Каталог продукции Области применения Рекомендации производителей Полезная информация Контакты |
Поиск по сайту
Новости
Специальная водоустойчивая смазка Elkalub VP 818
Используется для смазывания бесшумных подшипников со скоростным фактором ndm от 500.000.02.07.2014 |
Чистящий спрей FLC675R+S для цепей
Используется для смазки цепей, а также для энергоблоков, которые подлежат ремонту.29.04.2014 |
Пластичные смазки (консистентные смазки, от лат. consisto – состою, застываю, густею) — мазе- или пастообразные смазочные материалы, получаемые введением твердых загустителей в жидкие нефтяные или синтетич. масла и их смеси. Как правило, пластичные смазки (в литературе их для краткости часто наз. просто смазками) — трехкомпонентные коллоидные системы, содержащие дисперсионную среду (жидкая основа), дисперсную фазу (загуститель), модификаторы структуры и добавки (наполнители, присадки). Благодаря высокой концентрации, коллоидные частицы загустителя образуют пространств. структурный каркас, в ячейках к-рого прочно удерживается масло. Большинство пластичных смазок имеет волокнистое строение.
Высокая степень структурирования дисперсной фазы придает смазкам пластичность, упругость и др. св-ва (см. ниже), к-рыми они значительно отличаются от жидких смазочных материалов. При малых нагрузках или в их отсутствие, пластичные смазки проявляют св-ва твердых тел: не растекаются под действием собств. массы, удерживаются на вертикальных пов-стях, не сбрасываются инерционными силами с движущихся деталей. Однако при нек-рых критич. нагрузках (обычно 0,1-0,5, реже 2-3 кПа), превышающих предел прочности структурного каркаса, происходят т. наз. тиксотропные превращения: смазки разрушаются и начинают деформироваться — течь как пластичное тело без нарушения сплошности; после снятия нагрузок течение прекращается, разрушенный каркас восстанавливается и смазки снова приобретают св-ва твердых тел.
Оценка качества пластичных смазок включает определение комплекса св-в, к-рые лежат в основе подбора и применения смазок.
Предел прочности на сдвиг — миним. нагрузка, вызывающая переход от упругопластич. деформации к течению смазки. С повышением т-ры он обычно уменьшается. Т-ра, при к-рой предел прочности приближается к нулю, характеризует верх. предел работоспособности пластичных смазок. Оценка прочности производится на пластометре: сдвиг смазки осуществляется в спец. оребренном капилляре под давлением термически расширяющейся жидкости. Для большинства П. с. предел прочности на сдвиг 0,1-1 кПа (при 200°C).
Вязкость определяет прокачиваемость при низких т-рах и др. эксплуатац. св-ва смазок, возможность заправки ими узлов трения. Для измерения вязкости используют, напр., капиллярные и ротац. вискозиметры. При миним. рабочих т-рах и скорости деформации 10с-1 вязкость пластичных смазок не должна превышать 2 кПа*с.
Мех. стабильность характеризует реологич. св-ва смазок, т.е. их способность восстанавливаться после разрушения. Вследствие неблагоприятного влияния изменения мех. св-в пластичных смазок на функционирование узлов трения (затруднены их запуск, ухудшены рабочие характеристики, поступление смазочного материала к контактным пов-стям и увеличено его вытекание), стремятся приготовлять механически стабильные смазки. Для этого, напр., уменьшают (до определенных пределов) размеры частиц загустителей и увеличивают их концентрацию, изменяют хим. состав масел, вводят соответствующие добавки. Мех. стабильность оценивается на ротац. приборе — таксометре изменением прочности пластичных смазок при их деформировании.
Пенетрация — показатель прочности смазок. Глубина погружения конуса (стандартной массы) в течение 5 с в смазку, выраженная в десятых долях мм, наз. числом пенетрации. Чем смазка мягче, тем глубже в нее погружается конус и тем выше число пенетрации. Этот показатель используют для установления идентичности рецептур и соблюдения технологии получения смазок. Число пенетрации пластичные смазки составляет 170-420.
