Прослойки

Смазочные материалы с успехом применяются также в качестве прокладок. Мы знаем твердые смазки: графит, дисульфид молибдена, иодиды кадмия и свинца, фосфаты и сульфиды металлов. Еще чаще применяются жидкие и консистентные смазки: минеральные масла (осевое, моторное) с добавками или без них, буровое масло, эмульсионное масло для металлорежущих станков, штамповочное масло, синтетические масла, эмульсии типа масло в воде и вода в масле, суспензии графит-масло, дисульфид молибдена - масло, тавоты и специальные пасты.

Наиболее часто применяемые смазочные масла представляют собой высокочистые углеводороды с добавками. Добавки - это, как правило, высокополярные соединения или соединения, содержащие в молекуле одну или несколько реакционноспособных групп. Эти полярные группы ориентированно связываются на нагруженной поверхности материала. Смазочное масло распределяется при этом в молекулярных структурах. Кроме того, при повышенных температурах параллельно с процессом связи протекают химические реакции между активными группами или атомами смазки и подвергающейся воздействию поверхностью, что ведет к образованию продуктов реакции, уменьшающих износ. Благодаря этому возникает промежуточная субстанция, содержащая жиры, относительно плотная и стабильная. Она увеличивает фактическую поверхность контакта между трущимися телами, затрудняет доступ воды и кислорода на эту поверхность и подавляет таким образом неконтролируемые реакции с окружающей средой.

В этом плане нужно указать и на специальную металлообрабатывающую среду, разработанную в Высшей технической школе Карл-Маркс-Штадта. Это модифицированный водный раствор электролита, который применяется в качестве промежуточной среды при резании металлов. Его вводят в места образования стружки, где он одновременно способствует процессу резания и образует защитный слой, который эффективно препятствует непосредственному контакту как между заготовкой и резцом, так и между резцом и снимаемой стружкой. Ионы, имеющиеся в электролите, в зависимости от своего заряда и величины, вызывают в зонах образования стружки коррозионное растрескивание, ориентируют вокруг себя полярные молекулы воды и создают защитный слой. С применением таких сред стало возможным при снятии стружки с металлов повысить скорость резания на 150-200%, скорость подачи на 200-400% и глубину резания на 150-300%. Благодаря этому производительность труда при фрезеровании, сверлении, точении стали на токарном станке выросла на 150-200%.

 

 

 

Твердые смазочные материалы также снижают износ. Кроме того, в зависимости от типа они вполне работоспособны в широком диапазоне температур, часто от — 70 до + 400 °С. Это особенно важно для авиа- и ракетостроения. Однако такие смазки повреждаются или даже разлагаются под действием частиц высоких энергий, например в ядерных реакторах. Они более или менее хорошо выполняют свои функции в вакууме и противостоят большинству химических воздействий: стойки в среде жидкого кислорода, элементарного фтора, растворителей и топлива. Самыми известными представителями этой группы являются графит и дисульфид молибдена. Оба вещества имеют гексагональную слоистую решетку ( 126). Между слоями атомов углерода у графита и молибдена и серы у дисульфида молибдена существуют весьма слабые связи (силы Ван-дер-Ваальса), которые позволяют слоям сдвигаться друг относительно друга и без потерь передавать энергию в окружающую среду. Основным фактором их действия является то, что в слоистую решетку могут встраиваться молекулы жидкостей и газов из окружающей среды. Помимо этого, между твердыми смазками, смазываемым материалом и окружающей средой происходят химические реакции, которые ведут к образованию различных продуктов, снижающих износ. Так, дисульфид молибдена образует с железными материалами слои из сульфида железа по реакции

MoS2 + 2Fe - 2FeS + Mo

Возникающий металлический молибден внедряется в кристаллическую решетку железа, образуя относительно, кислотостойкие смешанные кристаллы   железо — молибден. При особо высоких энергиях можно добиться окисления графита на воздухе в диоксид углерода. Еще более ускоряет этот процесс вода. В отличие от графита, дисульфид молибдена в подобных условиях может окисляться до способствующего износу триоксида молибдена. На практике твердые смазывающие материалы часто весьма эффективно применяют вместе со смазочными маслами или металлокерамическими материалами в качестве так называемых самосмазывающихся комбинированных тел. Возможно их аналогичное применение и с неорганическими материалами, в частности с металлофосфатными покрытиями.