Fasta tekniska smörjmedel är smörjmedel [1] som används för bearbetning av metaller. De används vid svarvning , borrning , gängning, försänkning, brotschning, slipning av material med god bearbetningsförmåga och svårbearbetade material ( rostfritt stål , titan , titanlegeringar, koppar och aluminiumlegeringar).
Plastiska deformationer och friktion som uppstår under skärprocessen orsakar höga tryck och temperaturer i arbetsstyckets och skärverktygets kontaktzon. Smörj-kylningsteknologiska medel ( LUTS ) hjälper till att minska värmeutvecklingen (genom att underlätta processen för spånbildning och minska friktionen), absorbera och ta bort en del av den frigjorda värmen och därigenom minska skärtemperaturen. Till detta är det nödvändigt att lägga till tvätteffekten av LUTS när du tar bort spån och olika sorters partiklar från skärzonen. COTS delas in i följande grupper: kylgaser; skärvätskor ( kylvätska ); smörjmedel av plast; solida tekniska smörjmedel .
I vissa fall är användningen av kylvätska svår, oacceptabel eller ger inte den nödvändiga tekniska effekten. I sådana fall används fasta tekniska smörjmedel.
Fasta tekniska smörjmedel används i följande fall:
- vid bearbetning som kräver visuell kontroll (bearbetning av små hål);
- vid skärning av trådar i metaller som är benägna att fästa kraftigt vid skärverktyget;
– vid bearbetning av titan och rostfria stål och legeringar;
- vid bearbetning av plast och keramik;
- vid slipning av bäddarna med cirkelns ändyta, kuggslipning med skivhjul, slipning av knivverktyget;
- vid bearbetning av metaller och legeringar som är benägna att spricka.
Sammansättningen av fasta tekniska smörjmedel inkluderar speciella antislitagemodifierare, tillsatser och fyllmedel som minskar friktion och temperatur i skärzonen, vilket gör det möjligt att flera gånger öka verktygets livslängd och förbättra kvaliteten på den bearbetade ytan.
Användningen av solida tekniska smörjmedel är tio gånger mer ekonomisk än traditionella smörjmedel, på grund av den optimala koncentrationen av den minsta mängden smörjmedel på en strikt definierad plats.
Fasta tekniska smörjmedel appliceras genom beröring på skärverktyget före bearbetning, efterföljande appliceringar görs efter behov. [2]
Boeing Aerospace Corporation är ledande inom utveckling och tillämpning av tekniska fasta smörjmedel . Företaget producerar solida tekniska smörjmedel för sina egna behov och för försäljning till olika konsumenter.
Företagets specialister formulerade principen om att använda solida tekniska smörjmedel - " Spara tid och pengar, ta ansvar för miljön " .
På CIS- ländernas territorium utfördes utvecklingen av kompositioner och studien av fasta tekniska smörjmedel för metallbearbetning av forskare från institut och universitet. L. V. Khudobin gjorde ett stort vetenskapligt bidrag till forskning och utveckling av fasta smörjmedel.
Fasta tekniska smörjmedel, liksom de flesta uppfinningar under 1900-talet, är produkten av vetenskaplig forskning inom astronautik och nya energiområden.
Under andra hälften av förra seklet dök kärnenergi upp, människan bosatte sig i stratosfären, gick in i jordens närhet och det interplanetära rummet. Problem uppstod inom friktionsområdet, som inte kunde lösas med konventionella metoder. Till exempel uppstår friktion i rymden i vakuum, vid temperaturer från -150 °C till +180 °C, under påverkan av strålning, jonstrålar och tunga partiklar och andra ogynnsamma faktorer. Under sådana förhållanden avdunstar eller fryser smörjmedlet, adsorberade gränsfilmer och oxider förstörs och metallytor i kontakt fastnar. Det har förekommit många fall av utrustningsfel på grund av ett sådant anfall. Ökad friktion i fallskärmsbehållaren slutade med kosmonauten V. M. Komarovs död (1967), och dockningen av Soyuz-10 med Salyut (1970) misslyckades på grund av beslagtagandet av kontaktenheten. Felet på plattformen på den amerikanska Voyager 2 (1981) inträffade på grund av förstörelsen av den smörjande beläggningen i kugghjulståget. Liknande fel inträffade på europeiska satelliter: Insat 1 (1982), TVsat 1 (1987), TSS (1992), ETS (1995), Galileo (1989), Magellan (1990). ). På ISS (1998) misslyckades dockningsstationen på grund av att gångjärnen fastnade. Det japanska rymdprogrammet har redan förlorat tre bärraketer under detta århundrade på grund av felaktig design av motorlager.
