Противокоррозионные и защитные свойства

из "Пластичные смазки "

Общие понятия о трении и износе граничная и жидкостная смазка. Основное назначение смазочных материалов, в том числе и пластичных смазок, состоит в уменьшении трения и износа движущихся частей машин и механизмов, в предотвращении задира контактных поверхностей. Антифрикционные смазки занимают среди всех других смазок первое место по объему производства и применению. [c.117]
Рассмотрим основные понятия и законы, лежащие в основе явлений трения и износа. Трением называется сопротивление, возникающее при относительном перемещении двух соприкасающихся тел в плоскости их касания. Сила сопротивления, направленная противоположно сдвигающемуся усилию, называется силой трения. Величина силы трения в общем случае характеризуется численным значением коэффициента трения [35]. [c.117]
Различают трение внешнее и внутреннее. Под внешним трением понимают трение между поверхностями различных тел, под внутренним — сопротивление взаимному перемещению частиц самого тела, т. е. внешнее трение принципиально отличается от внутреннего. Общим является то, что оба процесса связаны с потерей энергии. В зависимости от геометрии и характера относительного перемещения трущихся тел различают следующие основные виды внешнего трения — трение скольжения и трение качения. Внутреннее трение жидкостей значительно меньше внешнего трения твердых тел. Поэтому целью использования смазочных материалов является замена внешнего трения несмазанных поверхностей значительно меньшим внутренним трением смазочного материала. Внутреннее трение жидких смазочных материалов выражается вязкостью, являющейся физической константой для масел. В случае смазок, как уже отмечалось, вязкость их не является физической константой и при одном и том же составе смазки зависит от условий определения. [c.118]
Трение несмазанных или недостаточно смазанных поверхностей вызывает износ. Он заключается в разрушении поверхностного слоя и отделении частиц материала это может быть результатом непосредственного зацепления шероховатостей, сопровождающегося отрывом металла, а также процарапывания поверхности менее твердого металла более твердым, результатом абразивного действия твердых частиц, следствием процесса микросваривания, коррозии трущихся частей и др. Механизм износа (разрушения) зависит от вида и свойств трущихся материалов, а также от условий трения — величины нагрузки и способа нагружения, температуры, скорости перемещения, окружающей среды и т. п. Различают разрушения в условиях одно- и многократного воздействия, при которых материал заметно изменяет свои свойства. [c.118]
Большое влияние на износостойкость металлов оказывает наличие в них различных дефектов, трещин, неоднородностей. Эти дефекты могут быть связаны с несовершенством структуры твердого тела или его повреждением в результате механического или теплового воздействия. Одной из причин износа являются усталостные явления в поверхностных слоях металлов при их упругом деформировании и хрупкое разрушение металла при повторной деформации. [c.119]
Раньше трение разделяли на сухое, полусухое, граничное, полужидкостное и жидкостное. В настоящее время эффективность смазочных материалов принято рассматривать в условиях граничного и жидкостного трения. В тех случаях, когда между трущимися твердыми поверхностями имеется смазочный слой достаточной толщины, внешнее трение переходит во внутреннее трение самого смазочного материала, и основным параметром смазочного действия в соответствии с законом Петрова становится вязкость. Когда жидкостное трение не обеспечивается и гидродинамическая теория смазки Петрова неприменима (при высоких нагрузках и малых скоростях перемещения), вязкость перестает быть фактором, определяющим эффективность смазочного материала. Один и тот же узел может удовлетворительно работать на одном масле и перегреваться на другом, хотя и той же вязкости. Износ также может быть незначителен на одном смазочном материале и высок на другом. [c.119]
При жидкостном режиме трения процессы, его сопровождающие, осуществляются в объемном слое смазочного материала. Толщина и устойчивость этого слоя зависят от вязкости продукта и условий трения (давления, температуры, скорости перемещения и т. п.). В этом случае износ поверхности незначителен и эффективность смазочного материала не зависит от его поверхностной (химической и физико-химической) активности. [c.119]
Большинство пластичных смазок имеет лучшие смазочные характеристики, чем минеральные масла, на которых они изготовлены. Это объясняется тем, что мыла высших жирных кислот, которые почти всегда являются загустителями антифрикционных смазок, обладают высокой адсорбционной способностью. Введение в минеральное масло даже небольшого количества солидола резко улучшает его смазочную способность. Противоизносные свойства смазок, приготовленных на мылах щелочно-земельных металлов, приблизительно одинаковы. Свинцовые мыла обладают значительно лучшими проти-воизносными и противозадирными свойствами, и введение их в смазки резко повышает критические нагрузки, вызывающие заедание и задир. [c.120]
Обобщая немногочисленные исследования в области смазочной способности смазок, можно констатировать заметное влияние на смазочную способность типа и концентрации загустителя в смазке, химического состава дисперсионной среды, наличия ПАВ и прочих добавок, а также устойчивости различных смазок к окислению (интенсивность накопления кислородсодержащих продуктов). [c.121]
Взаимодействие молекул ПАВ с поверхностью твердого тела приводит к образованию на поверхности металла тончайших пластифицированных слоев [36], обладающих резко пониженными пределом прочности и текучестью по сравнению с объемными слоями, что и способствует значительному снижению коэффициента трения. Адсорбционное пластифицирование поверхностного слоя металла имеет важное значение при оценке механизма смазочного действия. Эффект адсорбционного понижения прочности (пластифицирования) твердого тела существенно зависит от температуры и скорости деформации. Таким образом, в присутствии смазочного материала на поверхности металла образуется тонкий слой, обладающий меньшими пределами текучести и сопротивления сдвигу, чем без него. Это способствует значительному смягчению условий трения и износа. [c.121]
