Несмотря на то, что консистентные смазочные материалы характеризуются механической стабильностью к сдвигу, при повышении температур фазовые трансформации в загустителе провоцируют в них структурные изменения. Без масштабных лабораторных исследований даже профессионалу практически невозможно предугадать, как будет происходить данный процесс в условиях реальной эксплуатации при повышенных температурах.
Например, размягчение каркаса мыльных загустителей в момент фазовых переходов происходит скачкообразно. Чтобы исключить простои, минимизировать затраты на обслуживание оборудования и снизить вероятность аварийных ситуаций, лучше всего купить высокотемпературную смазку – специализированный продукт, характеризующийся повышенной термической, коллоидной и химической стабильностью и обеспечивающий длительную нормированную эксплуатацию при высоких температурах. Учитывая специфику ее применения, она всегда паро- и водостойкая и обладает:
- минимальной летучестью дисперсной среды;
- повышенной инертностью к окислению;
- высокой температурой каплепадения;
- хорошей адгезией.
Такие материалы предназначены не только пар трения, эксплуатируемых в условиях крайне высоких температур (некоторые марки выдерживают тепловое воздействие до +300˚С если мы говорим о пластичной смазке, и до 1500 градусов могут работать некоторые высокотемпературные пасты), но и работоспособны при повышенных нагрузках и высокоскоростных режимах. Они идеально подходят для:
- контактных поверхностей типа «металл-металл» и «металл-резина»;
- агрегатов с переменным направлением работы узлов трения;
- узлов, где имеет место постоянный или вероятный контакт с агрессивной средой;
- механизмов, на которых физически невозможно выполнять частую замену смазочного состава.
Но в таких условиях при критически высоких температурах эксплуатируется лишь некоторая часть механизмов. Поэтому универсальная консистентная высокотемпературная смазка применяется в тех случаях, когда закладка материалов общего назначения нецелесообразна. Когда же параметры температур превышают +250-300 ˚С, уже используются исключительно специализированные смазочные составы на основе твердосмазочных веществ.
Видовой ассортимент
Высокотемпературные смазочные продукты более чем на 80% состоят из минерального или синтетического базового масла загущенные различными по составу загустителями. Конечно, в их составе также присутствуют многочисленные присадки и наполнители, но именно загуститель и базовое масло непосредственно определяют основные эксплуатационные свойства. Соответственно, высокотемпературные смазочные материалы классифицируются по типу загустителя на:
Мыльные
Они загущаются солями высших карбоновых кислот, к которым относятся алюминиевые, бариевые, кальциевые, литиевые, натриевые, свинцовые и цинковые мыла. Являются наиболее обширной и востребованной группой.
Комплексные мыла чаще используются в качестве загустителя для высокотемпературных смазок, так как комплексы солей имеют более высокую температуру плавления и более работоспособны и универсальны в рассматриваемом нами случае. Комплексные литиевые мыла – особо ценные компоненты для изготовления высокотемпературной смазки с расширенным диапазоном рабочих температур. Они позволяют получать продукты с улучшенными показателями механической и химической стабильности на базе недорого синтетического масла.
Их использование для подшипников ступиц и высокооборотных электродвигателей позволяет:
- увеличить период бессменной работы;
- укомплектовывать агрегаты более простыми уплотнениями;
- обеспечить снижение пускового сопротивления, вибрации и шума.
Органические
Производятся на нефтяных маслах, а в качестве их загустителя применяют высокодисперсные и термически стабильные органические вещества: полимочевина, полимеры, пигменты и сажа. Эти группы загустителей формируют консистентную структуру и значительно улучшают антиокислительные свойства смазочных материалов. Но наиболее ценны органические димочевинные или тетрамочевинные соединения, так как они характеризуются высокой температурой плавления и придают отличные трибологические характеристики.
Пигментные
Отличаются высокой температурой каплепадения, химической инертностью и термостабильностью. Для их изготовления, как правило, применяют фталоцианиновые пигменты (хотя они относятся к комплексным органическим соединениям) приблизительно в той же пропорции, что и мыла. Синяя окраска получается при добавлении фталоцианина меди и темно-зеленая – при использовании в качестве присадки хлорированного фталоцианина Cu. Мягкие пасты из этой группы характеризуются расширенным диапазоном рабочих температур, увеличенным сроком эксплуатации, великолепными противозадирными и антифрикционными качествами.
Неорганические
Повышенную термостабильность им обеспечивают высокодисперсные загустители: асбестовые, бентонитовые, графитовые и кремнийорганические. Пластичные смазочные материалы на основе неорганических структурообразователей выгодно отличаются:
- невысокой стоимостью;
- низкой испаряемостью;
- превосходной коллоидной и физической стабильностью.
Единственный недостаток, которым характеризуется смазка загущенная неорганическим загустителем, – невысокие антикоррозионные свойства – легко компенсируется внесением соответствующего комплекса ингибирующих присадок.
Присадки
В лабораторно-исследовательских условиях установлено, что с увеличением температуры резко активизируется окисление металлов и изменяются механизмы реакции. Стабилизировать данные процессы стало возможным благодаря использованию ингибиторов: дифенилгуанидина, β-нафтиламина, этил α-нафтиламина, n-аминофенола, дифениламина, фенил α-нафтиламина, несимметричного дифенилгидразина.