För att lösa problemen som uppstod i rymden, på initiativ av S.P. Korolev , skapades rådet för friktion och smörjning vid USSR Academy of Sciences, vars första ordförande var akademiker A.Yu. Ishlinsky, designern av den första månen rover. Ett helt program lanserades för att studera friktion under extrema förhållanden.
Forskarnas uppmärksamhet vände sig till fasta smörjmedel. Smörjande av grafit har länge använts i borstar på elektriska maskiner. Men även när man skapade flygplan för höga höjder, upptäcktes det att grafit förlorar denna egenskap i en försållad atmosfär och inte kan fungera i ett vakuum. Friktionsmekanismen för grafit är inte bara förknippad med dess struktur, utan också med förmågan att hålla polära molekyler på ytan. Vattenmolekylerna som alltid finns i luften adsorberas på grafitflingorna, vilket ger en lätt relativ glidning. Därför är friktionskoefficienten för grafit på metaller i fuktig luft 0,03-0,05, och i ett vakuum eller torr atmosfär av inerta gaser - 0,3-0,4.
Ett värdefullt fynd för rymdteknik var molybdendisulfid , som är effektivt i vakuum upp till 1100°C. Det är sant att i en fuktig atmosfär sker reaktionen 2MoS 2 + 9O 2 + 4H 2 O \u003d 2MoO 3 + 4H 2 SO 4 . För MoO 3 är friktionskoefficienten 0,6, det är mycket hårdare än MoS 2 , intensivt nötande slitage på friktionsytan börjar, plus svavelsyrans verkan. Men det finns inget vatten i rummets vakuum, och MoS 2 visar under dessa förhållanden en friktionskoefficient på stål på 0,02-0,04. Mycket hög belastningskapacitet (upp till 2800 MPa), hög strålningsbeständighet och värmeledningsförmåga, bevarande av antifriktionsegenskaper i vakuum upp till temperaturer på 800 °C har gjort molybdendisulfid till ett av huvudmaterialen för rymdtekniska friktionsenheter.
Förutom molybdendisulfid uppvisas antifriktionsegenskaper också av andra dikalkogenider ( selenider, sulfider och tellurider ) av eldfasta metaller - volfram, molybden, niob, titan och tantal. Volframdisulfid WS 2 är ännu mer termiskt stabil i luft och bildar en film på ytan med tre gånger så stor bärkraft och är extremt motståndskraftig mot aggressiva medier. I vakuum kan den användas upp till temperaturer över 1300 °C och ger en friktionskoefficient under 0,05. Men det kostar också flera gånger mer.
Pågående vetenskaplig forskning inom området nanoteknik gör det möjligt att förbättra sammansättningen av fasta tekniska smörjmedel och därigenom öka effekten av deras användning.
Petroleumceresin enligt TU 38.101507-79, paraffinsyra enligt GOST 23683-89 och stearinsyra enligt GOST 6484-96 kan användas som fyllmedel i fasta tekniska smörjmedel .
Som huvudkomponent används speciella resursåterställande ämnen och antislitagemodifierare. Gränsvärdena för innehållet i komponenterna i fasta tekniska smörjmedel väljs i enlighet med experimentella data. [3]
2. Ersätter länken Khudobin L.V. ... som inte är relevant för ämnet med Braithwaite E.R. Fasta smörjmedel och antifriktionsbeläggningar. M., Chemistry, 1967, 320 sid.
Kategori: Material