6.4. Смазочные материалы

Чтобы дело не погасло

Нужно три бочки масла.

Хит сезона

Эти материалы предназначены для уменьшения сил трения и изнаши-вания контактных поверхностей, что обеспечивает повышение ресурса трибостстем.

Твёрдые смазочные материалы. Для введения твёрдых смазок в зону трения могут быть использованы покрытия из этих материалов (например, из MoS₂) или их суспензии в различных жидкостях (мыльные и полимер-содержащие эмульсии).

В качестве твердых смазок используются металлы с низкой твёрдостью (индий, серебро и др.), мыла (соли жирных кислот), материалы с ламелярной структурой (графит, фтористый кальций ) и полимерные материалы.

Твердые смазочные материалы обладают целым рядом преимуществ:

– более высокой, по сравнению с жидкими и пластичными смазками, несущей способностью;

– высокой эффективностью при относительно малых (до гидродинамики) и сверхвысоких (газовые подшипники) скоростях;

– значительной теплостойкостью;

– способностью смазывать неметаллические материалы;

– свойством не терять смазочных параметров в глубоком вакууме, жидком кислороде, в условиях радиации.

Металлические покрытия толщиной 0,0001 - 0,3 мм локализуют сдвиговые деформации, что снижает коэффициент трения и величину износа.

Мыльные защитные пленки на поверхности деталей трения образуются в результате адсорбции из мыльных эмульсий или в результате хемосорбции жирных кислот из сред с поверхностно-активными веществами.

Твердые смазочные материалы с ламелярной (слоистой) структурой включают плоскости базиса ориентированные в плоскости, параллельной направлению трения. Это графит, тальк, слюда, гексагональный нитрид бора, дихалькогениды (дисульфиды, диселениды, дителлуриды) тугоплавких металлов: молибдена, вольфрама, ниобия. У этих материалов гексагональная кристаллическая структура, причем межатомные связи прочнее межплоскостных Ван-дер-Ваальсовых, что и определяет их применение в качестве смазок. Подобное же ламелярное строение имеет и полимер политетрафторэтилен (фторопласт Ф-4), широко используемый в самых различных смазочных материалах. Прочие полимерные материалы как смазки в узлах трения применяются значительно реже. Среди них можно выделить полиэтилен, нейлон, капрон.

Следует отметить, что все твердые смазочные материалы с ламелярной структурой обладают свойством самосмазываемости, то есть работая в узле трения, они смазывают контактирующие поверхности трения без дополнительно вносимой жидкой или консистентной смазки. Самосмазываемость может быть также обеспечена:

– в пористых порошковых материалах, пропитанных маслом;

– капсулированием масел в теле твердых веществ (маслянит СКБ «Орион»);

– введением в твердую смазку веществ, реагирующих при повышенных температуре и давлении между собой или с поверхностью деталей и образующих защитные пленки (соединения хлора, серы).

Жидкие смазочные материалы. Отечественный стандарт предусмат-ривает классификацию жидких смазочных материалов - масел в зависимости от их назначения на ряд групп.

1. Авиационные масла (МС-20, МС-20С...).

2. Моторные масла (М-8В₁, М-10В₂, М-20Г₂...).

3. Трансмиссионные масла (Тс-10, ТАП-15В...).

4. Турбинные масла (Т₂₂, Т₃₀, Т₄₀, Т₅₇...).

5. Компрессорные масла (К-12, Кс-19...).

6. Масла для компрессоров холодильных машин (ХФ12-16, ХФ22-24...).

7. Электроизоляционные масла (Т-750, Т-1500, ПТ...).

8. Рабочие жидкости для гидросистем (АМГ-10, АУ, РМЦ, АЖ-12Т...).

9. Цилиндровые масла (38, 52...).

10. Вакуумные масла (ВМ-1, ВМ-3, ВМ-5...).

11. Масла для прокатных станов (П-28, ПС-28...).

12. Индустриальные масла (И-5А, И-12А, И-20, И-30А...).

13. Масла приборные (МВП, МЗ-52...).

Каждая из групп может разделяться на классы. Так, моторные масла по величине кинематической вязкости (мм²/с) классифицируют на 4 зимних, 8 летних и 10 всесезонных классов.

Современные технические масла имеют масляную основу – базовое масло, в которое добавляются присадки – вещества, обеспечивающие требуемый уровень тех или иных служебных свойств. Масла с присадками называются легированными.

Объем мирового производства смазочных масел составляет более 25 млн т в год.

По происхождению масляной основы различают следующие типы масел: нефтяные, синтетические, растительные, смешанные (смеси нефтяных и синтетических масел).

По способу получения масла могут быть дистиллятными (после ваку-умной перегонки мазута), остаточными (из гудрона – остатка после перегон-ки), компаундированными, или смешанными (смеси дистиллятных и остаточ-ных масел) и загущенными (базовое масло с полимерной присадкой).

Весь комплекс эксплуатационных свойств маслам сообщают присадки, которые оказывают следующее действие:

– моющее,

– диспергирующее (снижают количество лаков и осадков),

– антиокислительное,

– противоизносное,

– противопенное,

– депрессорное (снижают температуру застывания),

– противозадирное,

– вязкостное и др.

Смазочная способность масел основывается на следующих эффектах. При жидкостной смазке (объемные явления) на вязкостных эффектах (гидродинамическом, гидростатическом, вязкоупругом);

при граничной смазке (поверхностные явления) на физической адсорбции или хемосорбции (образовании пленок окислов, пленок активных элементов (сера, хлор) присадок).

Образующиеся на поверхностях трения пленки разрушаются от термических (десорбция) и механических (истирание) воздействий, но их разрушение обратимо.

Для масел общего назначения нормируются основные показа-тели качества: вязкость, температурный коэффициент вязкости (относи-тельная вязкость при 100 и 50 °С), температура застывания и вспышки, антикоррозионные и защитные свойства, противоизносные свойства.