- •1 Виды смазки. Основные термины, понятия, определения
- •2 Классификация смазочных материалов
- •3 Минеральные масла – как основа для получения смазочных материалов
- •4 Особенности использования в качестве основы для получения смазочных материалов растительных и жировых масел
- •5 Основные виды сырья, используемые для получения синтетических смазочных материалов
- •6 Факторы, влияющие на вязкость масла
- •7 Трение при граничной смазке
- •8 Структура и свойства граничных смазочных слоев
- •9 Влияние температуры и нормальной нагрузки на граничное трение
- •10 Влияние скорости скольжения и шероховатости поверхностей на граничное трение
- •11 Внешний и внутренний эффекты Ребиндера
- •12 Жидкостное трение
- •13 Гидродинамическая смазка
- •14 Эласто-гидродинамическая смазка
- •15 Механизм смазочного действия масел
- •16 Диаграмма Герси – Штрибека
- •17 Основные характеристики процесса изнашивания
- •18 Классификация видов изнашивания
- •19 Старение смазочных масел
- •20 Зависимость склонности к старению масел от глубины их очистки
- •21 Селективная очистка смазочных масел
- •22 Сущность процессов деасфальтизации и депарафинизации
- •23 Адсорбционная очистка
- •24 Компаундирование, расфасовка, хранение и транспорт
- •25 Основные классы органических соединений, используемые в качестве основы для синтетических смазочных материалов
- •26 Трение твердых тел
- •27 Графит и дисульфид молибдена как твердые смазочные материалы
- •28 Область применения твердых смазок
- •29 Металлические пленки, самосмазывающиеся материалы, химические покрытия
- •30 Газовая смазка. Принцип и особенности работы аэродинамических подшипников
- •31 Антиокислительные присадки
- •32 Вязкостные и депрессорные присадки
- •33 Моющие и диспергирующие присадки
- •34 Противозадирные присадки и модификаторы трения
- •35 Антипенные присадки и деэмульгаторы
- •36 Ингибиторы коррозии и эмульгаторы
- •37 Показатели физических свойств
- •38 Химические методы испытаний
- •Совместимость с материалами уплотнений и изоляционными материалами
- •Испытания стабильности к окислению
- •39 Стендовые испытания, машины для испытания масел
- •40 Моторные испытания смазочных масел
- •41 Базовые масла и продукты селективной очистки
- •42 Индустриальные масла. Классификация, обозначение
- •43 Турбинные масла
- •44 Моторные масла. Классификация по методике sae, api, отечественная классификация. Маркировка
- •45 Трансмиссионные масла
- •46 Компрессорные масла
- •47 Гидравлические жидкости
- •48 Масла для амортизаторов
- •49 Тормозные жидкости
- •50 Изоляционные масла и масла теплоносители
- •51 Классификация и области применения технологических масел
- •52 Механизм действия и состав сож
- •53 Смазочно–охлаждающие жидкости для резания металлов
- •54 Сож, применяемые при шлифовании металлов
- •55 Соединения для волочения и вытяжки
- •56 Смазочные материалы для холодного выдавливания
- •57 Сож для электроискровой обработки
- •58 Закалочные масла. Механизм действия
- •59 Компоненты и их влияние на свойства пластичных смазок
- •Комплексные мыла
- •60 Базовые масла, используемые в качестве основы при производстве пластичных смазок
- •61 Присадки к пластичным смазкам
- •62 Процессы производства пластичных смазок
- •63 Применение пластичных смазок
- •64 Охрана окружающей среды, ликвидация отработанных масел
- •1. Виды смазки. Основные термины, понятия, определения.
27 Графит и дисульфид молибдена как твердые смазочные материалы
Наиболее широкое применение получили твердые смазочные материалы – графит и дисульфид молибдена.
В технике графит применяется в качестве смазочного материала уже более 120 лет. Он диамагнитен, имеет гексагональную решетку, электропроводен. Графит имеет очень высокую химическую стабильность и практически инертен к радиоактивному излучению. При нагреве на воздухе до температуры выше 450 °С он окисляется до СО2, который выделяется, не оставляя никаких измельченных частиц.
Высокие смазочные свойства графита объясняются его слоистой решетчатой структурой. Слабые силы Ван-дер-Ваальса между слоями углерода не препятствуют скольжению «плоскостей» из атомов углерода, а сильное ван-дер-ваальсовое взаимодействие предотвращает проникновение микровыступов шероховатостей внутрь кристаллической решетки. Низкий коэффициент трения графита, однако, определяется не только кристаллической структурой. Он также связан с адсорбированными пленками (особенно водяных паров), которые образуют поверхностный слой со слабой адгезией. Наиболее благоприятные смазочные свойства графита проявляются в присутствии влаги. В условиях вакуума графит теряет свои антифрикционные свойства; обратимая адсорбция паров (воды, бензола, аммиака и т. д.) значительно снижает трение и износ в глубоком вакууме.
