Твердое смазочное покрытие: принцип работы и области применения
Твердое смазочное покрытие – это материал, создающий на обрабатываемых деталях тонкую прочную пленку, содержащую частицы твердых смазочных веществ.
Технология твердой смазки была открыта еще в 20 веке – тогда начались первые эксперименты по ее применению, хотя полезные свойства твердосмазочных веществ были открыты задолго до их внедрения в узлы трения.
Необходимость в использовании твердой смазки стала очевидна после разработки оборудования, функционирующего в экстремальных условиях: в вакууме, радиации, агрессивных средах, высоких и криогенных температурах и так далее.
Известные на тот момент пластичные и жидкие смазки не могли работать в таких условиях. Они быстро теряли свои свойства и не обеспечивали снижение трения в узлах, из-за чего оборудование быстро выходило из строя.
Твердые смазочные вещества отлично функционируют в широком диапазоне условий, поэтому они стали широко внедрять в специализированное оборудование, а после и в оснащение, функционирующее в нормальных условиях.
Твердые смазочные вещества представляют собой порошки – именно в таком виде они и использовались изначально.
Рис. 1. Порошок дисульфида модибдена Однако такая форма не позволяла веществам хорошо удерживаться на обработанных поверхностях, поэтому по мере развития технологии твердые смазки превратились в твердые смазочные покрытия, хотя порошкообразная форма смазок до сих пор имеет широкое распространение.
Твердые смазочные покрытия содержат в себе высокодисперсные частицы твердых смазок, связующие вещества и растворители. Такой состав позволяет интегрировать смазочные вещества в поверхность детали и обеспечивать наилучшие эксплуатационные характеристики.
Кроме широкого диапазона условий, в которых смазочные покрытия сохраняют свою работоспособность, важным преимуществом смазочных покрытий является длительный ресурс. Это позволяет создавать необслуживаемые узлы трения.
Рис. 2. Внешний вид смазочного покрытия Покрытия обладают высокой износостойкостью, не испаряются, не окисляются, не загрязняются, не смываются даже под большим напором, не разрушаются под воздействием агрессивных сред.
Производство твердых смазочных покрытий в России
Твердые смазочные покрытия в России начали производиться в 2017 году компанией «Моденжи». И на сегодняшний день эта организация является единственным разработчиком таких материалов на территории страны.
Компания выпускает антифрикционные твердосмазочные покрытия под брендом MODENGY. Линейка включает более десятка наименований продукции, решающей задачи не только в области снижения трения, но и защиты от коррозии, обеспечения антиадгезионных и антипригарных свойств и так далее.
Основные характеристики твердых смазочных покрытий MODENGY:
- Низкий коэффициент трения – около 0,03
- Высокие антикоррозионные свойства – некоторые материалы сохраняют свои свойства более 1000 часов в камере соляного тумана в рамках испытаний по международному стандарту ISO 9227
- Работоспособность в неблагоприятных температурных режимах – при экстремально высоких и крайне низких температурах
- Нелипкая текстура, которая не вызывает налипание мелких частиц
- Толщина 1 слоя около 6 микрометров
- Несущая способность до 3000 МПа
- Гидрофобность – способность препятствовать скоплению влаги и ее примерзанию
- Антиадгезионные и антипригарные свойства – разделительный слой покрытия препятствует прилипанию расплавленного материала, благодаря чему успешно применяется в полимерной промышленности, при литье металлов и сплавов, в упаковочном и другом оборудовании
- Изящный внешний вид – большинство покрытий имеют темно-серый матовый или глянцевый цвет, есть возможность выбирать цвет и текстуру материала
- Устойчивость к неблагоприятным внешним факторам – химически агрессивным средам, механическим повреждениям
Методы нанесения смазочных покрытий
Покрытия в таре имеет жидкую текстуру. Чтобы произошло испарение растворителя и слой материала прочно сцепился с основой, необходимо правильно нанести состав и соблюсти режим полимеризации.
Существует два основных варианта нанесения покрытий: из аэрозольного баллона (не все марки покрытий выпускаются в такой фасовке) либо из распылительного пистолета.
Также допускается нанесение покрытия методом центрифугирования. Как правило, он применяется для больших партий деталей.
Покрытия наносятся в 2-3 слоя с промежуточной сушкой в течение нескольких минут.
Полимеризация может проходить в двух режимах: холодном и горячем.
Холодный предполагает нанесение покрытия и последующую выдержку материала при комнатной температуре. Как правило, покрытия холодного отверждения имеют фасовку в аэрозольном баллоне.
Горячее отверждение предполагает помещение деталей с нанесенным покрытием в печь и выдержку в течение указанного в инструкции времени.
Рис. 3. Внешний вид отвержденного покрытия MODENGY После отверждения на поверхностях обработанных деталей образуется прочный сухой гладкий слой.
Для проверки правильности применения покрытия проводят контроль качества – осматривают внешний вид, проверяют степень адгезии и полноту полимеризации.