СМАЗКА Смазочным материалом может служить твердое вещество (например, графит), жидкость (скажем, жидкое масло) либо смесь масла с мылом - т.н. консистентная смазка. Кроме того, в качестве смазочных материалов используются многочисленные смеси жидких масел с различными добавками и присадками.
Твердые смазочные материалы. Наиболее известным из короткого перечня твердых смазочных материалов является графит - темный минерал с жирным блеском, маслянистый на ощупь. Он встречается в природе, а также производится в электропечах. Синтезированный продукт не менее чем на 99% состоит из чистого углерода. В коллоидной форме, диспергированный в воде или масле, он применяется в особых случаях при очень высоких температурах. Основное достоинство графита, пожалуй, в том, что он образует прочные пленки на трущихся поверхностях, благодаря чему применяется в смеси с маслом при "обкатке" многих машин и механизмов, а также при обработке металлов.
К твердым смазочным материалам относится также сульфид молибдена, который применяется как сухое поверхностное покрытие и как добавка к маслам и консистентным смазкам. Его смазывающее действие обусловлено, по-видимому, слабыми связями между атомами серы и молибдена и взаимным скольжением слоев атомов серы и молибдена.
Из пластиковых твердых смазочных материалов наиболее известен политетрафторэтилен, называемый также тефлоном. Это весьма инертный материал с коэффициентом трения ок. 0,05. Если очень мелкие частицы тефлона диспергировать в фенольном полимере, а затем пульверизацией нанести на металлическую поверхность и подвергнуть отверждению, то получается прочное тефлоновое покрытие с малым коэффициентом трения, необычайно стойкое к износу и истиранию. Тефлон широко применяется в промышленности, а также как покрытие для кухонной посуды, не допускающее пригорания.
Жидкие смазочные материалы. Масла как смазочные материалы делятся на три группы: 1) нелетучие, или жирные; 2) углеводородные, или минеральные; и 3) синтетические масла. Масла первой группы не могут быть перегнаны (при атмосферном давлении) без разложения. Все они животного или растительного происхождения и, как показывает химический анализ, состоят, как правило, только из углерода, водорода и кислорода. Масла второй группы называются минеральными, так как они получаются из нефти, или углеводородными, поскольку состоят только из углерода и водорода. Синтетические масла - это особые химические соединения.
Жирные масла. Жирные масла при комнатной температуре являются жидкостями. Аналогичные твердые масла называются жирами. Жиры - это глицериды; они могут расщепляться на глицерин и жирные кислоты. Наибольшее практическое значение имеют три жирные кислоты: олеиновая, пальмитиновая и стеариновая. При наличии небольшого количества таких жирных кислот в смазке ее маслянистость существенно повышается.
Некоторые жирные кислоты легко окисляются на воздухе и загустевают или даже затвердевают. Примером могут служить льняное и тунговое масла. Примеры незагущающихся масел - оливковое (растительное) и спермацетовое (животное). Жирные масла входят в смазочные масла лишь в небольших количествах, но широко применяются при изготовлении мыльной основы в производстве консистентных смазок.
Углеводородные масла. Углеводородные масла долго не окисляются на воздухе при обычных температурах. При высоких же температурах, таких, как в двигателях внутреннего сгорания, они могут вследствие окисления и частичного разложения давать нагар и смолистые отложения.
Одним из важнейших свойств минерального масла является вязкость. Следует учитывать, что вязкость сильно зависит от температуры. Относительное изменение вязкости масел в заданных температурных пределах характеризуют условным показателем - индексом вязкости (ИВ).
Углеводородные смазки можно классифицировать: 1) по типу нефти, из которой получено масло, и 2) по способу переработки нефти. Существуют три типа сырой нефти: парафинового, нафтенового (асфальтового) и смешанного основания. При изготовлении смазочных масел из нефти применяются следующие основные процессы: перегонка с нагревом открытым пламенем, паром или вакуумная; использование остаточного масла; фильтрование; депарафинизация; обработка кислотами и щелочами; экстрагирование растворителем; введение химических добавок для улучшения эксплуатационных характеристик. Масла нередко называются по технологиям их производства: масла паровой перегонки, масла вакуумной перегонки, дистиллятное минеральное масло (без присадок), масла селективной очистки, смешанные, с присадками, компаундированные, брайтстоковые (высоковязкие цилиндровые), палевые дистиллятные, веретенные масла и т.д.
Синтетические масла. Наибольшее применение находят два вида синтетических масел: силиконовые (кремнийорганические) и полиэфирные. Первые из них образуют широкий класс кремнийорганических соединений, весьма различающихся по своим свойствам. Все они инертны в химическом отношении, а вязкость их изменяется в широких пределах. Они характеризуются высокими индексами вязкости, низкими температурами потери текучести и способностью выдерживать высокие температуры. Силиконовые смазочные масла хорошо работают в режиме жидкостного трения, но не в условиях высоких контактных давлений и высоких скоростей трения.
Полиэфирные синтетические масла - это полиалкиленгликоли. Как и силиконовые масла, они характеризуются высокими индексами вязкости и низкими температурами потери текучести.
Консистентные смазки. Консистентные смазки представляют собой однородные смеси минерального масла с мылом. Иногда добавляются химические присадки, придающие им те или иные желательные свойства - противоокислительные, антикоррозионные, повышенную стойкость к давлению и т.д.
Если жир или жирную кислоту, нагревая, интенсивно перемешивать со щелочью, то происходит химическая реакция омыления. Например, пальмовое масло плюс каустическая сода при нагревании дают глицерин и натриевое мыло. Для получения мыла при изготовлении консистентных смазок применяют самые разнообразные животные и растительные жиры. Еще шире выбор минеральных масел разных сортов и разной вязкости в качестве второго компонента консистентных смазок.
Поведение консистентной смазки в различных условиях использования зависит от характера ее основы - мыла. Чаще всего применяются консистентные смазки на кальциевой или натриевой основе. Для особых условий выпускаются также консистентные смазки других типов - на алюминиевой, свинцовой и литиевой основах.
Кальциевые консистентные смазки. Консистентные смазки на кальциевой основе, обычно называемые солидолами, широко применяются для смазывания подшипников скольжения, трансмиссионных валов, скользящих поверхностей и слабонагруженных шарикоподшипников, работающих при низких скоростях. Они имеют однородную структуру полутвердого жира. Замечательной особенностью кальциевой консистентной смазки является стойкость по отношению к воде, что делает ее пригодной для смазывания валов водяных насосов и подшипников на "влажной" стороне бумагоделательных машин. Ранее такие смазки считались непригодными для использования при температурах выше 80? С, но в настоящее время имеются высокотемпературные кальциевые консистентные смазки.
Натриевые консистентные смазки. Такие смазки могут иметь разную структуру - от однородной до волокнистой. Температура плавления (термического разложения) некоторых натриевых консистентных смазок превышает 200? С. Эти смазки особенно подходят для тяжелонагруженных колесных подшипников и других контактных пар, в которых они подвергаются интенсивному круговому перемешиванию и воздействию повышенных температур.