Дисульфид молибдена (молибденит) MoS2 имеет слоистую структуру и более 30 лет применяется в качестве твердого смазочного материала. Дисульфид молибдена имеет очень высокую химическую стабильность, он стоек к большинству кислот и нечувствителен к радиоактивному излучению. В вакууме он разлагается на молибден и серу при 1100 °С. При высокой степени очистки MoS2является полупроводником, он диамагнитен. Под давлением 1200 МПа он сжимается до 60 % своего нормального объема и снова расширяется после снятия нагрузки.
Смазывающее действие дисульфида молибдена основано на его кристаллической структуре: слабые Ван-дер-Ваальсовы силы между слоями серы позволяют пластинкам свободно взаимно перемещаться, в результате чего снижается трение между трущимися деталями. Ионные связи между Мо и S придают слоям высокую прочность, тем что они способны противостоять продавливанию со стороны микровыступов трущихся поверхностей. В смазочном слое толщиной 2,5 мкм содержатся 4000 слоев S—Mo—S. Для получения равномерной пленки на поверхности металла MoS2 наносят в инертной атмосфере (N2, Аг). Слои серы, образующие поверхность кристалла дисульфида молибдена, обеспечивают хорошую адгезию к поверхности металла.
В зависимости от прилагаемой нагрузки коэффициенты трениядисульфида молибдена находятся в пределах от 0,02 (при 300 МПа) до 0,04 (при 140 МПа).
28 Область применения твердых смазок
Твердые смазочные материалы применяются в виде порошков, паст, суспензий, лаковых покрытий.
Порошкообразная форма. В порошкообразном виде MoS2 эффективнее, чем графит. Во многих случаях достаточно нанесения вручную ветошью. Для обеспечения удовлетворительной адгезии поверхность должна быть чистой, сухой и не содержать пластичной смазки. Хорошие результаты дает также интенсивное натирание кусочком кожи или жесткой кистью. Для обработки крупных деталей применяют шлифовальные круги. Экономичным способом нанесения порошкообразного MoS2 на мелкие изделия массового производства из металла или пластмассы является полировка в барабане. В
этом случае соответствующие носители (шарики, закаленная чугунная дробь и т. п.) предварительно в течение 3 ч обрабатывают порошком MoS2. Этот способ часто применяют для нанесения покрытий на диски муфт сцепления, винты, валы, ролики. Пленки MoS2 можно также наносить с помощью ультразвуковых волн, газа-носителя.
Суспензии. Из суспензий твердый смазочный материал наносят на узел трения в виде коллоидной дисперсии в жидкости – носителе. Дисперсионная среда должна удерживать в суспензии частицы смазочного материала размером < 0,5 мкм, не препятствуя их осаждению на поверхность металла. В качестве носителей могут применяться минеральные масла, полигликоли, силоксаны или низкокипящие углеводороды, которые испаряются, оставляя на поверхности металла прочную смазочную пленку. Такие суспензии можно вводить в моторные масла, трансмиссионные масла, гидравлические и смазочно-охлаждающие жидкости и приработочные масла для подшипников, зубчатых передач.
Пасты. Пасты содержат высокие концентрации твердых смазочных материалов (20—70 % масс.). Их применяют в тех случаях, когда использование порошков слишком трудоемко. В качестве основыиспользуют стойкие к окислению минеральные масла и полиалкиленгликоли, а также силоксаны. Для достижения лучшей адгезии и интенсивного контакта с поверхностью пасту наносят методом притирки или с помощью твердых гладких валиков. Хорошие результаты дает также ультразвуковая обработка или предварительное фосфатирование поверхностей скольжения. Пасты, содержащие MoS2и графит, применяют главным образом для смазки направляющих тяжелых станков, осей локомотивов, высоконагруженных подшипников качения, зубчатых колес, а также для смазки прецизионных приборов.
Антифрикционные лаковые покрытия. Антифрикционные лаковые покрытия представляют собой смазочные пленки на базе синтетических смол, лаков или неорганических веществ, которые содержат твердые смазочные материалы. Их применяют преимущественно для поверхностей скольжения, испытывающих высокие нагрузки при малых скоростях скольжения. Лаки наносят с помощью кисти, окунанием или распылением. На поверхности трения они образуют износостойкую долговечную пленку толщиной 5 – 20 мкм, которая также защищает металл от коррозии. Для улучшения адгезии перед нанесением лакового покрытия поверхности деталей тщательно зачищают, затем подвергают обработке: травлению, фосфатированию, анодированию или пескоструйной обработке. Наиболее благоприятной для долговечности антифрикционного лакового покрытия является шероховатость 4—15 мкм. В качестве связующих используют органические и неорганические вещества. Для ускорения их отверждения и увеличения адгезии применяют плазменную обработку, электрофорез, катодное распыление. Антифрикционные лаки успешно применяют в космической технике, электротехнике, автомобилестроении.