Коллоидная стабильность характеризует способность смазок при хранении и эксплуатации сопротивляться выделению масла (под действием т-ры, давления и др. факторов или самопроизвольному вследствие структурных изменений, напр. под воздействием собственной массы). Коллоидная стабильность смазок определяется степенью совершенства их структурного каркаса и вязкостью дисперсионной среды: чем выше вязкость масла, тем труднее ему вытекать из объема смазки. Mн. пром. смазки на основе маловязких масел или с малым содержанием загустителей недостаточно коллоидостабильны. Для предотвращения либо понижения выделения масла из таких смазок их расфасовывают в небольшую тару. Коллоидная стабильность оценивается по массе масла (в %), отпрессованного из смазки при комнатной т-ре в течение 30 мин; для пластичных смазок она не должна превышать 30% во избежание резкого упрочнения, нарушения их нормального поступления к смазываемым пов-стям и ухудшения вязкостных и смазывающих св-в.
Хим. стабильность — стойкость смазок к окислению кислородом воздуха (в широком смысле — отсутствие изменения св-в смазок при воздействии на них к-т, щелочей и др.). Окисление приводит к образованию и накоплению кислородсодержащих соед. в смазках, снижению их прочности и коллоидной стабильности и ухудшению иных показателей. Хим. стабильность П. с. удается повысить тщательным подбором масляной основы и загустителей, введением антиокислит. присадок, изменением технол. режимов приготовления. Стойкость к окислению особенно важна для таких смазок, к-рые заправляются в узлы трения 1-2 раза в течение 10-15 лет, работают при высоких т-рах, в тонких слоях и в контакте с цветными металлами. Большинство методов определения этого показателя для пластичных смазок основано на их окисляемости в тонком слое на к.-л. пов-сти (стекло, сталь, медь) при повыш. т-ре, оцениваемой по величине индукц. периода и скорости поглощения кислорода.
Термич. стабильность — способность смазок не изменять св-ва и не упрочняться при кратковрем. воздействии высоких т-р. Термоупрочнение затрудняет поступление к узлам трения смазок, ухудшает их адгезионные св-ва. Термич. стабильность пластичных смазок оценивается на приборе, наз. прочномером, по изменению предела их прочности до и после выдерживания при повыш. т-рах.
Испаряемость — показатель стабильности состава смазок при хранении и применении; зависит гл. обр. от испаряемости масла, к-рая тем выше, чем ниже хим. стабильность смазочного материала, тоньше слой и больше его пов-сть. Количеств. оценка испаряемости смазок основана на измерении потери массы (в %) образца, к-рый выдерживается в стандартных условиях в течение определенного времени при постоянной т-ре.
Микробиол. стабильность — стойкость смазок к изменению состава и св-в под действием микроорганизмов. Для предотвращения микробиол. поражения смазок в них вводят бактерицидные препараты-антисептики (напр., салициловую к-ту, фенолы, орг. производные Hg, Sn и др.) и нек-рые присадки. Этот показатель оценивают по отсутствию или росту, напр., грибков на пов-сти пластичные смазки в чашках Петри либо на металлич. пластинках.
Радиац. стойкость — показатель стабильности смазок при воздействии излучений высоких энергий (?- и ?-частицы, ?-кванты, своб. электроны). Стойкость пластичных смазок к облучению в значит. степени определяется составом дисперсионной среды и м. б. представлена след. рядом: полисилоксаны < сложные эфиры < нефтяные масла < простые эфиры. В зависимости от типа загустителей смазки могут приобретать «наведенную» радиоактивность; наиб. легко становятся радиоактивными Na-смазки (см. ниже). О радиац. стойкости пластичных смазок судят по изменению их св-в после облучения определенной интенсивности. Суммарная доза 5*(104-106) Гр вызывает, как правило, разрушение волокон загустителей и изменение св-в смазок.
Температура каплепадения — миним. т-ра, при к-рой происходит падение первой капли нагреваемой смазки; условно характеризует т-ру плавления загустителя. Макс. т-ру применения смазок обычно принимают на 15-20°C ниже их т-ры каплепадения. Однако далеко не для всех пластичных смазок она позволяет правильно судить об их высокотемпературных св-вах. Так, т-ра каплепадения Li-смазок (см. ниже) отличается от т-р, соответствующих верх. пределу их работоспособности, на 40-70°C.
Для оценки антикоррозионных св-в пластичных смазок металлич. пластинку погружают в них при повыш. т-ре, зависящей от т-ры каплепадения; об агрессивности смазок судят по изменению состояния пов-сти пластинки.
