Покрытия MODENGY показывают отличные результаты в паре трения «металл-полимер»
- Актуальность применения твердосмазочных покрытий в современном оборудовании
- Испытания смазочных материалов на лабораторном трибометре в парах трения «металл-полимер»
Актуальность применения твердосмазочных покрытий в современном оборудовании
Оборудование для различных отраслей промышленности становится все сложнее и эффективнее. Разрабатываются машины для работы в вакууме, при высоких и сверхвысоких температурах, скоростях скольжения, нагрузках, в запыленной среде, при воздействии агрессивных сред.
Начинают предъявляться повышенные требования не только к оборудованию, но и к используемым в его узлах смазочным материалам. Неправильно подобранные смазки могут привести к очень быстрому выходу сложнейших машин из строя.
Кроме того, появляется необходимость в создании узлов трения, не требующих обслуживания.
Традиционные пластичные и жидкие смазки не могут соответствовать такому большому количеству требований.
Именно поэтому набирают популярность твердые смазочные вещества, которые способны работать в самых жестких условиях на протяжении длительного времени.
Одним из последних достижений технологии твердой смазки, которая на протяжении длительного времени заключалась в формировании на деталях слоя из порошков твердых смазок, является разработка методов внедрения данных веществ в поверхности трения.
Это удалось сделать путем добавления высокодисперсных частиц дисульфида молибдена, политетрафторэтилена, графита и других твердосмазочных веществ к смеси связующих веществ и растворителей.
Полученная суспензия наносится на детали методом распыления (подобно краскам) и после отверждения в печи либо при комнатной температуре образует на деталях твердый сухой смазочно-защитный слой.
Данные материалы называются антифрикционными твердосмазочными покрытиями. В России их разрабатывает и выпускает компания «Моденжи».
Рис. 1. Внешний вид антифрикционных твердосмазочных покрытий на деталях
Твердые смазочные покрытия чаще всего применяются в парах трения «металл по металлу». Однако возрастает актуальность их использования в металлополимерных узлах.
Испытания смазочных материалов на лабораторном трибометре в парах трения «металл-полимер»
Для подбора оптимальных смазочных материалов или их сочетаний для конкретных пар трения проводят триботехнические испытания. Одним из первых этапов являются лабораторные исследования.
В Инженерном центре «Моденжи» были осуществлены испытания пластичных и твердых смазок в паре трения «полиоксиметилен-сталь».
Из полимера изготавливаются вкладыши шаровых шарниров автомобильной техники. Ответной для них частью является стальной шаровый палец.
Рис. 2. Контр-тело из полиоксиметилена, установленное в держатель трибометра
Традиционно в данный механизм при сборке закладывается пластичная смазка. Для определения эффективности применения покрытий в сравнении с пластичными составами были испытаны 13 видов рекомендованных для обслуживания узла пластичных смазок, 5 марок покрытий MODENGY и некоторые их сочетания.
Начались исследования с определения коэффициента трения и износа стальных образцов с нанесенными на них твердосмазочными покрытиями MODENGY. Удалось добиться снижения показателей в несколько раз по сравнению с результатами испытания образца без смазочного материала.
Рис. 3. График сравнения образцов с АТСП. Износ, мкм
Далее осуществились испытания пластичных смазок в таких же условиях. В результате было установлено, что применение пластичных смазок может не только снизить, но и увеличить износ образцов. Коэффициент трения покрытий в большинстве случаев ниже, чем смазок.
Рис. 4. Сравнение образцов с пластичными смазками. Износ, мкм
В завершение лабораторного этапа испытаний на трибометре были протестированы некоторые сочетания пластичных и твердых смазок.
Рис. 5. Сравнение некоторых комбинаций твердая + пластичная смазка. Износ, мкм
Самыми лучшими результатами стали снижение износа до 15 раз, а коэффициента трения – до 7,6 раза.
Триботехнические испытания показали, что оптимальным решением для снижения трения и износа в парах трения «полимер-металл» является использование специальным образом подобранных сочетаний твердых и пластичных смазочных материалов.
При сравнении результатов испытаний твердых и пластичных смазок выяснилось, что первые работают эффективнее. Причем лучшие показатели продемонстрировали покрытия на основе дисульфида молибдена, политетрафторэтилена или их сочетания.
В качестве следующего этапа исследований будут осуществлены стендовые испытания смазочных материалов в паре «полиоксиметилен-сталь».