывается в поверхность в течение времени или под воздействием повышенной внешней нагрузки. Порошок дисульфида молибдена обычно используется в тех случаях, когда жидкость или покрытие нежелательны.

Смеси сухих смазок обычно используются в составах для изготовления тормозных колодок автомобиля. Это обеспечивает высокое трение и малый износ. Тормозная колодка, как правило, состоит из волокон, обеспечивающих структуру, смолы – для склеивания компонентов, абразива – для создания высокого коэффициента трения, наполнителя – для экономичности изделия и смазывающего материала – для обеспечения комфорта путем стабилизации трения, снижения износа диска, вибрации и шума.

Дисперсии

Высококонцентрированные дисперсии твердых смазочных материалов применяются в качестве добавок к маслам, таким как редукторные, трансмиссионные для двухтактных мотоциклов, дизельные для двигателей без системы тонкой очистки. Дисперсии также используются в особых процессах формования металла и в качестве высокотемпературных цепных масел (маслоноситель испаряется, оставляя на поверхности твердый смазочный материал).

Пластичные смазки

Твердые смазочные материалы добавляются к пластичным смазкам в количестве примерно 3%. Их преимущество перед химически реактивными присадками высокого давления заключается в отсутствии необходимости обеспечения температуры реакции. Кроме металлургии такие продукты применяются также в автомобилестроении, например в шаровых шарнирах и шарнирах для передачи постоянной частоты вращения.

Пасты

Количество твердых смазочных материалов в составе паст значительно выше, чем в пластичных смазках и может достигать 70% в зависимости, как от типа твердого смазочного материала, так и от вязкости масла-носителя.

В зависимости от области применения пасты разделяются на три категории:

• Резьбовые – обеспечивают коэффициент трения порядка 0,1 с очень низким разбросом. Они обеспечивают разборку оборудования после длительного простоя, а также выдерживают ультравысокие температуры. Пасты также обладают совместимостью с высокопрочными сплавами, что используется при в производстве турбин.

• Сборочные – предотвращают фреттинг-коррозию, позволяют проводить безаварийную разборку при снятии подшипников с вала, обеспечивают очень низкий коэффициент трения и повышенную защиту от коррозии

• Смазочные («смазки-пасты») – обеспечивают долговременное смазывание. При этом по таким параметрам как адгезия, защита от коррозии и температурная стойкость значительно превосходят жидкие смазки.

Инновационные антифрикционные покрытия

К наиболее инновационным материалам относятся сухие смазки – антифрикционные покрытия. Жидкую среду в них представляют связующие смолы и растворители, а частицы твердых смазок выступают вместо красящего пигмента.

Когда покрытие наносится на поверхность, происходит испарение растворителя и полимеризация связующих веществ. В результате образуется сухая прочная пленка, представляющая собой полимерную матрицу (полимер сам по себе имеет достаточно низкий коэффициент трения) с частицами распределенных в ней твердых смазочных веществ (графита, дисульфида молибдена, ПТФЭ, технического углерода.

Исходя из того, какое связующее используется, отверждение происходит при обычной температуре или при выдержке с нагревом.

Антифрикционные покрытия производят такие производители как Dow, BECHEM, Modengy и др.

Стоит отметить, что в результате проведенных исследований было установлено, что некоторые сухие смазки оказывают синергетическое воздействие друг на друга. Так, смесь дисульфида молибдена и графита в определенных пропорциях имеет более высокие эксплуатационные свойства, чем каждый из компонентов по отдельности.

При работе твердых смазок в полимерной матрице их определенные характеристики могут так же улучшаться. Антифрикционное покрытие на основе дисульфида молибдена в полимерном связующем становится устойчивым к влаге, и надежно защищает обработанную поверхность от агрессивного воздействия окружающей среды.

Сухая смазка – антифрикционное покрытие Modengy 1001

В последние годы многие производители смазок разрабатывают содержащие в составе сухие смазки материалы – масла, пластичные смазки, дисперсии и пасты. Сухие смазки в них выполняют функцию присадок, добавок, наполнителей, загустителей.

При помощи аэрозольного баллона сухая смазка Modengy 1001 легко наносится ровным слоем. Для этого не надо иметь специальные навыки и специальное оборудование.

Применение MODENGY 1001

Особая эффективность антифрикционного покрытия Modengy 1001 проявляется в условиях пыльной среды при низких скоростях движения и повышенных нагрузках.

Примеры применения MODENGY 1001:

• Конвейерные системы
• В области металлургии
• В металло- и деревообрабатывающей промышленности
• В турбинах
• При переработке полимеров
• В прессовом оборудовании
• В трубопроводной арматуре
• В автотехнике (петли, замки, дроссельные заслонки и т.д.)

Применение технологии сухих смазок способствует повышению надежности работы оборудования и сокращению расхода смазочных материалов. В некоторых случаях применения, сухую смазку наносят один раз и она работает в нем в течение всего срока эксплуатации узла.

Сухая смазка работает не только в обычных условиях эксплуатации. Она становится незаменимой в таких условиях, при таких нагрузках и температурах, когда традиционные смазки оказываются неэффективными.