Факторы, влияющие на смазочную способность смазок методы ее оценки и улучшения. Поверхностно-активные вещества (мыла, жирные кислоты и т. п.), формирующие граничные слои масел и смазок на поверхности металлов, одновременно пластифицируют контактные поверхности узлов трения. Толщина граничного и пластифицированного слоев определяется контактным давлением, температурой, молекулярным весом и строением ПАВ, а также другими факторами. При комнатной температуре и сравнительно небольшом давлении толщина граничного слоя может доходить до 0,3—0,5 мк, пластифицированного— до 2—3 мк. Время полного формирования граничного и пластифицированного слоев в зависимости от типа ПАВ составляет при комнатной температуре 20—200 мин. Термическая устойчивость (десорбция при минимальной температуре) граничного слоя смазки низка, поэтому желательно, чтобы при высоких температурах происходило и химическое взаимодействие смазки с поверхностями трения. [c.121]
Адгезия смазочного материала к металлу и энергия их взаимодействия играют важную роль в формировании смазочного слоя на контактных поверхностях. Механические свойства поверхностного слоя зависят от совокупности физико-химических и реологических свойств применяемых смазок, свойств самого материала (металла) и состояния его поверхности, а также от условий трения (температуры, давления, скорости перемещения и т. п.). Так, на инертных металлах (серебре, никеле и т.д.) и на стекле смазочное действие таких поверхностно-активных компонентов смазок, как жирные кислоты, ниже, чем неполярных парафиновых углеводородов. На активных металлических поверхностях (железо, медь, цинк и т. д.) жирные кислоты снижают трение, естественно, в значительно большей степени, чем парафиновые углеводороды. Для каждого сочетания металл — смазочный материал существует своя температура, выше которой коэффициент трения резко возрастает и происходит задир поверхностей. При этой температуре происходит разрушение (десорбция) ориентированной структуры в граничном слое смазочного материала. Поэтому высокие температуры, развивающиеся при трении, могут привести к такому нежелательному явлению, как схватывание с последующим вырывом материала. [c.122]
Таким образом, одним из важнейших свойств, определяющих работоспособность смазочной пленки в условиях граничного трения, является ее термостойкость. Установление критической температуры, при которой происходит заедание трущихся поверхностей, было положено в основу разработки метода оценки смазочной способности смазок. [c.122]
Понятие о смазочной способности нельзя отрывать от трения. Поэтому смазочной способностью называется способность жидкостей или смазок обусловливать малое сопротивление контактируемых поверхностей твердых тел тангенциальным силам сдвига (направленным по касательной к этим поверхностям) и высокое сопротивление сближению их под действием нормальных нагрузок. Чем меньше первая величина и чем больше вторая, тем выше смазочная способность материала. [c.123]
Однако не всегда максимальное снижение трения влечет за собой и минимальный износ поверхностей, т. е.. противоизносные свойства смазок не идентичны их смазочной способности. Равным образом максимальное снижение износа не обязательно сопровождается уменьшением трения. Деформируемость и прочность поверхностного слоя металла могут оказать более существенное влияние на износ, чем физико-химическое воздействие смазочного материала. При изменении состава смазки показатели трения и износа могут изменяться в противоположных направлениях. Поэтому смазочную способность допустимо оценивать по величине износа трущихся деталей только в отдельных, вполне определенных случаях. [c.123]
Таким образом, антифрикционное и противоизносное действие пластичных смазок обеспечивается потому, что они хорошо удерживаются в зазоре между трущимися поверхностями (механическое действие), образуют на поверхности металла граничные слои и вызывают его пластифицирование, связанное с понижением твердости (физико-химическое действие), или химически взаимодействуют с поверхностями трения (химическое действие). Наибольшее значение для смазок имеют две последние составляющие смазочного действия. Для проявления химической и физико-химической смазочной способности существенное значение имеет соотношение между скоростями образования граничного и пластифицированного слоев и их разрушением в процессе трения. При низких температурах скорость химического взаимодействия мала. Резкое ее увеличение при соответствующих условиях может привести к коррозионному или коррозионно-механическому износу металла. [c.123]
Несмотря на то что одним из существенных преимуществ пластичных смазок перед маслами является их лучшая смазочная способность, далеко не всегда смазки полностью удовлетворяют требованиям эксплуатации техники в жестких условиях. В таких случаях в смазки вводят присадки, улучшающие их смазочную способность. В зависимости от механизма действия присадки делят на три основные группы антифрикционные — снижающие и стабилизирующие коэффициент трения противоизносные— не допускающие прогрессивного износа при высоких нагрузках и температурах противозадир-ные — снижающие разрушение поверхности и смягчающие процесс трения. [c.124]
В качестве антифрикционных присадок применяют животные и растительные жиры и жирные кислоты, серо- и галогенсодержащие продукты, а также различные мыла. Противозадирные присадки содержат обычно несколько активных элементов в одной молекуле (5, С1, Р и т. д.). Наиболее эффективными противоизносными присадками являются соли диалкилдитиофосфорной кислоты. [c.124]
Указанные присадки (в основном противозадирные и противоизносные) применяют только при значительных динамических нагрузках. Эффективность присадок зависит от состава металла и базовой смазки, к которой добавляется присадка, и режимов эксплуатации узла трения. Увеличение прочности смазочной пленки при использовании соответствующих присадок в значительной степени зависит от типа и концентрации загустителя в смазке. Так, для получения одинакового смазочного действия литиевой смазки необходимо в 5 раз больше присадки (серохлорорганического соединения), чем для бентонитовой. Противозадирные и противоизносные присадки часто отрицательно действуют на основные свойства смазок вызывают разупрочнение смазок, снижают их вязкость и резко изменяют другие показатели. [c.124]

Вернуться к основной статье

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...