Lubrifianții tehnologici solizi sunt lubrifianți [1] utilizați pentru prelucrarea metalelor. Se folosesc la strunjire , găurire , filetare, frezare, alezare, șlefuire a materialelor cu prelucrabilitate bună și materiale greu de prelucrat ( oțel inoxidabil , titan , aliaje de titan, cupru și aliaje de aluminiu).
Deformațiile plastice și frecarea care apar în timpul procesului de tăiere provoacă presiuni și temperaturi ridicate în zona de contact a piesei de prelucrat și a sculei de tăiere. Mijloacele tehnologice de lubrifiere-răcire ( LUTS ) ajută la reducerea generării de căldură (prin facilitarea procesului de formare a așchiilor și reducerea frecării), absorb și elimina o parte din căldura degajată, reducând astfel temperatura de tăiere. La aceasta, este necesar să adăugați efectul de spălare al LUTS la îndepărtarea așchiilor și a diferitelor tipuri de particule din zona de tăiere. COTS se împart în următoarele grupe: gaze de răcire; fluide de tăiere ( lichid de răcire ); lubrifianți din plastic; lubrifianți tehnologici solizi .
În unele cazuri, utilizarea lichidului de răcire este dificilă, inacceptabilă sau nu oferă efectul tehnologic necesar. În astfel de cazuri, se folosesc lubrifianți tehnologici solizi.
Lubrifianții tehnologici solizi sunt utilizați în următoarele cazuri:
- la prelucrarea care necesită control vizual (prelucrarea găurilor mici);
- la tăierea firelor în metale predispuse la lipirea puternică de unealta de tăiere;
– la prelucrarea oțelurilor și aliajelor de titan și inoxidabil;
- la prelucrarea materialelor plastice si a ceramicii;
- la slefuirea patului cu fata de capat a cercului, slefuirea rotiilor dințate cu roți cu disc, ascuțirea sculei cu lame;
- la prelucrarea metalelor si aliajelor predispuse la fisurare.
Compoziția lubrifianților tehnologici solizi include modificatori speciali anti-uzură, aditivi și materiale de umplutură care reduc frecarea și temperatura în zona de tăiere, ceea ce permite de mai multe ori creșterea duratei de viață a sculei și îmbunătățirea calității suprafeței prelucrate.
Utilizarea lubrifianților solizi tehnologici este de zece ori mai economică decât lubrifianții tradiționali, datorită concentrării optime a cantității minime de lubrifiant într-un loc strict definit.
Lubrifianții tehnologici solizi sunt aplicați prin atingere pe unealta de tăiere înainte de prelucrare, aplicațiile ulterioare se fac după necesități. [2]
Boeing Aerospace Corporation este lider în dezvoltarea și aplicarea lubrifianților solizi tehnologici . Corporația produce lubrifianți tehnologici solizi pentru propriile nevoi și pentru vânzare către diverși consumatori.
Specialiștii companiei au formulat principiul utilizării lubrifianților tehnologici solizi - „ Economisirea de timp și bani, fiind responsabil față de mediu ” .
Pe teritoriul țărilor CSI , dezvoltarea compozițiilor și studiul lubrifianților tehnologici solizi pentru prelucrarea metalelor au fost efectuate de cercetători din institute și universități. L. V. Khudobin a adus o mare contribuție științifică la cercetarea și dezvoltarea lubrifianților solizi.
Lubrifianții tehnologici solizi, ca majoritatea invențiilor secolului XX, sunt produsul cercetării științifice în domeniul astronauticii și al noilor domenii ale energiei.
În a doua jumătate a secolului trecut a apărut energia nucleară, omul s-a stabilit în stratosferă, a intrat în apropierea Pământului și în spațiul interplanetar. Au apărut probleme în domeniul frecării, care nu au putut fi rezolvate prin metode convenționale. De exemplu, frecarea în spațiu are loc în vid, la temperaturi de la -150 °C la +180 °C, sub influența radiațiilor, a fasciculelor de ioni și a particulelor grele și a altor factori nefavorabili. În astfel de condiții, lubrifiantul se evaporă sau îngheață, peliculele limită adsorbite și oxizii sunt distruși, iar suprafețele metalice în contact se prinde. Au existat multe cazuri de defectare a echipamentului din cauza unui astfel de sechestru. Frecarea crescută în containerul de parașută s-a încheiat cu moartea cosmonautului V. M. Komarov (1967), iar andocarea Soyuz-10 cu Salyut (1970) a eșuat din cauza confiscării ansamblului de contact. Eșecul platformei American Voyager 2 (1981) a avut loc din cauza distrugerii stratului de lubrifiere din trenul de viteze. Defecțiuni similare au avut loc pe sateliții europeni: Insat 1 (1982), TVsat 1 (1987), TSS (1992), ETS (1995), Galileo (1989), Magellan (1990). Pe ISS (1998), stația de andocare a eșuat din cauza sechestrării balamalelor. Programul spațial japonez a pierdut deja trei vehicule de lansare în acest secol din cauza designului incorect al rulmenților motorului.
