Сухая смазка - что это такое?

Сухая смазка - что это такое?

Сухая смазка
Смазочные материалы бывают жидкими, пластичными и твердыми.

В отличие от жидких и пластичных, твердые смазочные материалы сохраняют свою форму и объем в определенном диапазоне нагрузок и температур. Они не содержат в своем составе жидкостей, поэтому называются также сухими смазками.

Что такое сухая смазка и чем она отличается от других смазочных материалов, мы попытаемся разобраться в этой статье.

Рассмотрим подробнее структуру, преимущества и недостатки сухих смазок.

Что представляют собой сухие смазки?

Некоторые сухие смазки (например, графит, дисульфид молибдена) имеют природное происхождение. Они известны и используются уже много веков.

К сухим смазкам также относятся
  • некоторые металлы (например медь, цинк, олово);
  • политетрафторэтилен (фторопласт);
  • нитрид бора;
  • сульфиды, фосфаты, оксиды, фториды металлов;
  • полиамид;
  • специальные полимеры;
  • другие вещества, которые под механическим воздействием образуют на контактирующих поверхностях слой покрытия в виде тонкой пленки.

Механизм действия большинства сухих смазок основан на слоистой структуре их частиц. Их атомные слои легко смещаются друг относительно друга, зато выдерживают высокую нагрузку в перпендикулярном направлении.

Сухие смазки используются самостоятельно, в виде порошков, могут образовывать пленочные покрытия, выступать в качестве наполнителей и добавок в пастах, дисперсиях, маслах, пластичных смазках, работать в матрице других твердосмазочных материалов.

Коэффициент трения сухих смазок может достигать рекордно низких значений до 0,02. У большинства таких материалов он находится в интервале 0,05-0,15.  Интервал температур возможного применения материалов на основе твердосмазочных композиций составляет от -250 до +1400 °С и более.

Важным условием эффективности сухих смазок является мелкодисперсность частиц порошка. Чем меньший размер имеют частицы, тем лучше проявляются смазочные свойства состава.

Преимущества сухих смазок

Основным преимуществом сухих смазок, по сравнению с жидкими и пластичными материалами, является их способность работать в более тяжелых условиях. Сухие смазки
  • работают как при экстремально низких, так и экстремально высоких температурах;
  • выдерживают более высокие нагрузки;
  • не вытекают из узлов трения;
  • не способствуют налипанию пыли и абразивов;
  • обладают инертностью по отношению к пластиками;
  • обладают стойкостью к вакууму, радиации.

Немного истории...

С помощью твердых смазок решается большое число технологических и производственных задач.

С развитием атомной энергетики и космических технологий в области трибологии стали появляться задачи, которые не удавалось решить с применением традиционных материалов. Например, в космосе узлы трения должны работать в вакууме при жестком излучении и температурах от -150 °С до +180 °С.  В таких условиях обычные смазки замерзают и испаряются. Происходит схватывание контактных поверхностей и заклинивание механизма. С этим было связано большое количество отказов космического оборудования.

С целью решения указанных проблем были развернуты масштабные исследования. В поле изучения попали сухие смазки.

Большой термостойкостью обладает дисульфид вольфрама WS2. В вакууме он способен работать до +1300 °С. Дисульфид вольфрама образует очень стойкую к агрессивным средам смазочную пленку огромной несущей способностью. Однако из-за очень высокой стоимости широкого распространения эта сухая смазка не получила.

Распространенный в то время графит для работы в космосе не подходил. Обладая на земле великолепными показателями, в условиях вакуума и сухой атмосферы коэффициент трения его увеличивается на порядок и составляет уже 0,3-0,4. Это очень большое значение.

Ценной находкой для исследователей оказался дисульфид молибдена. В противоположность графиту, он плохо работает во влажной среде. При реакции дисульфида молибдена и воды образуются оксид молибдена, который имеет большую твердость и выступает в качестве абразива. Однако в условиях космоса влага отсутствует и не оказывает своего отрицательного воздействия. К тому же в условиях вакуума дисульфид молибдена сохраняет свои смазывающие свойства при температурах до +800 °С и показывает коэффициент трения по стали порядка 0,02–0,04. Таким образом, дисульфид молибдена стал одной из самых востребованных сухих смазок для использования в космической технике.

Дальнейшие исследования показали, что дисульфид молибдена и графит оказывают друг на друга синергетический эффект. Это означает, что рабочие свойства смеси этих компонентов усиливаются в присутствии друг друга в строго определенных пропорциях.

