Полезные свойства графита известны уже не одно столетие. Более 300 лет его активно применяют для уменьшения трения в различных механизмах.
Использование графита в качестве компонента различных смазочных составов значительно расширяет их возможности и сферу применения.
Несмотря на появление множества современных смазочных материалов с более высокими эксплуатационными свойствами графитовая смазка и сегодня остается одной из самых популярных и востребованных на производстве, при обслуживании автомобильной техники, для бытовых применений.
Что такое графитовая смазка?
Под графитовыми смазками (графитными смазками) подразумеваются все смазочные материалы, в составе которых присутствует графит. Он может выступать в роли присадок или в виде порошка использоваться как самостоятельный материал.
В настоящее время наибольшее распространение получила пластичная графитовая смазка в традиционной форме. Это густая "мазь" от коричневого до черного цвета, изготовленная на основе масла и мыльного загустителя. Ее основные свойства были стандартизованы и закреплены еще в советское время ГОСТом 3333-80 (минеральная кальциевая графитная смазка УСсА).
Однако есть множество разработок, позволяющих использовать полезные свойства графита в составе других материалов - изготовленных на различных базовых компонентах в виде жидких смазок, аэрозолей, паст, специальных антифрикционных покрытий.
Последние получают все более широкое распространение благодаря своей высокой эффективности и долговечности.
К примеру, покрытия российского производителя "Моденжи" на основе твердосмазочных веществ (в том числе графита) находят применение в самых различных отраслях промышленности: нефтегазовой, металлургической, космической, машиностроительной и многих других.
Графит в составе большинства покрытий MODENGY улучшает их антифрикционные свойства и повышает стойкость к истиранию.
В качестве твердого смазочного компонента графит (без добавления других веществ) используется в покрытии MODENGY 1007.
В первую очередь, оно предназначено для узлов трения автомобильных двигателей: юбок поршней, шлицевых соединений, вкладышах коленчатых и распределительных валов.
Кроме того, покрытие может применяться для деталей промышленного оборудования:
- Поршней компрессоров, насосов, пневматических и гидравлических приводов
- Подшипников скольжения погружных электроцентробежных нефтяных насосов
- Поверхностей скольжения оборудования по переработке полимеров (запаечных матриц, калибраторов, охлаждающих столов)
- Направляющих скольжения фасовочно-упаковочных аппаратов
- Роторов винтовых компрессоров
- Тяжелонагруженных узлов трения скольжения, подверженных воздействию нагрева, влаги и пыли (там, где неэффективны масла и пластичные смазки)
С учетом синергетического эффекта взаимодействия в современные смазки часто помимо графита дополнительно добавляют другие вещества (медь, дисульфид молибдена и др.) Сочетания таких материалов в определенных пропорциях значительно повышают эксплуатационные свойства графитовых смазок.
Состав графитовой смазки
Традиционная графитная смазка, изготовленная в соответствии с ГОСТ 3333-80, получается загущением нефтяного минерального масла металлическим мылом кальция и графитом.
Современные составы могут выпускаться не только в форме пластичных смазок. Аэрозольные смазки, например, очень удобно наносить в труднодоступные места.
Часто можно встретить графитовую смазку в виде жидких масляных дисперсий –их формула не предусматривает использование загустителя.
В состав графитовой смазки, изготовленной по различным нормативно-техническим требованиям, могут входить и другие компоненты. Так, например, использование вместо кальциевого мыла литиевого позволило повысить термостойкость до +130 °C и выше.
Различные присадки улучшают антикоррозионные, противозадирные и другие эксплуатационные качества смазочного материала. Для повышения адгезии смазки к металлическим поверхностям ведущие производители используют поляризованный графит вместо обычного.
Характеристики
Характеристики графитной смазки определяются свойствами присутствующих в составе материала компонентов.
Графит – это одна из форм существования углерода. Он имеет слоистую структуру.
Частицы графита заполняют и сглаживают микронеровности поверхности смазываемой детали, образуя на ней своеобразную пленку. Благодаря такому выравниванию и образованию графитного слоя эффективная площадь контакта деталей увеличивается. При этом возрастает несущая способность смазки, а коэффициент трения значительно снижается.
Масла, входящие в состав любой графитной смазки, обеспечивают оптимальный режим работы узлов в режимах трения, когда поверхности деталей разделены слоем жидкой смазки.
Добавление графита в состав пластичных смазок придает им дополнительные улучшенные свойства, позволяя лучше удерживаться в зоне трения и противостоять высоким нагрузкам.
Стоимость графита невысока, поэтому и смазки на основе этого материала являются одними из самых доступных по цене смазочных материалов.
Таким образом, графитные смазки имеют следующие основные характеристики:
- Повышенная несущая способность
- Улучшенные антифрикционные свойства
- Водостойкость
- Отличная адгезия
- Антистатические свойства
- Хорошее сочетание эффективности и стоимости
Термостойкость графитных смазок в основном зависит от других компонентов состава. Так, материалы, изготовленные на основе кальциевых или литиевых мыл, работоспособны от -40...-30 до +70...+130 °C. Антифрикционные покрытия с графитом обеспечивают защитные и смазочные свойства до нескольких сот градусов.
