Окончание табл. 31

1	2		3
			Механизмы всех видов, за исключением
Консервационные	З		стальных канатов и случаев использования
			консервационных масел или твёрдых по-
			крытий
		Уплотнительные
Арматурные	А		Запорная арматура и сальники
Резьбовые	Р		Резьбовые соединения
Вакуумные	В		Уплотнительные вакуумные системы
			Канатные
Канатные	К		Стальныеканатыиорганическиесердечники

Тип загустителя обозначают первыми двумя буквами названия входящего в состав мыла металла: Ка – кальциевое; На – натриевое; Ли – литиевое; Ли-Ка – литиево-кальциевое.

Рекомендуемый температурный диапазон применения указывают дробью: в числителе пишется минимальная температура применения, в знаменателе – максимальная температура применения. Обе температуры уменьшены в 10 раз. Температурный диапазон ориентировочный, так как он ещё зависит от конструкции узла и условий его работы.

Тип жидкого масла и твёрдых добавок обозначают строчными буквами: у – синтетические углеводороды; к – кремнийорганические жидкости; г – добавлен графит; д – добавлен дисульфид молибдена. Смазки на нефтяной основе индекса не имеют.

Консистенцию смазки обозначают числом от 0 до 7. Например, МЛи 4/13-3. Это обозначение литиевой смазки литол-24, которое расшифровывается следующим образом: М – многоцелевая, антифрикционная, работоспособная в условиях повышенной влажности, Ли – загущенная литиевыми мылами, 4/13 – рекомендуемый температурный диапазон от –40 до 130 0С, 3 – условное число консистенции. Отсутствие индекса означает, что смазка приготовлена на нефтяной основе.

8. ТВЁРДЫЕ СМАЗКИ

Характерная особенность твёрдых смазок заключается в том, что эти материалы, так же как пластичные смазки, находятся в агрегатном состоянии, исключающем их вытекание из узла трения. Благо-

147

даря этому их можно использовать в негерметизированных узлах трения.

Достоинства их перед маслами такие же, как у пластичных сма-

зок:

уменьшение расхода смазочного материала;

уменьшение эксплуатационных расходов.

Твёрдые слоистые смазки. Это кристаллические вещества, обладающие смазочными свойствами: графит, дисульфиды молибдена и вольфрама, нитрид бора, бромиды олова и кадмия, сульфат серебра, иодиды висмута, никеля и кадмия, фталоцианин, селениды и теллуриды вольфрама, титана и пр.

Вышеперечисленные смазки обладают слоистой структурой, характеризуются тем, что атомы, лежащие в одной плоскости – одном слое, находятся друг к другу ближе, чем в различных слоях. Это обусловливает различную прочность между атомами в различных направлениях. В результате под действием внешних сил происходит скольжение одних слоёв кристаллов относительно других. Данное свойство необходимо, но недостаточно. Нужна также хорошая адгезия твёрдой смазки к материалу поверхности трения, поэтому дисульфид титана и многие алюмосиликаты (слюда, тальк и др.), обладая ярко выраженной слоистой структурой, не отличаются смазочными свойствами, так как имеют плохие адгезионные свойства с металлами.

Наиболее распространённые – твёрдые слоистые смазки. Графит обладает антифрикционными свойствами в паре трения

со сталью, чугуном и хромом. Несколько хуже эти свойства с медью и алюминием. В присутствии воздуха и водно-графитная смазка улучшает свои показатели. Графит адсорбируется на поверхности трения, образуя прочную плёнку, ориентированную в направлении скольжения. Наличие на поверхности металла плёнки оксидов облегчает адсорбцию графита, поэтому использование графита особенно эффективно для металлов, образующих прочную оксидную плёнку – хром, титан, несколько меньше сталь. Предел работоспособности графитной смазки равен 600 0С. Из-за наличия свободных электронов графит обладает высокой электропроводностью, что способствует отводу электростатических зарядов и сохранению прочности смазочного слоя. С увеличением нагрузки и повышением температуры коэффициент трения графита возрастает. По стали коэффициент трения равен

0,04…0,08.

148

Дисульфид молибдена МоS2 – синевато-серый порошок с металлическим блеском, обладает хорошими адсорбционными свойствами по отношению к большинству чёрных и цветных металлов. Его смазочная способность обусловлена выраженным слоистым строением кристаллов и сильной поляризацией атомов серы в процессе трения. В отличие от графита при увеличении нагрузки и температуры коэффициент трения МоS2 уменьшается. Средняя величина коэффициента трения равна 0,05…0,095.

Несущая способность граничной смазочной плёнки дисульфида молибдена выше, чем у любых смазочных масел. При температуре выше 500 0С дисульфид молибдена окисляется с выделением SO2. К недостаткам можно отнести высокую химическую активность, в результате чего он легко вступает в реакцию с водой и кислородом, поэтому максимальная температура ограничена 450 0С. Водород восстанавливает дисульфид молибдена до металла.