Противоизносные св-ва пластичных смазок определяют на четырехшариковой машине трения; предельно допустимые значения износа шариков устанавливают в зависимости от назначения смазок и условий их эксплуатации.
Защитные (консервационные) св-ва пластичных смазок оценивают при воздействии на смазку, нанесенную на металлич. пластинку, повышенных влажности и т-ры, SO2, тумана HCl и др. агрессивных сред.
Оценка эксплуатац. св-в пластичных смазок включает также определение в них содержания воды, к-т и своб. щелочей.
Повышение требований к надежности и долговечности работы совр. машин и механизмов, а также ужесточение условий применения пластичные смазок обуславливают необходимость регулирования и улучшения их качества путем тщательного подбора дисперсионных сред, дисперсных фаз, введения добавок и их композиций, совершенствования технологии приготовления.
Жидкая основа в значит. мере определяет вязкостно-температурные характеристики, стабильность и др. св-ва пластичных смазок. В качестве дисперсионной среды, содержание к-рой в смазках составляет 70-90% по массе, используют товарные нефтяные масла малой и средней вязкости (не более 50 мм2/с при 50°C). При подборе жидкой основы учитывают также хим. состав (содержание смол, полициклич. ароматич. углеводородов, кислородных соед.), заметно влияющий на формирование структуры смазок. Для приготовления пластичных смазок, работоспособных при высоких т-рах (150-200°C и более), служат обычно синтетич. масла (полисилоксаны, полигликоли, сложные эфиры, перфтор- и перхлоруглероды и др.). Регулирование эксплуатац. св-в смазок и более эффективное их использование достигаются применением композиций синтетич. и нефтяных масел.
Смазка | Предел прочности, кПа |
Вязкость, кПа*с |
Испаряемость, % (при T=100°C, 1 ч) |
Кол- лоидная стабиль- ность, % |
Темпера- турный диапазон применения, °C |
||
---|---|---|---|---|---|---|---|
T=50°C | T=80°C | T=0°C | T=20°C | ||||
Общего назначения | 0,2-0,3 | - | 0,1-0,2 | 0,08-0,15 | 1-4 | 1-5 | -20-65 |
Многоцелевая | 0,4-0,6 | 0,2-0,6 | 0,2-0,28 | 0,08-0,12 | 2-3 (при 150°C) |
8-12 | -40-120 |
Термостойкая | 0,12-0,25 | 0,06-0,15 | 0,08-0,2 | 0,04-0,10 | 0,5-1 (при 150°C) |
3-7 | -60-150 |
Морозостойкая | 0,18-0,4 | 0,1-0,15 | 0,16-0,35 | 0,085-0,115 | 1-2 | 8-15 | -50-100 |
Химически стойкая | 0,4-0,8 | 0 | 1-2,5 | 0,1-0,3 | 1 | 1-3 | -20-50 |
Радиоционностойкая | 0,37 | 0,2-0,26 | 0,18-0,21 | 0,12-0,13 | 2-6 (при 200°C) |
3-8 | -20-250 |
Приборная | 0,15-0,4 | 0,06-0,1 | 0,5-0,7 | 0,15-0,2 | 0,5-2 | 3-9 | -40-100 |
Для электрических машин | 0,25-0,65 | 0,13-0,3 | 0,2-0,4 | 0,14-0,24 | 3-4 (при 150°C) |
5-8 | -30-100 |
Авиационная | 0,12-0,24 | 0,11-0,2 | 0,05-0,18 | 0,05-0,07 | 0,5 | 8-16 | -60-150 |
Космическая | 0-0,24 | 0 | 0,07 | 0,03 | 0,9 (при 150°C) |
10 | -50-115 |
Металлоплакирующая | 0,58 | 0,4 | 0,15-0,28 | 0,08-0,16 | 1 | 10-15 | -40-130 |
Автомобильная | 0,4-0,84 | 0,4-0,52 | 0,1-0,2 | 0,08-0,15 | 3,6 | 2-5 | -30-100 |
Железнодорожная | 0,4-0,6 | 0,15-0,25 | 0,37-0,43 | 0,2-0,3 | <2,5 | 9-12 | -40-120 |
Морская | 0,35-0,8 | 0,24-0,38 | 1,2-2,0 | 0,4-0,7 | 0 | 1-5 | 0-75 |
Индустриальная | 0,15-0,35 | 0,1-0,3 | <0,11 | 0,055 | 1-2 (при 150°C) |
3-10 | -10-160 |
Консервационная | 0,05-0,18 | - | 1,5-4,0 | 0,1-0,4 | 0 | 1-4 | ниже 50 |
Канатная | - | - | 0,25-0,36 | 0,02-0,75 | 0,8-1,5 | - | -35-50 |
Уплотнительная | 0,3-0,55 | 0,2 | 0,43 | 0,2 | 9,3 (при 150°C) |
3-6 | -25-130 |
Содержание загустителей в смазках составляет, как правило, 10-15%, при низкой загущающей способности – до 20-50% по массе. Загустители оказывают наиб. влияние на структуру и св-ва пластичные смазки и подразделяются на органические и неорганические.
