Консистентные смазки с дисульфидом молибдена. Смазка для ступичных подшипников – выбор и применение. Особенности соединения MoS2

Дисульфид молибдена представляет собой кристаллическое вещество слоистой структуры, которое характеризуется малым коэффициентом трения. В слоях MoS2 образуются прочные связи между атомами серы и молибдена и очень слабые - между атомами серы. Благодаря этому слои кристаллов способны скользить, снижая трение между рабочими поверхностями узлов и механизмов, а также придавая дополнительные противозадирные свойства пластичным смазкам. Внешне такие смазки имеют характерный темно-серый цвет с лёгким металлическим блеском.

Действительно, на четырехшариковой машине трения (ЧШМ), используемой для анализа противоизносных свойств смазочных материалов, смазки, оснащенные этой добавкой, демонстрируют значительно более высокие нагрузку сваривания и критическую нагрузку, а также малое пятно контакта. Что это значит для нас на практике? В наиболее типичных условиях работы подшипников свойства дисульфида молибдена, как правило, не востребованы. Разработчики оборудования при проектировании подшипниковых узлов учитывают реальные условия эксплуатации подшипников и предусматривают наиболее оптимальные режимы их работы и смазывания. Для этих целей подбираются массовые смазки с усредненными свойствами, способные обеспечить соответствующие режимы смазывания. Как правило, для этих целей рекомендуются традиционные смазки на литиевом или комплексно-литиевом загустителе без специальных добавок. Противозадирные свойства массовым смазкам придают соответствующие присадки (ЕР - Extrime Pressure), а устойчивость масляной пленки определяется вязкостью базового масла, из которого изготовлена смазка.

Незаменимыми свойства дисульфида молибдена становятся тогда, когда нужно обеспечить высокие противозадирные свойства, не увеличивая содержание ЕР присадок и не повышая вязкость базового масла. Первый случай характерен для высокотемпературного применения, когда смазываемый узел работает при высоких удельных или ударных нагрузках, но за счет вязкости базового масла и ЕР присадок получить необходимую нагрузку сваривания не удается. Второй случай типичен, напротив, в условиях низких температур в холодном и арктическом климате, когда требуется одновременно обеспечить смазке на маловязком базовом масле высокие противозадирные и низкотемпературные свойства.

Предлагаю рассмотреть пример применения популярной в северных и арктических районах России смазки ARGO Elit MA. Эта смазка производится на маловязком базовом масле, обеспечивающем отличные низкотемпературные свойства, а также прокачиваемость в системах централизованной смазки различной карьерной техники в горнодобывающей промышленности при температурах до - 45⁰С. Добавка дисульфида молибдена в смазке Elit MA образует надежный защитный слой на поверхности рабочих деталей узлов трения, работающих при высоких механических нагрузках и, особенно, ударных.

Еще один пример применения можно привести из цементного промышленности, где требуются смазки с хорошими высокотемпературными свойствами, а также с усиленной защитой при высоких удельных нагрузках и малых скоростях вращения. Наиболее типичным примером применения смазок с дисульфидом молибдена является смазка ARGO TermoMax в роликовых толкателях обжиговых печей цементных производств. Данные узлы трения характеризуются очень малыми скоростями вращения и высокими температурами (до +200⁰С). Для этих условий смазка должна содержать высоковязкое базовое масло и обладать специальными защитными свойствами при больших удельных давлениях. Когда на рабочих поверхностях подшипников при высоких температурах базовое масло образует нестабильную масляную пленку, на помощь приходит надежный защитный слой дисульфида молибдена.

В завершение хотел бы предложить выводы, но и предостеречь читателя этого поста от неоправданного применения смазок с дисульфидом молибдена. Смазки с этой антифрикционной добавкой имеют строго определенное назначение и область применения. Так, ранее мы рассмотрели применение смазки ARGO Elit M в качестве смазки внутреннего ШРУСа переднеприводных автомобилей, обратив внимание на особенности работы близких по конструкции шарниров и требований к смазкам для них. В этот раз хочу обратить внимание на то, что смазки с дисульфидом молибдена традиционно применяются в низкоскоростных, но высоконагруженных механически узлах трения, защищая их от интенсивного износа при высоких удельных и ударных нагрузках. Но в высокоскоростных подшипниках дисульфид молибдена способен создать обратный эффект в виде абразивного износа и внутреннего разогрева узла с соответствующим вытеканием смазки. Так подшипник ступицы колеса скоростного автомобиля или подшипник электродвигателя может преждевременно выйти из строя от смазки с дисульфидом молибдена.

Молибден и его сплавы характеризуются высоким модулем упругости, незначительным коэффициентом терморасширения, превосходной температурной стойкостью, малым сечением захвата тепловых нейтронов.

Свойство проводить электрический ток у молибдена ниже, чем у меди, однако больше, чем у железа. В механической прочности молибден немного уступает вольфраму, однако легко поддается воздействию давления.

Бинарное химическое соединение четырехвалентного молибдена с двухвалентной серой называется .

