Engineering solutions in the field of
lubricants and sealants

MODENGY solid-film coatings effectively reduce friction and wear in metal-to-polymer friction pairs

Use of MODENGY anti-friction solid-film coatings enables to reduce friction coefficient and wear of the units, where the components made of metal and polymer material are contacting, by times in comparison with greases.

Как работают твердосмазочные покрытия?

Для снижения трения и износа узлов оборудования применяются смазочные материалы. На протяжении длительного времени требованиям разработчиков механизмов удовлетворяли традиционные смазки – пластичные и жидкие составы.

Однако по мере усложнения узлов и расширения условий их эксплуатации, в частности повышения контактных давлений, увеличения скорости относительного перемещения элементов, помещения оборудования в вакуум и другие экстремальные условия, применение классических смазок становится недостаточно эффективным решением.

Кроме того, инженеры стремятся снизить либо исключить необходимость в обслуживании механизмов. Это значит, что смазочные материалы, применяемые на деталях, должны иметь длительный ресурс и не требовать обновления на протяжении всего срока службы деталей.


Все это привело к применению нового класса материалов для снижения трения – твердых смазочных веществ. Они характеризуются способностью работать в экстремальных условиях эксплуатации.


Изначально такие материалы использовались только в виде порошков. Позже стали разрабатываться методы интеграции твердых веществ в поверхности деталей.

Один из наиболее эффективных способов заключается в создании антифрикционных твердосмазочных покрытий, состоящих из твердых смазочных веществ, связующих материалов и растворителей.

Технология твердых смазочных покрытий позволяет создавать на деталях тонкий слой, который отлично удерживается на поверхности и обладает длительным сроком службы.


Червячная передача с твердосмазочным покрытием MODENGY


В России такие покрытия разрабатывает и реализует компания «Моденжи». В линейке продукции под брендом MODENGY насчитывается более 16 марок материалов.

Чаще всего твердые смазочные покрытия наносятся на металлические детали. Однако возрастает потребность их использования в парах трения «полимер по металлу».

С этой целью был проведен ряд экспериментов, результаты которых показали высокую эффективность использования покрытий в сравнении с традиционными смазочными составами.


Испытания смазочных материалов в паре трения «металл-полимер» на машине трения

Для проверки работоспособности и сравнения эффективности использования твердых смазочных покрытий и пластичных смазок были проведены триботехнические испытания по международному стандарту ASTM G99 на машине трения со схемой трения «шар-диск».


Машина трения. Общий вид и испытательный блок


Данные испытания осуществлялись по инициативе производителя автомобильных компонентов, а именно шаровых шарниров. Шаровые пальцы для них изготавливаются из стали, а вкладыши – из полиоксиметилена.

Смазочные материалы наносились на диски из стали. В испытаниях были использованы 4 марки покрытий MODENGY, а также 13 образцов пластичных смазок, которые рекомендованы для применения в шаровых шарнирах.

Контр-телом для дисков со смазками была сфера, изготовленная из полиоксиметилена, установленная в держатель.

В качестве первого этапа лабораторных испытаний были испытаны твердосмазочные покрытия, а также образец без покрытия.


График сравнения образцов с АТСП. Износ, мкм


После этого в тех же условиях были проведены испытания пластичных смазок.


Сравнение образцов с пластичными смазками. Износ, мкм


Было зафиксировано, что замена пластичных смазок антифрикционными твердосмазочными покрытиями позволяет уменьшить коэффициент трения до 2,2 раза, а износ узла – до 8,9 раза.

Последним этапом лабораторных испытаний стала проверка эффективности комплексной работы пластичных смазок и антифрикционных твердосмазочных составов. Для этого на машине трения были протестированы разные комбинации материалов.


Сравнение некоторых комбинаций АТСП + пластичная смазка. Износ, мкм


Данное решение оказалось самым эффективным в вопросе снижения коэффициента трения и износа узлов с деталями из металлов и полимеров. Смазочные материалы разных видов в комплексе работают лучше, чем отдельно.


Результаты исследований

В зависимости от марок покрытия уменьшают коэффициент трения в 1,3-3,8 раза, а износ – в 4,4-9,4 раза.

Традиционные смазки способны уменьшить коэффициент трения деталей по сравнению с их работой без смазки до 1,3-2,9 раза, а износ – до 2,3 раза. В то же время применение некоторых разновидностей пластичных смазок показывает увеличение износа образцов в 2 раза.

Наилучшие результаты в уменьшении коэффициента трения (до 7,6 раза) и изнашивания (до 15 раз) демонстрирует комплексное применение оптимально подобранных твердых и пластичных смазок.


Лабораторные испытания стали очень показательными для сравнения работоспособности пластичных и твердых смазок в металлополимерных узлах трения. Однако данных результатов недостаточно для подбора оптимальных составов для реальных условий работы.


Поэтому следующим этапом исследований станут стендовые испытания антифрикционных твердосмазочных покрытий и пластичных смазок в паре трения «металл-полимер».

Яндекс.Метрика