Антифрикционные покрытия – инновация в области сухих смазок

В последние годы на рынке появляется все больше смазочных материалов, в которых в той или иной мере реализована технология сухой смазки.
Антифрикционные покрытия стали одним из инновационных и наиболее перспективных видов сухих смазок. Они отлично работают там, где традиционные смазки оказываются бессильными. Эти материалы выпускаются ведущими зарубежными и российскими производителями под торговыми марками Molykote, BECHEM, EFELE.
Это материалы, которые по структуре и способу применения напоминают обычные краски, только жидкая среда представляет собой смесь связующих смол и растворителей, а вместо красящего пигмента – частицы твердых смазок. При нанесении на поверхность растворители испаряются, а связующие вещества полимеризуются, образуя полимерную матрицу с частицами твердых смазочных веществ.

В зависимости от типа связующего отверждение происходит при обычной температуре либо при выдержке с нагревом.

Антифрикционное покрытие EFELE AF-511 SPRAY - инновация в области сухих смазок

Одним из ярких примеров инноваций в области сухих смазок с оптимальным соотношением цена-качество стало гибридное антифрикционное покрытие EFELE AF-511 SPRAY в аэрозольной упаковке, разработанное компанией "Эффективный Элемент".

Преимущества EFELE AF-511 SPRAY

  • не требует нагревания для отверждения
  • работает при экстремально низких (до -180 °С) и очень высоких (до +450 °С) температурах
  • выдерживает колоссальную нагрузку,
  • не смывается водой,
  • не боится радиации,
  • может работать в условиях вакуума
  • сухой слой смазки не вызывает налипания абразивных частиц, поэтому детали, смазанные этим покрытием, эффективно работают в пыльной среде
Узнать подробности


Эта сухая смазка в аэрозольной упаковке предназначена для использования в промышленности и быту. Она изготовлена на основе дисульфида молибдена и графита с титанатовым связующим, которое определяет процесс отверждения при обычной температуре. Упаковка в виде аэрозольного баллона позволяет легко наносить эту сухую смазку ровным слоем без применения специального оборудования, и не обладая специальными навыками.

До отверждения антифрикционное покрытие EFELE AF-511 SPRAY представляют собой дисперсию, а после полимеризации – композитную пленку, состоящую из мелкодисперсных частиц дисульфида молибдена и графита в слое титаната, обладающего также низким коэффициентом трения.   

Расход антифрикционного покрытия минимален – оно образует на поверхности детали пленку толщиной всего около 20 микрон. При этом во многих случаях однократного нанесения сухой смазки EFELE AF-511 SPRAY бывает достаточно на весь срок службы узла.
Следует помнить, что антифрикционное покрытие  EFELE AF-511 SPRAY, как и все сухие смазки, имеет и некоторые ограничения:
  • по сравнению с жидкими и пластичными материалами оно хуже отводят тепло из зоны трения;
  • имеет не очень высокую проникающую способность, поэтому смазку достаточно сложно доставить в узкие зазоры между поверхностями трения.

Примеры применений антифрикционного покрытия EFELE AF-511 SPRAY

Сухие смазки и композиции на их основе применяются преимущественно для обслуживания открытых узлов трения. При использовании сухих смазок отпадает необходимость в оснащении оборудования системами для подачи смазочного материала. Это обеспечивает получение следующих дополнительных преимуществ:
  • уменьшение расхода смазочных материалов;
  • упрощение конструкции, а следовательно, повышение надежности и снижение металлоемкости механизма;
  • уменьшение эксплуатационных расходов.

Сухая смазка  EFELE AF-511 SPRAY может применяться в типовых узлах с парами трения металл-металл:
  • ходовые винты;
  • резьбовые соединения;
  • подшипники скольжения;
  • направляющие скольжения;
  • шарниры;
  • цепные передачи;
  • открытые и закрытые зубчатые передачи;
  • сопряжения с посадками с натягом;
  • шлицевые и шпоночные соединения;
  • регулировочные клинья.

Особенно ярко преимущества сухой смазки проявляются при использовании в пыльной среде при низких скоростях движения и высоких нагрузках:
  • в конвейерных системах;
  • в металлургии;
  • в дерево- и металлообрабатывающей промышленностях;
  • в турбинах;
  • в индустрии переработки полимеров;
  • в прессовом оборудовании;
  • в трубопроводной арматуре;
  • в автомобильной технике (петли, замки, дроссельная заслонка, цилиндро-поршневая группа и т.д.).


Заключение

  1. Применение технологий смазывания с использованием сухих смазок (например, EFELE AF-511 SPRAY) позволяет резко сократить расход смазочных материалов.

  2. В некоторых случаях сухая смазка наносится однократно на весь срок службы узла.

  3. Узлы трения с нанесенной сухой смазкой способны работать в таких тяжелых условиях, в которых жидкие и пластичные смазки неэффективны.

Возврат к списку