Pentru a rezolva problemele apărute în spațiu, la inițiativa lui S.P. Korolev , la Academia de Științe a URSS a fost creat Consiliul pentru frecare și lubrifiere, al cărui prim președinte a fost academicianul A.Yu.Ishlinsky, proiectantul primei lunii lunare. rover. A fost lansat un întreg program pentru studierea frecării în condiții extreme.
Atenția cercetătorilor s-a îndreptat către lubrifianții solizi. Lubricitatea grafitului a fost folosită de mult timp în periile mașinilor electrice. Cu toate acestea, chiar și atunci când se creează aeronave pentru altitudini mari, s-a descoperit că grafitul își pierde această proprietate într-o atmosferă rarefiată și nu poate funcționa în vid. Mecanismul de frecare al grafitului este asociat nu numai cu structura sa, ci și cu capacitatea de a ține molecule polare la suprafață. Moleculele de apă conținute întotdeauna în aer sunt adsorbite pe fulgii de grafit, oferind o alunecare relativă ușoară. Prin urmare, coeficientul de frecare al grafitului pe metale în aer umed este de 0,03-0,05, iar în vid sau atmosferă uscată de gaze inerte - 0,3-0,4.
O descoperire valoroasă pentru tehnologia spațială a fost bisulfura de molibden , care este eficientă în vid până la 1100 ° C. Adevărat, într-o atmosferă umedă are loc reacția 2MoS 2 + 9O 2 + 4H 2 O \u003d 2MoO 3 + 4H 2 SO 4 . Pentru MoO 3 , coeficientul de frecare este de 0,6, este mult mai greu decât MoS 2 , începe uzura abrazivă intensă a suprafeței de frecare, plus acțiunea acidului sulfuric. Dar nu există apă în vidul spațiului, iar MoS 2 în aceste condiții arată un coeficient de frecare pe oțel de 0,02-0,04. Capacitatea portantă foarte mare (până la 2800 MPa), rezistența ridicată la radiații și conductivitate termică, păstrarea proprietăților antifricțiune în vid până la temperaturi de 800 °C au făcut din bisulfura de molibden unul dintre principalele materiale pentru unitățile de frecare din tehnologie spațială.
Pe lângă disulfura de molibden, proprietățile antifricțiune sunt prezentate și de alte dicalcogenuri (selenuri , sulfuri și telururi ) ale metalelor refractare - wolfram, molibden, niobiu, titan și tantal. Disulfura de wolfram WS 2 este și mai stabilă termic în aer și formează o peliculă la suprafață cu capacitatea portantă de trei ori mai mare și este extrem de rezistentă la mediile agresive. În vid, este operabil până la temperaturi de peste 1300 °C și oferă un coeficient de frecare sub 0,05. Dar costă și de câteva ori mai mult.
Cercetările științifice în curs de desfășurare în domeniul nanotehnologiei fac posibilă îmbunătățirea compoziției lubrifianților tehnologici solizi, crescând astfel efectul utilizării acestora.
Cerezina petrolieră conform TU 38.101507-79, acidul parafinic conform GOST 23683-89 și acidul stearic conform GOST 6484-96 pot fi utilizate ca umplutură în lubrifianții tehnologici solizi .
Ca componentă principală, se folosesc substanțe speciale de refacere a resurselor și modificatori anti-uzură. Valorile limită ale conținutului componentelor lubrifianților tehnologici solizi sunt selectate în conformitate cu datele experimentale. [3]
2. Înlocuirea linkului Khudobin L.V.... ca nerelevant pentru subiect cu Braithwaite E.R. Lubrifianți solizi și acoperiri anti-fricțiune. M., Chimie, 1967, 320 p.
Categorie: Materiale