Графит обладает хорошей электропроводностью. При его достаточно высокой концентрации в составе смазок они также могут иметь электропроводящие свойства.
Однако следует учитывать структурные особенности графита – между слоями его частиц в обычных условиях присутствуют молекулы воды и кислорода. Это обуславливает снижение смазочных свойств графитовых смазок в вакууме.
К минусам этих смазок можно отнести также ограничения на использование в высокоскоростных механизмах и узлах с высокой точностью изготовления деталей. В этих случаях частицы графита нарушают геометрию контакта, что приводит к ускоренному износу деталей.
Область применения графитовой смазки
Где используется графитовая смазка?
Сфера применения таких смазок огромна – их используют как в промышленности, так и бытовых условиях. Для обслуживания тяжелой строительной, дорожной, специальной, нефтедобывающей, сельскохозяйственной техники во многих случаях эти материалы также оказываются отличным решением.
Традиционные графитные смазки применяются для обслуживания высоконагруженных узлов трения тихоходных механизмов:
- Ходовых винтов
- Шарниров
- Опор скольжения
- Направляющих
- Резьбовых соединений
- Редукторов
- Подшипников
Использование вместо кальциевого мыла и минерального базового масла загустителей и жидкостей других типов позволяет повысить термостойкость, скоростные характеристики и другие эксплуатационные свойства графитных смазок и существенно расширить область их применения.
Масляные дисперсии можно использовать как самостоятельно – частицы графита в этом случае легко поступают даже к труднодоступным зонам трения – или в качестве присадок к другим товарным маслам.
Автомобильные применения
Область применения графитовой смазки в автомобильной технике остается достаточно широкой даже сейчас, когда на рынке появилось множество материалов с более высокими рабочими свойствами.
Чрезвычайная популярность объясняется просто – "графитку" можно приобрести практически везде, использовать ее для большинства узлов, а по стоимости она гораздо привлекательнее современных материалов.
Примеры применений:
- Листы рессор для уменьшения трения и устранения скрипа
- Колесные гайки, шпильки, болты – для предотвращения заеданий
- Тросовые приводы – для обеспечения плавности хода и снижения износа
- Основание штыря выдвижной антенны – для устранения тресков и шорохов при приеме радиосигнала
- Защита электрических соединений и контактов от образования коррозии
- Узлы подвески и рулевого управления (рулевые шарниры, рейки, шестерни, шаровые опоры, противоскрипных шайб и т.д.)
- Резьбовые соединения кузовных деталей и подвески
- Направляющие суппортов и противоскрипные пластины дисковых тормозных механизмов
- Крестовины кардана в заднеприводных моделях
- Дверные петли, механизмы замков
- Направляющие сидений
- Домкраты
- Сцепные устройства автомобилей
- ШРУСы
Применение в автомобиле графитной смазки не ограничивается приведенными примерами. Практически везде, где есть нагруженные механизмы с невысокой скоростью движения она окажется весьма полезной.
Промышленное применение
Использование графитовой смазки в промышленном производстве обеспечивает высокую надежность узлов и механизмов, увеличенные межсервисные интервалы и отличные рабочие свойства оборудования.
Графитные смазки на минеральной и синтетической основе широко применяются в самых разных отраслях промышленности.
Примеры узлов промышленного оборудования, для обслуживания которых используются графитовые смазки:
- Опоры буровых долот в нефтедобывающей промышленности
- Узлы спецтехники, сельскохозяйственного и индустриального оборудования, работающего в условиях пыли и других абразивных загрязнений
- Открытые зубчатые передачи подъемно-транспортного оборудования, смесителей для сыпучих материалов
- Запорная трубопроводная арматура
- Тихоходные подшипники
- Открытые и закрытые валы
- Опоры качения и скольжения сушильных камер и печей
- Цепи ширильно-сушильных машин
- Механизмы фильтрации СОЖ
- Цепи линий порошковой окраски, фасовочных машин, линий по производству колбас
- Конвейерные цепи
- Подшипники и зубчатые передачи электро- и пневмоинструментов
- Подшипники и зубчатые передачи приводов центрифуг
- Шпиндели колеровочных машин
- Лебедки траулеров
- Винтовые пары станочного оборудования
Бытовые применения
Графитовые смазки находят свое применение и в бытовых условиях. Хорошие хозяева используют их для смазки дверных петель и замков, для обслуживания, ремонта и хранения электрического и механического инструмента, велосипедов и т.д.
Таким образом, мы убедились, что смазки с графитом - это эффективные недорогие средства для защиты контактирующих деталей от износа, трения, коррозии и повышения их ресурса.
Использование этих материалов в перечисленных узлах, а также для многих других случаев применения станет удачным решением многих задач по ремонту, обслуживанию и хранению промышленного и бытового оборудования и автотранспортных средств.