Смазки на орг. загустителях:
Мыльные смазки различают по катионам: кальциевые, натриевые, литиевые и др. Среди Са-смазок, выпуск к-рых в СССР составляет 75% выработки всех пластичные смазки, особенно важны составы на гидратир. Са-мылах-солидолы, работоспособные при т-рах от -30 до 70°C. Широко используют безводные пластичные смазки на основе комплексных Са-мыл (кСа-смазки), в к-рых загустителями служат комплексные соед. солей высокомол. (обычно стеариновой) и низкомол. (как правило, уксусной) жирных к-т; эти смазки более термостойки по сравнению с обычными кальциевыми и работоспособны до 160°C. Распространены (10% выпуска всех пластичные смазки) также Na-смазки, особенно консталины, работоспособные до 110-120°C; однако они р-римы в воде и легко смываются с металлич. пов-стей. Все большее применение получают многоцелевые Li-смазки, совмещающие достоинства кальциевых (водостойкость) и натриевых (т. каплепад. 170-200°C) смазок и работоспособные при т-рах от -50 до 130°C (см., напр., Литол). Кроме перечисленных пластичные смазки в ряде случаев используют смазки на основе солей Al, Ba, Pb, Zn и др.
Углеводородные смазки (напр., пушечная, ЦИАТИМ-205) получают загущением гл. обр. вязких остаточных или высокоочищенных нефтяных масел твердыми углеводородами: парафином, церезином, их смесью, а также петролатумом, к к-рым иногда добавляют пчелиный и др. прир. воски. Эти смазки отличаются низкой т-рой каплепадения (45-70°C), высокими водо- и морозостойкостью, а также хим. стабильностью, способностью после расплавления и послед, охлаждения восстанавливать структуру и св-ва.
Пигментные смазки (напр., ВНИИ НП-235) приготовляют введением преим. в синтетич. масла (полисилоксаны, поли-фениловые эфиры) в кол-вах 20-50% по массе красителей: индантрена, изовиалонтрона, фталоцианина меди и др. Отличаются высокими мех., коллоидной и хим. стабильностью, работоспособны при т-рах от -80 до 250-300°C и выше.
Полимерные смазки (напр., ВНИИ НП-233) получают загущением перфторполиэфиров, перфтор- и перфторхлор-углеродов сходными с ними по хим. природе высокомол. твердыми полимерами (напр., полиуретанами). Чрезвычайно химически стабильны и работоспособны до 300°C.
Смазки на неорг. загустителях получают загущением нефтяных и синтетич. масел неорг. соединениями: силикагелем (напр., смазки ВНИИ НП-279 или 282), стекловолокном, асбестом, бентонитовыми глинами (напр., смазка ВНИИ НП-273) и т. д. Эти смазки стабильны при высоких т-рах (200-300°C, в перспективе — при 400-600°C), радиоактивном облучении и др. сильных внеш. воздействиях.
Загустители используют как в отдельности, так и в сочетании друг с другом. В случае смешанных загустителей каждый компонент выполняет свою ф-цию: так, мыла улучшают смазочную способность, твердые углеводороды повышают водостойкость, неорг. загустители расширяют температурный диапазон применения смазок.
Нек-рые важные характеристики пластичных смазок приведены в таблице.