Дисульфид вольфрама WS2 по сравнению с дисульфидом молибдена обладает большей термостойкостью. Предельная температура его применения равняется 580 0С. У него больше стойкость к окислению и в 3 раза большая несущая способность. Химически дисульфид вольфрама инертен, коррозионно неагрессивен, нетоксичен. Его применение ограничено высокой стоимостью. Из-за высокой плотности дисульфид вольфрама мало используется в качестве добавки к маслам, так как затруднено получение однородной смеси с маслом. Рекомендуется использовать при температуре свыше 450 0С.

Нитрид кремния имеет низкий коэффициент трения в парах со стальными деталями и некоторыми металлокерамическими материалами. Обладает хорошими механическими характеристиками и высокой термической и термоокислительной устойчивостью до 1 200 0С. Благодаря сочетанию этих качеств нитрид кремния является перспективным материалом для изготовления деталей цилиндропоршневой группы.

Нитрид бора обладает высокой термической и термоокислительной устойчивостью. Разлагается при температуре свыше 1 000 0С.

Фталоцианины (меди C32H16N6Cu, железа C32H16N8Fe и пр.) –

металлосодержащие полициклические органические соединения, обладающие крупными плоскими молекулами со слабыми межмолекулярными связями. Наряду с физической адсорбцией они образуют хемосорбированные плёнки на поверхностях металлов. Фталоцианины имеют хорошую термическую стойкость до 650 0С, стабильны при

149

контакте с воздухом и водой. При температурах до 300 0С коэффициент трения у них выше, чем у графита и дисульфида молибдена, но понижается до 0,03…0,05 с увеличением температуры до 500 0С. Из фталоцианинов делают защитный слой на юбках поршней.

Коэффициенты трения некоторых твёрдых слоистых смазок:

дисульфид молибдена – 0,05;

йодистый кадмий – 0,06;

хлористый кадмий – 0,07;

сернокислый вольфрам – 0,08;

сернокислое серебро – 0,14;

йодистый свинец – 0,28;

графит – 0,10;

хлористый кобальт – 0,10;

йодистая ртуть – 0,18;

бромистая ртуть – 0,06;

йодистое серебро – 0,25.

Твёрдые смазки могут использовать и в качестве добавок к маслам. Большинство твёрдых смазок нерастворимы в углеводородах, поэтому их вводят в моторное масло в виде коллоидных дисперсий. При этом увеличивается ресурс узлов трения и снижается вероятность задира в условиях масляной недостаточности.

Мягкие металлы. Свинец, индий, олово, кадмий, медь, серебро, золото и т.д. обладают низкой прочностью на срез. Благодаря этому они используются как твёрдые смазки в виде тонких плёнок, наносимых на более прочные основы. Плёнки этих металлов ведут себя как масло. Кроме того, они облегчают и ускоряют процесс приработки. Важным требованием является высокая адгезия к материалу основы и низкая к материалу пары.

Полимерные материалы – фторопласт-4 (тефлон), капрон, нейлон, полиэтилен, политетрафторэтилен, полиамид и др. обладают смазывающими свойствами. Их наносят на поверхности трения в виде плёнок различной толщины или используют как прессованные проставки. Применение твёрдых смазок на основе полимеров ограничивается низкой термической стойкостью этих материалов, маленьким коэффициентом теплопроводности и большим коэффициентом теплового расширения.

Они имеют недостаточные механические свойства, поэтому для обеспечения прочности при средних и высоких нагрузках их армиру-

150

ют. Используемый для армирования материал должен быть мягче материала поверхности трения.

Композиционные смазочные материалы. Это комбинация от-

дельных видов твёрдых смазок, обеспечивающая оптимальное сочетание их смазывающих свойств, механической прочности и обрабатываемости.

Физически композиционные смазочные материалы представляют собой механическую смесь двух или более различных по свойствам твёрдых веществ. При этом одно вещество является основой, может образовывать структурный каркас, обеспечивающий механические свойства. Основа изготавливается из полимерных, металлических или керамических материалов. В ней зафиксирован материал, являющийся наполнителем, обеспечивающим смазочные свойства.

Полимерная основа имеет хорошие смазочные свойства, химическую инертность, более высокую, чем у металлов, усталостную прочность, малую массу, низкую чувствительность к местным нарушениям структуры – трещинам, надрезам. Наиболее термостойки материалы на основе ароматических полиамидов. Они могут длительное время эксплуатироваться при температуре до 450 0С. Основными недостатками являются большой коэффициент термического расширения, низкие теплопроводность, термическая стойкость и стабильность.

В полимерных материалах наиболее часто в качестве наполнителей используются дисульфид молибдена, графит, нитрид бора, порошки алюминия, меди, никеля, молибдена и др.

Композиционные смазочные материалы на основе металлических материалов получают путём прессования и спекания из порошков металлов с последующей пропиткой полученной пористой основы твёрдыми слоистыми смазками, мягкими металлами или полимерами. Для получения материалов, работающих в особо тяжёлых температурных условиях, в качестве основы используют никель, кобальт и их сплавы. В качестве наполнителя применяют материалы на основе молибдена или вольфрама.

Например, для получения направляющих втулок клапанов двигателя получили распространение композиционные смазочные материалы на металлической основе, поры которых заполнены фторопла- стом-4 с добавками сульфидов, селенидов и теллуридов молибдена, вольфрама. Такая смазка, кроме смазочного действия, обеспечивает высокую несущую способность и износостойкость.

151