Твердые порошковые смазочные материалы Molykote и особенности их применения
1. Общие сведения о твердых смазочных материалах
Уменьшение трения деталей при контакте – одна из самых распространенных задач, решаемых с помощью смазочных материалов (масел, дисперсий, компаундов, паст и др.).
Твердые смазки обладают стабильными характеристиками. Они устойчивы к экстремальным температурам, различным агрессивным средам, большим удельным давлениям, вакууму и радиационному излучению.
Такие материалы зачастую используются в ситуациях, когда применение смазочной продукции в ином агрегатном состоянии недостаточно эффективно или вовсе невозможно.
На обрабатываемые поверхности твердые смазки могут наноситься в виде порошка или тонкой смазочной пленки (антифрикционного покрытия).
По принципу действия и составу они делятся на следующие группы:
• протекторные механические смазочные материалы – пластмассы, образующие на поверхностях трения непрерывную пленку, или мягкие металлы (олово, кальций, свинец, цинк, серебро и др.);
• структурные смазочные материалы – неорганические вещества с низким сопротивлением сдвигу (йодид серебра I, хлорид серебра I, хлорид меди и т. п.) или со слоистой структурой кристаллической решетки (дисульфид молибдена, графит, тальк, различные неорганические соли, слюда и др.);
• твердые органические соединения – мягкие полимеры с низким коэффициентом трения (полиэтилен, политетрафторэтилен, нейлон и т. д.), воски, мыла.
2. Особенности применения твердых порошковых смазочных материалов
Самым простым и распространенным типом твердых смазочных материалов являются порошки. Их наносят на поверхности путем натирания. Первоначально в качестве порошковой смазки применялся только графит. Однако на сегодняшний день перечень подобных материалов значительно шире.
При высоких значениях температур все углероды превращаются в графит. Слоистая структура и небольшие силы связи между слоями играют важную роль при обработке порошком. Атмосферная влага ослабляет адгезию между графитовыми плоскостями, которые скользят относительно друг друга.
Около 2,5 веков назад были открыты антифрикционные свойства молибдена и его соединений. Однако, несмотря на это, широкое распространение материал получил только в середине 20-го столетия.
Американская компания Alpha Molykote (от англ. «moly-coating» – дисульфидмолибденовое покрытие), учрежденная в 1948 году, наладила серийное производство смазок на основе дисульфида молибдена.
Эти смазочные материалы продемонстрировали высокую работоспособность в условиях высоких нагрузок, экстремальных температур, абразивной и пыльной сред.
Сегодня дисульфид молибдена применяется в качестве противоизносного и противозадирного компонента пластичных смазок, масел и аэрозолей. Он создает твердую смазочную пленку со связующими элементами (керамикой или смолами). Кроме того, дисульфид молибдена используется как антифрикционный наполнитель композиционных материалов.
В 1938 году в результате спонтанного превращения газообразного тетрафторэтилена в белый парафиноподобный порошок под давлением был открыт политетрафторэтилен (ПТФЭ). В ходе исследований нового материала было выявлено, что при малых нагрузках и скоростях скольжения он позволяет обеспечить наименьший коэффициент трения по сравнению с другими материалами. Вместе с тем, низкое сопротивление сжатию, трудность нанесения, склонность к холодной текучести спрессованных пленок, низкая способность отводить тепло из зоны трения ограничивают использование ПТФЭ для смазывания узлов трения.
Микронеровности поверхностей под воздействием нагрузок и сдвиговых деформаций заполняются высокодисперсными частицами твердых смазочных материалов, связываясь с металлом на молекулярном уровне и образуя защитную пленку. Результатом устранения микродефектов является снижение коэффициента трения.
Основные свойства порошкообразных твердых смазок представлены в таблице 1.
Таблица 1. Основные свойства порошкообразных твердых смазок
| Графит | Дисульфид молибдена | Политетрафторэтилен (ПТФЭ) |
|
1. Термостойкость (до +600 °С). 2. Высокие смазочные свойства во влажной среде. 3. Химостойкость. 4. Электропроводность. 5. Синергетическое взаимодействие с дисульфидом молибдена. 6. Черный цвет. |
1. Широкий диапазон рабочих температур (-180…+450 °С, а в вакууме до +1100 °С). 2. Высокая несущая способность (3000 МПа). 3. Отличная адгезия к металлам. 4. Устойчивость к химически агрессивным средам и радиации. 5. Надежная защита от фреттинг-коррозии. 6. Синергетическое взаимодействие с графитом. 7. Черный цвет. |
1. Термостойкость (до +250 °С). 2. Низкий коэффициент трения при низких нагрузках. 3. Химостойкость. 4. Материал бесцветный или белого цвета. |
3. Твердые порошковые смазочные материалы Molykote
Твердые порошкообразные смазочные материалы Molykote по способу и области применения делятся на следующие категории:
1) Наполнители при производстве пластичных и жидких смазок Molykote.
На основе таких порошков производятся:
• дисперсии (Molykote M-55, Molykote A Dispersion, Molykote W 15, Molykote M-30);
• пластичные смазочные материалы на основе графита (Molykote Longterm 00, Molykote 1122, Molykote Longterm 2 Plus, Molykote BR2 Plus);
• пластичные смазочные материалы на основе дисульфида молибдена (Molykote Longterm 2/78 G, Molykote 165-LT, Molykote G-4700);
• смазочные материалы на основе силиконовых масел (Molykote G-5008, Molykote 7508, Molykote G-5032);
• смазочные материалы на основе фторсиликоновых масел (Molykote 3452, Molykote 3451);
• смазочные материалы на основе перфтолполиэфирных масел (Molykote HP-870, Molykote HP-300).
2) Твердые порошковые смазочные материалы Molykote, которые применяются в качестве твердой сухой смазки (Molykote D-1000, Molykote Microsize).
3) Аэрозоли твердых порошковых смазочных материалов Molykote, используемые в качестве твердой смазки (порошок дисульфида молибдена в аэрозольной упаковке Molykote Powder Spray).
4) Твердые порошковые смазочные материалы Molykote, которые используются в качестве добавок при изготовлении фрикционных устройств (серия продуктов Molykote Lubolid).