Улучшение качества смазок достигается присутствием в них модификаторов структуры и введением наполнителей и присадок.
Прочность пространств. структурного каркаса смазок повышается благодаря т. наз. модификаторам структуры. Причины их присутствия в смазках:
Наполнители (1-15%, реже до 20% по массе и более) — твердые высоко дисперсные (размер частиц до 10 мкм) в-ва-графит, техн. углерод (сажа), MoS2, BN, алюмосиликаты, порошки Sn, Cu и др. металлов. Обладают слабым загущающим действием, практически нерастворимы в дисперсионной среде, образуют самостоят. фазу в смазках и способствуют упрочнению их граничных слоев.
Присадки (0,001-5% по массе) — обычно орг. соед., р-римые в дисперсионной среде, оказывают существ. влияние на формирование структуры и реологич. св-ва смазок. Осн. присадки:
Эффективно также использование в пластичных смазках композиций присадок и наполнителей.
Технол. процессы произ-ва смазок м.б. периодическими (обычно при выпуске большого ассортимента некрупными партиями) или непрерывными (целесообразны при выработке крупных партий одного сорта смазки).
Типичная периодич. технология приготовления наиб. распространенных мыльных смазок заключается в следующем. В варочный котел загружают 15-30% нефтяного масла и всю порцию жирового компонента. Ингредиенты при перемешивании нагревают до 70-80°C и добавляют водный р-р щелочи. При интенсивном перемешивании и т-ре до 110°C происходит омыление жиров, после чего т-ру повышают до 130°C для выпаривания излишнего кол-ва воды. Затем смесь полученной мыльной основы и остатка масла нагревают до т-ры плавления мыла. По окончании варки мыльный расплав охлаждают. Режим охлаждения определяет пространств. каркас смазок: при быстром понижении т-ры образуются мелкие, при медленном — крупные частицы загустителя. Смазки, полученные путем быстрого охлаждения расплава, отличаются большей прочностью. Наиб. упорядоченная и прочная структура пластичные смазки формируется в режиме изотермич. кристаллизации.
Принципиальная технол. схема непрерывного произ-ва смазок: измельчение готового сухого мыла; приготовление суспензии его порошка в половине общего кол-ва синтетич. масла; нагревание суспензии до образования расплава; смешение последнего с остальным кол-вом нагретого масла; охлаждение мыльного расплава.
Технология получения углеводородных смазок намного проще, чем мыльных, и сводится в осн. к сплавлению при перемешивании компонентов, выпарке воды и охлаждению готового расплава.
Стабильность охлажденных после приготовления пластичных смазок повышают продавливанием их через узкие кольцевые отверстия под давлением 20-25 МПа (гомогенизация) или через щелевые зазоры в полость спец. аппарата, из к-рого непрерывно откачивают воздух (деаэрация).
Св-ва пластичных смазок определяют их преимущества перед жидкими смазочными материалами:
Благоприятное сочетание св-в жидкости и твердого тела позволяет использовать пластичные смазки в разнообразных узлах трения: открытых, негерметизированных, труднодоступных, расположенных под углом к горизонту, работающих в широких диапазонах т-р и скоростей, а также в вакууме; в механизмах с редко сменяемыми смазками, при недопустимости загрязнения ими среды или попадания на детали и перерабатываемые материалы, при вынужденном контакте с водой и др.
По назначению различают пластичные смазки (см. также табл.):
Кроме этих осн. ф-ций, смазки выполняют роль электро-изоляц. материалов, защищают детали узлов трения от ударных нагрузок, снижают вибрации и шум.
Мировое произ-во пластичные смазки составляет ок. 1 млн. т/год, или примерно 4% выработки нефтяных масел (1989).