К антиокислительным присадкам предъявляются дополнительные требования. Они должны быть растворимы в минеральном масле, термостабильны и инертны к воздействию ультрафиолетового излучения.
Довольно часто производители используют сложные комплексы из разнообразных присадок, так как это позволяет улучшить эксплуатационные характеристики смазочных материалов и за счет синергетического эффекта усиливать действие отдельных компонентов. Наиболее ценной считается присадка универсальная, подходящая для применения в литиевых, кальциевых, натриевых и алюминиевых консистентных паст, и способная деактивировать поверхность металлов. При производстве пластичных смазочных составов также применяются присадки антизадирные, противоизносные, оптимизирующие индекс вязкости и другие.
Рыночное предложение
Буквально несколько лет назад наиболее эффективным для тяжелых условий работы считался литиевый комплекс Mobilgrease XHP 222. Его характерная синяя окраска, продолжительная работоспособность и улучшенная адгезия известны практически каждому опытному автовладельцу. Но сегодня уже существует множество смазочных составов других брендов, продемонстрировавшие свою эффективность и которые иногда более рационально купить именно для подшипников до 350 ˚С.
Компании Liqui moly и Mobil стабильно пополняют свой ассортимент и предлагают для суппортов и для ступиц высокотемпературные литиевые составы. К сожалению, они хоть и устойчивы к загрязнению, но рассчитаны на длительную работу лишь до + 200 ˚С. Да и цена их далека от общедоступной.
Сегодня можно купить высокотемпературную смазку отечественного производства с универсальными и улучшенными антифрикционными, противозадирными, антикоррозионными, водоупорными, антипенным и противоизносными качествами, которые применяются в промышленности, сельском хозяйстве, наземном и морском транспорте для:
- подшипников, суппортов и направляющих;
- пар трения промышленных печей;
- роторов электродвигателей.
Когда агрегаты и механизмы эксплуатируются при очень высоких температурах, наиболее целесообразно использовать литиевые комплексы с неорганическими компонентами. Например, графитовая высокотемпературная смазка для подшипников до 550 ˚С и других тяжелонагруженных малоходных пар трения более эффективна, чем XHP 222. Она хорошо упреждает фреттинг-коррозию, минимизирует вибрации и при этом характеризуется:
- улучшенными антифрикционными и противоизносными свойствами;
- инертностью к резиновым, медным и пластмассовым поверхностям;
- устойчивостью к выдавливанию и смыванию водой.
Когда в такие составы добавляется дисульфид молибдена, он обуславливает синергетический эффект, минимизирует испаряемость и кардинально улучшает антифрикционные и противокоррозионные характеристики и делает их работоспособными в условиях вакуума и радиации и эффективными в изношенных и негерметизированных узлах.
Медная смазка, способная длительно выдерживать до +1100˚С, производится аэрозольной и консистентной. Широко применяется во всех отраслях народного хозяйства, но наиболее востребована для подшипников суппортов и резьбовых соединений. Она:
- эффективно и длительно защищает от коррозии все типы металлических поверхностей;
- существенно минимизирует износ и упреждает возникновение задиров;
- устойчива к окислению и расслоению.
Смазочные составы являются работоспособными, если они обеспечивают полноценный гидродинамический смазывающий эффект при предельно допустимых температурах. Но, чтобы правильно подобрать и купить наиболее долговечный смазочный материал, следует учитывать не только температурный диапазон эксплуатации, но и:
- скоростной режим и его стабильность/периодичность (для электродвигателей важно учитывать значение ПВ);
- характер нагрузки: центробежная, ударная, повышенные вибрации и т.п.;
- степень загрязнения и агрессивность окружающей среды;
- величину давления в узлах трения.
Также нелишним будет обращать внимание на способ применения составов. Так как есть отдельные смазочные продукты, которые наносят только в горячем жидком состоянии, методом газопламенного распыления или аэрозольно, что напрямую обуславливает степень удобства и экономичности их применения.
Наполнители:
Смазочные материалы с наполнителями из твердых смазывающих веществ - таких как графит, дисульфид молибдена, дисульфид вольфрама, нитрид бора и другие термостойки и химически стабильны и могут эксплуатироваться в условиях температур, превышающих +850˚С. Несмотря на то, что их температурный предел гораздо выше, чем у пленок с полимерными наполнителями, они уступают последним в работоспособности при обычной комнатной температуре и требуют корректного использования.
Твердые смазывающие порошки теперь все чаще добавляют в смазку для подшипников и для направляющих, эксплуатируемых при стабильно высоких температурах до + 1400˚С. Они также:
- улучшают разделительную способность;
- противостоят агрессивной окружающей среде;
- дают отменный антикоррозионный и противозадирный эффект.
Химически инертны. Поэтому с применением некоторых компонентов сегодня активно производят высококачественные пищевые смазочные составы.
Возможности современной промышленной химии позволяют результативно комбинировать загустители и наполнители из различных групп в едином продукте и обеспечивать ему как универсальные, так и специализированные свойства. Сегодня уже широко распространены жаростойкие пасты с многокомпонентным составом и унифицированными качествами.
