Некоторые узлы трения работают при температурах свыше +500 ºС, скоростях скольжения более 0,5 м/с, в среде кислот и жидкого кислорода. В таких условиях традиционные смазочные материалы и классические покрытия неэффективны: они теряют адгезию, окисляются и перестают выполнять свои функции.
Решение этой проблемы предлагает компания "Моденжи".
В ассортименте антифрикционных твердосмазочных покрытий MODENGY есть материалы, которые все активнее используются при производстве тяжелонагруженных механизмов: ходовых винтов, подшипников скольжения, шаровых кранов, зубчатых зацеплений приводов, резьбовых соединений труб и др.
В статье рассмотрено покрытие с самым высоким диапазоном рабочих температур – MODENGY 2560. Описаны его преимущества над дисульфидмолибденовыми материалами, приведены примеры применений и результаты испытаний.
Состав и особенности классических антифрикционных покрытий
Антифрикционные покрытия традиционно состоят из твердого смазочного материала слоистой кристаллической структуры (дисульфида молибдена), органической связующей смолы (эпоксидной, фенолформальдегидной или др.) и органического растворителя.
Дисульфид молибдена (MoS2) придает материалам характерный серый цвет с металлическим отблеском (рис. 1), обеспечивает низкий коэффициент трения и противозадирные свойства.
Рис. 1. Внешний вид покрытия с дисульфидом молибдена на деталях червячной пары
Однако при температурах свыше +400 ºС MoS2 начинает интенсивно окисляться, в результате чего образуется триоксид молибдена. Это вещество обладает уже не смазочными, а абразивными свойствами. Органические смолы также подвергаются деструкции. Цвет покрытия при этом меняется с серого на желтый (рис. 2).
Рис. 2. Окисление MoS2 в составе покрытия при нагреве более +400 ºС. Серый цвет – дисульфид молибдена, желтый цвет – триоксида молибдена
В связи с этим можно сказать, что классические покрытия эффективны только для тихоходных и среднетемпературных узлов трения. В других случаях необходимо использовать материалы, компоненты которых устойчивы к экстремальным режимам эксплуатации.
Преимущества покрытия MODENGY 2560
Для преодоления указанных выше ограничений и расширения сферы применения антифрикционных твердосмазочных покрытий российская компания "Моденжи" разработала серию материалов с использованием принципиально иных компонентов.
Связующее вещество в них имеет неорганическую природу – оно создано на основе комбинации солей металлов. В качестве твердой смазки используется композиция из специально синтезированного графита и дисульфида вольфрама. Дополнительно введены армирующие и стабилизирующие элементы.
Одно из таких покрытий – MODENGY 2560 – уже нашло применение при производстве отечественной техники. Оно наносится с помощью распылительного пистолета.
По сравнению с традиционными материалами на основе дисульфида молибдена оно имеет следующие преимущества:
- Широкий диапазон рабочих температур: от -200 до +560 ºС
- Устойчивость к кислотам
- Работоспособность в среде жидкого кислорода
- Повышенные адгезия
- Износостойкость
- Эффективность как при низких, так и при высоких скоростях скольжения (от 0 до 20 м/с)
На рисунке 3 показана структура покрытия MODENGY 2560 и переходная зона «подложка – покрытие».
Рис. 3. Структура покрытия MODENGY 2560 и переходная зона при увеличении 500х
Результаты испытаний и области применения MODENGY 2560
Для сравнения с MODENGY 2560 было выбрано одно из наиболее термостойких покрытий, доступных на рынке смазочных материалов – Molykote 3400A (диапазон рабочих температур -200…+430 °С). Кроме того, проводилось тестирование деталей без покрытия.
Лабораторные триботехнические испытания проводились на деталях из сплава Инконель 750 по схеме «сферический индентор радиусом 14 мм – плоский образец с покрытием» при нагрузке 20 Н.
Результаты показали, что покрытие MODENGY 2560 превосходит существующие аналоги не только по термической стойкости, но и по триботехническим свойствам.
Диаметр пятна износа с MODENGY 2560 составил 0, 7 мм, коэффициент трения – 0,112. Аналогичные показатели для покрытия Molykote 3400A – 1,3 мм и 0,159 соответственно. На деталях без покрытия коэффициент трения равнялся, в среднем, 0,337.
Покрытие MODENGY 2560 апробировано и успешно используется в лепестковых газодинамических подшипниках турбин и высокотемпературной трубопроводной арматуре (рис. 4).
Рис. 4. Шар и металлические седла крана с покрытием MODENGY 2560
MODENGY 2560 эффективно для узлов трения, работающих в среде кислот, жидкого кислорода и других агрессивных веществ.
Заключение
Серия покрытий, разработанная российской компанией "Моденжи" на основе новой композиционной формулы, позволила расширить область применения технологии твердой смазки. Современные материалы MODENGY эффективны в условиях экстремальных температур, высоких скоростей скольжения и агрессивных рабочих сред.
За более подробной информацией и получением консультации по решению специфических задач обращайтесь в компанию "Моденжи".
Запросить информацию