металлоплакирующие смазочные материалы
МЕТАЛЛОПЛАКИРУЮЩИЕ СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ (от франц. plaquer — покрывать)
пластичные смазки, масла и смазочно-охлаждающие жидкости, в состав которых входят металлсодержащие присадки (порошки металлов, их оксидов, сплавов, солей, комплексных и др. соединений).
Работам по созданию М. с. м. предшествовали исследования (1930–40-е гг.) влияния на трение металлич. трущихся пар пленок пластичных металлов (Pb, Sn и др.), наносимых на их поверхности разными технол. методами (Ф. Боуден, Д. Тейбор). Пленки, образующиеся при использовании М. с. м., отличаются по структуре от обычных металлов (полученных, напр., восстановлением руд или гальванически), что придает этим пленкам высокие антифрикц. свойства и позволяет реализовать открытый в СССР (1956) т. наз. эффект безызносности. Последний достигается тем, что при работе узлов трения на трущихся поверхностях деталей из введенных в смазку присадок формируется тонкая (толщиной от неск. атомных слоев до 1–2 мкм), трудно поддающаяся окислению защитная металлич. пленка, наз. сервовитной (от лат. servo — охраняю, спасаю и vita — жизнь). Образование этой пленки при контакте сопряженных поверхностей обусловлено интенсивным обменом энергией и веществом между узлом трения и внешней (напр., жидкой) средой, а также коллективным поведением ионов металла, из которых формируется пленка. На поверхности такой пленки, "рожденной" в режиме трения, вследствие циклич. взаимодействий активных атомов с лигандами присадки попеременно образуются и распадаются комплексные соединения. В результате процессы трения и износа образуют замкнутый цикл для металла и смазки (см. также трибохимия). Наиб. распространены металлоплакирующие смазочные материалы, образующие медную сервовитную пленку.
Применение М.с. м., напр. пластичных смазок, позволяет значительно повысить долговечность узлов трения, снизить потери энергии на трение и, следовательно, увеличить кпд машин и механизмов, уменьшить расход смазочных материалов, увеличить период между смазочными работами.
При образовании сервовитной пленки трущиеся поверхности взаимод. через мягкий и тонкий слой металла (см. рис.), благодаря этому площадь фактич. контакта поверхностей возрастает по сравнению с др. смазочными материалами в 10–100 раз, и материалы сопряженных деталей испытывают только упругие деформации, что приводит к резкому уменьшению износа рабочих поверхностей. Отсутствие оксидной пленки позволяет внеш. среде активно реагировать с металлом и в значит. степени способствует реализации т. наз. эффекта адсорбц. понижения прочности твердых поверхностных слоев (эффекта Ребиндера); в результате пластич. деформации локализуются в тонком металлич. слое, и поверхности контакта практически не испытывают внутр. напряжений. При наличии на трущихся поверхностях сервовитной пленки продукты их износа состоят из пористых частиц металла; последние покрыты граничным адсорбц. слоем поверхностно-активного смазочного материала, имеют электрич. заряд, под действием которого удерживаются в узлах трения (сосредоточиваются в зазорах) и переносятся с одной поверхности на другую, защищая их от разрушения (при использовании обычных смазочных материалов продукты износа в осн. состоят из оксидов, которые легко удаляются из зоны контакта). Наконец, сервовитная пленка предохраняет стальные поверхности от проникновения водорода, который образуется в процессе трения при разложении водяных паров, топлив, смазок, смазочно-охлаждающих жидкостей, деструкции полимеров в зонах контакта и др.; кроме того, пленка снижает уд. нагрузки на поверхности трения, что существенно уменьшает выделение водорода.
Образование пленок на поверхностях контакта при действии обычной (а) и металлоплакирующей (б) смазок: 1 — сталь; 2 — бронза; 3, 4 — соотв. оксидные и сервовитные пленки.
М е т а л л о п л а к и р у ю щ и е с м а з к и-мазеобразные материалы, один из перспективных видов антифрикционных смазок. Получают введением в жидкие нефтяные или синтетич. масла наряду с загустителями (напр., солями высших жирных кислот, силикагелем) присадок (0,1–10% по массе): порошков мягких металлов (М-Cu, Pb, Sn и др.), оксидов (напр., Cu7О), сплавов (напр., бронз), солей (напр., MCln, комплексных (напр., RR'NH•MX, где М-Cu, Sn и др., X-SO−4, Cl− и т. д.) и орг. (напр., RCOOM) соединений. Главные области потребления: тяжелонагруженные узлы трения в авиационном и автомобильном транспорте, прокатных станах и др. металлургич., а также текстильном, швейном и обувном оборудовании.
М е т а л л о п л а к и р у ю щ и е м а с л а-нефтяные или синтетич. масла, в которых растворены присадки (0,1–2%), напр. олеат меди. Применяют для смазки двигателей внутр. сгорания, узлов трения станков, вентиляторов, насосов, редукторов, гидравлич. систем пром. оборудования.
М е т а л л о п л а к и р у ю щ и е с м а з о ч н о-о х л а ж д а ю щ и е ж и д к о с т и-преим. смеси средне- и высоковязких нефтяных масел и их 3–10%-ные водные эмульсии (содержат также эмульгаторы — соли карбоновых кислот или сульфокислот и стабилизаторы-напр., спирты) с присадками (1,5–2%). В качестве последних в случае безводных материалов служат, напр., соли (SnCl2 и др.), в случае эмульсий-обычные комплексные соед., напр. тетрааммакат Cu для сопряженных никель-титановых поверхностей. Применяют гл. обр. при обработке металлов резанием или давлением.
Лит.: Боуден Ф. П., Тейбор Д., Трение и смазка, пер. с англ., М., 1960; Избирательный перенос в тяжелонагруженных узлах трения, М., 1982; Гаркунов Д. Н., Триботехника, М., 1985; Кужаров А. С., Онишук Н. Ю., Свойства и применение металлоплакирующих смазок. Тематич. обозрение, М.. 1985.
Д. Н. Гаркунов