Пластичные смазки, консистентные смазки, смазочные материалы, проявляющие в зависимости от нагрузки свойства жидкости или твёрдого тела. При малых нагрузках они сохраняют свою форму, не стекают с вертикальных поверхностей и удерживаются в негерметизированных узлах трения. Пластичные смазки состоят из жидкого масла, твёрдого загустителя, присадок и добавок. Частицы загустителя в составе П. с., имеющие коллоидные размеры, образуют структурный каркас, в ячейках которого удерживается дисперсионная среда (масло). Благодаря этому пластичные смазки начинают деформироваться подобно аномально-вязкой жидкости только при нагрузках, превышающих предел прочности пластичные смазки (обычно 0,1-2 кн/м2, или 1-20 гс/см2). Сразу после прекращения деформирования связи структурного каркаса восстанавливаются и смазка вновь приобретает свойства твёрдого тела. Это позволяет упростить конструкцию и снизить вес узлов трения, предотвращает загрязнение окружающей среды. Сроки смены пластичных смазок больше, чем смазочных материалов. В современных механизмах пластичные смазки часто не меняют в течение всего срока их службы. Промышленность СССР в 1974 выпускала около 150 сортов пластичных смазок. Их мировое производство составляет около 1 млн. т в год (3,5% выпуска всех смазочных материалов).
Пластичные смазки получают, вводя в нефтяные, реже синтетические, масла 5-30 (обычно 10-20) % твёрдого загустителя. Процесс производства периодический. В варочных котлах готовят расплав загустителя в масле. При охлаждении загуститель кристаллизуется в виде сетки мелких волокон. Загустители с температурой плавления выше 200-300°С диспергируют в масле при помощи гомогенизаторов, например коллоидных мельниц. При изготовлении в состав некоторых пластичных смазок вводят присадки (антиокислительные, антикоррозионные, противозадирные и др.) или твёрдые добавки (антифрикционные, герметизирующие).
Пластичные смазки классифицируют по типу загустителя и по области применения. Наиболее распространены мыльные пластичные смазки., загущенные кальциевыми, литиевыми, натриевыми мылами высших жирных кислот. Гидратированные кальциевые пластичные смазки (солидолы) работоспособны до 60-80°С, натриевые до 110°С, литиевые и комплексные кальциевые до 120-140°С. На долю углеводородных пластичные смазки., загущаемых парафином и церезином, приходится 10-15% всего выпуска пластичных смазок. Они имеют низкую температуру плавления (50-65°С) и используются в основном для консервации металлоизделий.
В зависимости от назначения и области применения различают следующие типы пластичных смазок:
Пластичные смазки — самостоятельный вид материалов, обеспечивающих надежность и долговечность техники (ранее их называли консистентными). Их мировое производство составляет около миллиона тонн в год, что значительно меньше выпуска смазочных масел (около 40 млн. т/год).
Итак, пластичная смазка — это структурированная высокодисперсная система, которая состоит, как правило, из базового масла и загустителя. При обычных температурах и малых нагрузках она проявляет свойства твердого тела, т. е. сохраняет первоначальную форму, а под нагрузкой начинает деформироваться и течь подобно жидкости. После снятия нагрузки пластичная смазка вновь застывает. Основное ее назначение — уменьшить износ поверхностей трения и продлить тем самым срок службы деталей машин и механизмов. В отдельных случаях смазки не столько уменьшают износ, сколько упорядочивают его, предотвращают трение и заклинивание смежных поверхностей, препятствуют проникновению агрессивных жидкостей, абразивных частиц, газов и паров. Смазки, которые практически не изменяют своих показателей качества весь период работы в узле трения, относятся к «вечным» (т. е. закладываются одноразово на весь период работы техники) или долго работающим с большим периодом замены).
Почти все смазки обладают антикоррозийными свойствами. Для защиты металлических поверхностей от коррозии при транспортировке и длительном хранении разработаны консервационные смазки. Для герметизации зазоров в механизмах и оборудовании, а также соединений трубопроводов и запорной арматуры созданы уплотнительные смазки с лучшими герметизирующими свойствами, чем у масел.
Некоторые смазки специального назначения увеличивают коэффициент трения, изолируют или, наоборот, проводят ток, обеспечивают работу узлов трения в условиях радиации, глубокого вакуума и т. п. По составу это сложные коллоидные системы, состоящие из жидкой основы, которая называется дисперсионной средой, и твердого загустителя — дисперсной фазы, а также наполнителей и присадок. В качестве дисперсионной среды используют различные масла и жидкости. Около 97% пластичных смазок готовят из нефтяных продуктов. Применяются и синтетические масла для смазок, работающих в специфичных и экстремальных условиях: сложные эфиры, фторуглероды и фторхлоруглероды, полиалкиленгликоли, полифениловые эфиры, кремнийорганические жидкости. Из-за высокой стоимости такие масла распространены не очень широко.
