Пластичные смазочные материалы

Содержание:

Введение                                                                                                                  1         

Основние  свойства                                                                                                 1

Дисперстная среда                                                                                                  5

Модификаторы  структуры и добавки                                                                   8

Ассортимент и применение                                                                                  12                                      

Список  литературы                                                                                                17 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Пластичные  смазки

Введение. 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 HC_l 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