Molykote M-55 Dispersion to increase the lubricating oils efficiency

Molykote M-55 molybdenum disulfide dispersion in mineral oil used as an additive to the mineral industrial oils enables to achieve a positive package effect that is the more smooth running-in process, the lower wear intensity and friction losses.

Чтобы получить конкурентные преимущества, производители пытаются снизить себестоимость продукции за счет применения более современного, более компактного оборудования. При этом одной из главных задач остается возможность увеличения производительности труда и объемов производства. Таким образом, узлам оборудования приходится работать во все более жестких режимах. Чтобы предотвратить их ускоренный износ из-за повышенных скоростей и нагрузок, необходимо применять современные смазочные материалы, способные выполнять свою функцию в течение длительного времени в самых экстремальных условиях эксплуатации.

Для этого используются различные виды смазочных материалов, большую часть из которых составляют товарные масла, находящиеся при работе трибосопряжений в жидком агрегатном состоянии.

На сегодняшний день в промышленности наиболее часто применяются минеральные масла, имеющие невысокую стоимость, но в большинстве случаев применения достаточно хорошо выполняющие свои функции. Для того, чтобы повысить смазывающие свойства, нагрузочную способность или другие рабочие характеристики в состав товарных масел на этапе их производства вводятся различные добавки в определенных комбинациях. Такие масла, во-первых, значительно дороже, а во-вторых, они оптимизированы под определенные условия эксплуатации, поэтому область их применения – ограничена.

Очевидно, что добавление необходимых компонентов в нужных пропорциях пользователем непосредственно на месте эксплуатации существенно расширит  область применения товарных масел. Использование присадок и добавок в виде сухих порошков для этих целей сопряжено с определенными трудностями – их высокодисперсные частицы склонны к образованию агломераций, что не дает возможности равномерно распределиться добавкам в объеме масла. Хорошим решением этой проблемы являются масляные дисперсии твердых смазок.

Для повышения несущей способности и энергоэффективности, облегчения приработки, снижения износа и шума при работе механизмов компания Dow Corning разработала дисперсию дисульфида молибдена (MoS2) в минеральном масле Molykote M-55.

Дисульфид молибдена известен своими уникальными антифрикционными свойствами. Его активно используют при промышленном изготовлении пластичных смазок и масел в качестве наполнителя.

Дисперсия Molykote M-55 добавляется в масла в пропорции 5-10% от объема. Высокодисперсные частицы дисульфида молибдена, входящие в состав дисперсии, настолько малы, что не задерживаются масляными фильтрами. Это позволяет добавлять дисперсию в трансмиссионные, индустриальные и моторные масла, существенно улучшая их эксплуатационные характеристики.

На сегодняшний день в России и за рубежом накоплено большое количество экспериментальных данных о влиянии дисульфида молибдена на трибологические свойства смазочных материалов. Как правило, такие испытания проводятся по стандартизованной методике на четырехшариковой машине трения. Такой подход дает возможность сравнить и проанализировать данные, полученные разными исследователями в разное время. Исследования свойств пластичной смазки ЦИАТИМ-201 и индустриального масла И-20А при добавлении в них дисульфида молибдена, а также 10%-й дисперсии дисульфида молибдена в минеральном масле, которые проводились в Московском государственном университете тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова, Уфимском авиационном институте и в лаборатории Dow Corning, показали следующее (Таблица 1).

Таблица 1. Результаты исследований влияния дисульфида молибдена на трибологические свойства смазочных материалов

Исходный смазочный материал

Кол-во добавок
MoS2, % масс.

Нагрузка сваривания Pс, Н Диаметр пятна износа Du (мм) при нагрузке
196 Н 392 Н 800 Н
Пластичная смазка ЦИАТИМ-201 0 1235 0,73    
10 2766 0,51    
Масло индустриальное И-20А 0 1099   0,99  
0,1 1167   0,66  
1 1844   0,7  
5 2325   0,88  
Дисперсия Molykote M-55 10* 3000     1,35

* - содержание в товарном продукте

Анализ результатов исследования показывает, что добавление дисульфида молибдена в исходный смазочный материал при определенной концентрации позволяет снизить износ в 1,1-1,5 раза и повысить несущую способность смазочного слоя в 1,1-2,2 раза. Кроме того, в Новгородском государственном университете были проведены испытания по оценке трибологических характеристик индустриального масла И-20А при добавлении в него от 20 до 70% дисульфида молибдена. Анализ полученных результатов позволил сделать вывод о том, что добавление дисульфида молибдена значительно улучшает все трибологические показатели индустриального масла – в 1,8 раза возросла удельная нагрузка, при которой происходит заедание, а диаметр пятна износа уменьшился почти в 2 раза.

Таким образом, четко прослеживается положительное влияние дисульфида молибдена на противоизносные свойства и несущую способность смазочных материалов.

Однако перечисленные  испытания проводились в лабораторных условиях, далеких от реальных условий эксплуатации узлов трения, поэтому их результаты позволяют дать лишь общую сравнительную оценку. Влияние дисульфида молибдена на другие важные трибологические показатели, например, коэффициент трения и прирабатываемость, до недавнего времени оставалось невыясненным.

Комплексная оценка трибологических показателей была проведена в научно-исследовательской лаборатории «Триботехника» Брянского государственного технического университета. В ходе эксперимента исследовались чистое масло И-20А и масло И-20А с добавлением 5% от объема  дисперсии дисульфида молибдена Molykote M-55.

Рис. 1. Схема трения при испытаниях

Испытания осуществлялись в соответствии с нормализованным методом по схеме "ролик-дисковый индентор" (рис. 1) при трении скольжения со скоростью 1 м/с и контактном давлении P=70 МПа.

Этот режим, согласно статистическим данным, максимально соответствует реальным условиям эксплуатации узлов трения в большинстве случаев.

Указанная схема трения была реализована на автоматизированной машине трения МИ-1М с компьютеризированной системой сбора данных.

Результаты проведенного исследования образцов, смазанных чистым маслом И-20А и маслом И-20А с добавлением 5% дисперсии дисульфида молибдена Molykote M-55, представлены на графиках (рис. 2, 3).

Рис. 2. Кривые изнашивания для образцов, смазываемых маслом И-20А и маслом И-20А с добавлением 5% дисперсии дисульфида молибдена Molykote M-55

Рис. 3. Графики изменения коэффициента трения для образцов, смазываемых маслом  И-20А и маслом И-20А  с добавлением 5% дисперсии дисульфида молибдена Molykote M-55

Проведенные испытания, а также расчеты, выполненные с учетом результатов измерений, показывают, что добавление 5% дисперсии дисульфида молибдена Molykote M-55 в индустриальное масло И-20А несколько увеличивает длительность процесса приработки, однако при этом износ уменьшается на 15%.

Таким образом, дисперсия Molykote M-55 способствует более плавному процессу приработки. Скорость нормального изнашивания уменьшилась на 41%, а потери на трение уменьшились в среднем на 18%.

В процессе трения подавляющая доля энергии выделяется в виде тепла. Снижение коэффициента трения при добавлении в масло дисперсии Molykote M-55  приведет к снижению потерь на трение и, соответственно, снижению температуры масла при эксплуатации и интенсивности его окисления. Это, в свою очередь, существенно увеличит  срок службы масла.

Таким образом, проведенные исследования показали, что дисперсия дисульфида молибдена в минеральном масле Molykote M-55 в качестве присадки к минеральным индустриальным маслам позволяет достичь положительного комплексного эффекта (рис. 5).

Рис. 4. Комплексный эффект от применения дисперсии Molykote M-55 в редукторе

Other articles