В отдельных случаях используют растительные масла. Работы в этом направлении весьма перспективны, поскольку материалы на основе компонентов биосферного происхождения значительно безопаснее для окружающей среды, чем минеральные аналоги.
Область применения смазки во многом определяется температурой плавления и разложения дисперсной фазы, а также ее концентрацией и растворимостью в масле. От природы загустителя зависят антифрикционные и защитные свойства, водостойкость, коллоидная, механическая и антиокислительная стабильность смазки. Для придания этих свойств в состав вводят соли высших карбоновых кислот, высокодисперсные органические и неорганические вещества, тугоплавкие углеводороды.
В связи с ужесточением режимов эксплуатации узлов трения в большую часть современных пластичных смазок вводят добавки — присадки и наполнители. Используют присадки следующих типов: противоизносные, противозадирные, антифрикционные, защитные, вязкостные и адгезионные. Многие из них многофункциональные, т.е. улучшают несколько свойств одновременно.
В качестве наполнителей используются высокодисперсные, нерастворимые в маслах вещества, улучшающие эксплуатационные характеристики смазки, но не образующие в ней коллоидной структуры. Чаще применяют наполнители с низким коэффициентом трения: графит, дисульфид молибдена, сульфиды некоторых металлов, полимеры, комплексные соединения металлов и др. Оксиды цинка, титана и одновалентной меди, алюминия, олова, бронзы и латуни широко используют в резьбовых, уплотнительных и антифрикционных смазках для тяжелонагруженных узлов трения скольжения. Обычно эти наполнители добавляют в объеме от 1 до 30% количества смазки.
За рубежом широко используется две классификации, разработанные Национальным институтом по пластичным смазкам (NLGI). Классификация по вязкости группирует все смазки на 9 классов по диапазону пенетрации. Величину пенетрации определяют методом погружения стандартного металлического конуса в пластичную смазку в течение определенного времени. Чем глубже погрузится конус, тем меньше класс NLGI, мягче смазка и, соответственно, тем легче она будет выдавливаться из зоны трения. Смазки с высоким номером NLGI, напротив, будут создавать дополнительное сопротивление и плохо возвращаться в зону трения. Другая, достаточно широко признанная классификация группирует пластичные смазки в 5 классов, основываясь на областях применения на автомобилях.
В России используется несколько систем классификации — по консистенции, по составу и областям применения.
По консистенции смазки разделяют на полужидкие, пластичные и твердые.
По составу смазки разделяют на четыре группы:
По области применения ГОСТ 23258-78 разделяет смазки на антифрикционные, консервационные, уплотнительные и канатные. Такая классификация более удобна для разработчиков техники. Антифрикционные смазки уменьшают износ и трение сопряженных деталей. Консервационные смазки снижают коррозионное разрушение металлоизделий. Уплотнительные смазки герметизируют зазоры и неплотности узлов и деталей. Канатные смазки наряду со снижением коррозионного разрушения стальных канатов также снижают износ отдельных проволок при их трении друг о друга.
Немаловажная проблема совместимость смазок разного состава. При замене смазочного материала в узле трения не всегда полностью удаляется предыдущая закладка. Так, в шарнирах рулевого управления автомобилей после четырехкратного шприцевания остается до 40% «старой» смазки. При смешении «старой» и «новой» смазок ухудшаются эксплуатационные характеристики смеси по сравнению с исходным продуктом. Эта смесь вытекает из узла трения либо чрезмерно уплотняется, снижая надежность узла. Следовательно, при выборе новой смазки-заменителя потребителю полезно знать, можно ли смешивать смазки разных марок. Основным фактором, определяющим совместимость смазок, является природа загустителя. Жидкая основа, присадки и добавки существенного влияния на совместимость не оказывают. Со смазками всех марок совместимы консервационные материалы, загущенные тугоплавкими углеводородами (парафином, церезином). Совместимы почти все продукты, загущенные стеаратом натрия и оксистеаратом лития. Плохо совместимы смазки с силикагелем, стеаратом лития и полимочевиной.
