(812) 244-17-03
Полезная информация
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.

подробнее

02.07.2014

Пищевая смазка Elkalub VP 886

Используется для смазывания деталей оборудования, применяемого в пищевой промышленности.

подробнее

04.06.2014

Чистящий спрей FLC675R+S для цепей

Используется для смазки цепей, а также для энергоблоков, которые подлежат ремонту.

подробнее

29.04.2014

Новый продукт FLC 900

Cпрей для очистки поверхностей от масел, жиров, воска, грязи и остатков краски.

подробнее

20.03.2014

Допуски для LFC 9068

Синтетическое масло LFC 9068 получило допуск от Atlas Copco и Kaeser.

подробнее

11.03.2013

Вся лента новостей

Пластичные смазки

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.

Основные свойства

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.

Дисперсионная среда

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.

Некоторые основные характеристики типичных пластичных смазок

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

Дисперсная фаза

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 [загустители-соли высших жирных к-т (мыла)];
  • углеводородные (твердые предельные углеводороды C18-C35, C36-C55 и др.);
  • пигментные (орг. красители);
  • полимерные (напр., фторопласты);
  • уреатные (алкил-, ацил- и арилпроизводные мочевины);
  • на основе целлюлозы, солей терефталевой к-ты и т.д.

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.

Модификаторы структуры и добавки

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:

  • вносятся дисперсионной средой (напр., смолы и нефтяные к-ты);
  • образуются при приготовлении т. наз. технол. ПАВ (продукты окисления жидкой основы, избыток жирового сырья и  продукты его превращений);
  • накапливаются при хранении и применении (кислородсодержащие соед.) и т.д.

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:

  • антиокислительные (напр., ионол),
  • антикоррозионные (нитрованный окисленный петролатум и др.),
  • противоизносные (напр., трикрезилфосфат),
  • вязкостные (по-лиизобутилены и др.) и т.д. (см. также Присадки к смазочным материалам).

Эффективно также использование в пластичных смазках композиций присадок и наполнителей.

Получение

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).

Применение

Св-ва пластичных смазок определяют их преимущества перед жидкими смазочными материалами:

  • малый уд. расход (иногда в сотни раз меньший);
  • возможность создания более простых конструкций машин и механизмов, больший их «межсмазочный» период
  • эксплуатации и значительно более низкие затраты на обслуживание.

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.):

  • для снижения трения и износа деталей машин и механизмов (см. Антифрикционные смазки, Металлоплакирующие смазочные материалы);
  • для защиты металлич. изделий от коррозии и предотвращения износа (см. Канатные смазки, Консерва-ционные смазки);
  • для герметизации резьбовых соед., сальников, щелей, зазоров и т. д. (см. Уплотнительные смазки);
  • для спец. целей увеличения трения для предотвращения проскальзывания трущихся пов-стей (фрикционные смазки), улучшения их  приработки (приработочные смазки) и др.

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:

  • Антифрикционные, снижающие трение скольжения и уменьшающие износ. Их применяют в подшипниках качения и  скольжения, шарнирах, зубчатых и цепных передачах индустриальных механизмов, приборов, транспортных, с.-х. и др.  машин;
  • Консервационные, предотвращающие коррозию металлоизделий. В отличие от др. покрытий (окраска, хромирование) они легко удаляются с трущихся и др. поверхностей при расконсервировании механизма;
К уплотнительным пластичным смазкам относятся
  • арматурные (для герметизации прямоточных задвижек, пробковых кранов),
  • резьбовые (для предотвращения заедания тяжелонагруженных или высокотемпературных резьбовых пар),
  • вакуумные (для герметизации подвижных вакуумных соединений).

Aссортимент и применение

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.

  • Пластичные и полужидкие представляют собой коллоидные системы, состоящие из дисперсионной среды, дисперсной фазы, присадок и добавок;
  • Твердые смазки до отвердения остаются суспензиями, состоящими из смолы или другого связующего и растворителя. В них в качестве загустителя используют дисульфид молибдена, графит, технический углерод и  т. п. После отверждения (испарения растворителя) твердые смазки превращаются в золи с низким коэффициентом сухого трения.

По составу смазки разделяют на четыре группы:

  • Мыльные. В качестве загустителя используются соли высших карбоновых кислот (мыла). Наиболее распространены кальциевые, литиевые, бариевые, алюминиевые и натриевые смазки. Мыльные смазки в зависимости от жирового сырья называют условно синтетическими, на основе синтетических жирных кислот, или жировыми на основе природных жирных кислот, например синтетические или жировые солидолы.
  • Неорганические. В качестве загустителя использованы термостабильные высокодисперсные неорганические вещества. Это силикагелевые, бентонитовые, графитные смазки и др.
  • Органические. Для их получения используют термостабильные, высокодисперсные органические вещества. Это полимерные, пигментные, полимочевинные, сажевые смазки и др.
  • Углеводородные. В качестве загустителей используют тугокоплавкие углеводороды: петролатум, церезин, парафин, различные природный и синтетический воск.

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.

Rambler's Top100