Сейчас в России вырабатывается примерно 150 наименований пластичных материалов в количестве 45-50 тыс. т/год. По структуре производства мыльных смазок Россия значительно отстает от Западной Европы и США, где основными являются литиевые смазки — в США 60% общего объема и в Западной Европе 70%. В России их доля невелика — 23,4%, или около 10 тыс. т/год.
Современные смазки на 12-гидроксистеарате лития, например типа Литол-24, хорошо работают в широком диапазоне температур — от -40 до +120°С, имеют хорошие эксплуатационные свойства, заменяют многие устаревшие продукты, такие как консталин, 1-13, солидолы и др. Это перспективные и конкурентоспособные материалы.
Более перспективны смазки, приготовленные на комплексном литиевом мыле. Они работают в более широком диапазоне температур (от -50 до +160-200°С), нагрузок и скоростей. Комплексная литиевая смазка ЛКС металлургическая в ряде случаев заменяет ИП-1, 1-13, ВНИИНП-242, Литол-24. Комплексные литиевые смазки также применяются в оборудовании текстильной, станкостроительной, автомобильной и других отраслей промышленности, в подшипниках ступиц колес автомобилей.
Основу отечественного ассортимента — 44,4% — составляют устаревшие гидратированные кальциевые смазки (солидолы), доля которых в развитых странах, например в США, не превышает 4%. Производство натриевых и натриевокальциевых смазок в России составляет 31% общего объема, или до 12,5 тыс. т/год. Эти материалы имеют хорошие характеристики и применяются при температурах от -30 до +100°С. Доля прочих мыльных смазок в России невелика — 0,3%, или 89 т/год. Это продукты на алюминиевых, цинковых, смешанных мылах (литиевокальциевых, литиево-цинковых, литиевоцинковосвинцовые, бариевосвинцовые и др.), а также получаемые путем смешения готовой смазки с металлическим порошком.
Доля немыльных смазок, приготовленных на неорганических загустителях (аэросилы, силикагели, сажа, бентонит), в России всего 0,2%, или менее 10 т/год. Главным образом это узкоспециализированные термостойкие (до 200-250°С) и химически стойкие смазки. В США доля этих материалов — 6,7%. Немыльные смазки готовят на органических загустителях — полиуреатах, пигментах. Полиуреатные продукты нового поколения, приготовленные на нефтяных и синтетических углеводородных маслах, работают при температурах до 220°С и по этому показателю близки к термостойким тефлоновым смазкам на основе перфторполиэфиров, выгодно отличаясь от последних значительно меньшей ценой. В США доля производства этих материалов составляет 6% и непрерывно увеличивается. В России полиуретановые смазки не выпускают.
Объемы производства отечественных углеводородных материалов составляют 3 тыс. т/год. В основном это консервационные и канатные смазки. Полужидкие смазки типа Трансол-200, Редукторная вырабатывают в России в объеме всего около 20 т/год.
Анализ отечественного ассортимента смазок позволяет сделать следующие выводы. В России сохраняется неблагоприятная структура ассортимента: большая доля низкокачественных гидратированных кальциевых смазок и незначительная доля высокоэффективных литиевых. Комплексные литиевые смазки выпускают в малых количествах. Большинство пластичных материалов массового применения морально устарело еще 20...30 лет назад, ассортимент практически не обновляется.
Экономический рост, особенно в автомобильной, металлургической, нефтегазодобывающей отраслях промышленности, стимулирует рост потребления пластичных материалов, в том числе высококачественных автомобильных смазок, смазок для металлургического оборудования, работающего при максимальной температуре до 150°С, а также арматурных и резьбовых.
Лит.: Фукс И. Г., Пластичные смазки, M., 1972; его же, Добавки к пластичным смазкам, M., 1982; Синицын В. В., Пластичные смазки в СССР, 2 изд., M., 1984; Ищук Ю. Л., Технология пластичных смазок, К., 1986; Вава-нов В. В., Вайншток В. В., Гуреев А. А., Автомобильные пластичные смазки, M., 1986; Гуреев А. А., Фукс И. Г., Лашхи В. Л., Химмотология, M., 1986, с. 278- 363; Климов К. И., Антифрикционные пластичные смазки, M., 1988; Смазочные материалы. Справочник, M., 1989, с. 113-50; Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение. Справочное издание, под ред. В. M. Школьникова, M., 1989, с. 257-321. А. В. Виленкин.