Преимущества дисульфида молибдена:

• Широкий температурный предел плавления и жаропрочность
• Высокая удельная прочность
• Высокий модуль упругости
• Малый термокоэффициент расширения
• Высокая температурная стойкость
• Малое сечение захвата тепловых нейтронов
• Превосходная коррозионная устойчивость
• Стойкость ко многим щелочным и кислотным растворам

Области применения дисульфида молибдена

• MoS 2 используется в виде легирующей добавки к сплавам, в т.ч. к сверхнадежным сталям
• Молибден и молибденовые сплавы применяются в соединениях, долгое время эксплуатирующихся до +1800 °С (в ракетных соплах, электровакуумных приборах и т.д.)
• Дисульфид молибдена является рабочим материалом для ядерных реакторов
• Лента из молибдена используется в производстве высокотемпературных печей
• Молибден и его сплавы широко применяются в ракетостроении и самолетостроении –для производства панелей космических аппаратов, термообменников, тепловых экранов, деталей кромок крыльев, стабилизаторов в сверхзвуковых самолетах
• MoS 2 применяется в стекольной отрасли, например, при производстве электродов для плавления стекла
• Из молибденовых сплавов вырабатывают пресс-формы, стержни для литья под давлением алюминиевых, цинковых и медных изделий
• Молибден значительно повышает технические качества сталей, даже незначительно добавление присадки на основе молибдена (0,15-0,8 %) улучшает их прокаливаемость, прочность, вязкость и устойчивость к коррозии
• Для повышения прочности молибден добавляют в кобальтовые сплавы, используемые для плавления кромок стальных элементов
• Молибден используют как ленту или проволоку в электрических печах, эксплуатирующихся в экстремальном температурном режиме
• Жесть на основе молибдена применяется в радиоэлектронике для производства элементов электронных ламп, рентгеновских трубок
• Молибденовые соединения являются катализаторами химических реакций
• В чистом виде монокристаллический молибден применяется для изготовления зеркал для газодинамических лазеров
• Теллурид молибдена – термостойкий материал для изготовления термоэлектрогенераторов
• Химические соединения молибдена используют для производства лаков и красок, а также для окрашивания тканей и мехов
• Дисульфид молибдена добавляют в моторные масла – в результате на металлической поверхности формируются слои, снижающие трение
• Дисульфид молибдена используют в качестве компонентов смазок для деталей, эксплуатирующихся в широком температурном режиме (от -45 °С до +400 °С).

Смазочные материалы с обладают повышенной устойчивостью к большим нагрузкам и давлениям, агрессивным средам, низким и высоким температурам. Частицы MoS 2 способствуют лучшему скольжению контактирующих поверхностей, что, как следствие, уменьшает коэффициент их трения и интенсивность износа.

Одними из самых эффективных с точки зрения смазывающих и защитных функций являются антфрикционные покрытия на дисульфида молибдена с различными связующими. Они работают даже в самых неидеальных условиях эксплуатации узлов: при высоких нагрузках, температурах, вибрациях, давлениях, воздействии агрессивных сред и абразивов.

Сегодня далеко не все известные производители выпускают такие покрытия – большей частью дисульфид молибдена вводится в состав смазок, паст или присадок в масло. Однако это не умаляет достоинств АФП, скорее наоборот – относит их к числу уникальных продуктов на рынке смазочных материалов.

Ниже мы провели обзор лучших дисульфидмолибденовых покрытий и выбрали «лидера» по соотношению цена/качество.

Обзор покрытий с

MODENGY 1002

1 место

MODENGY 1002

Высококачественное антифрикционное покрытие с дисульфидом молибдена на полимерном связующем, отверждаемое при комнатной температуре.

Применяется для подшипников и направляющих скольжения станков, плоских пружин, зубчатых передач, резьбовых, шлицевых и шпоночных соединений приводных валов, регулирующих клиньев, а также других узлов с парами трения металл-металл.

Обладает низким коэффициентом трения и очень высокой несущей способностью, поэтому подходит даже для тяжелонагруженных узлов трения. Оно работает в запыленной среде, не разрушается под действием химически агрессивных сред (соляной кислоты и пр.), обладает свойствами антиаварийной и ресурсной смазки.

Ниже - реальное фото муфты обсадной трубы с нанесенным на резьбу покрытием MODENGY 1002. Очень ровный сухой слой, отличный внешний вид.

Твердосмазочное покрытие имеет высокую адгезию, эффективно защищает металлические поверхности от коррозии и фреттинг-коррозии, предотвращает их скачкообразное движение.

На протяжении всего срока службы не проявляется меления состава, т.е. отделения твердых смазочных веществ (дисульфида молибдена) от связующего.

Все эти свойства наряду с широким диапазоном рабочих температур (-210…+320 °C), привлекательной ценой и большим разнообразием вариантов фасовок (включая удобную аэрозольную) позволяют покрытию MODENGY 1002 занять первое место в рейтинге.

Molykote 3402C Leadfree

2 место

Molykote 3402C Leadfree

Антифрикционное покрытие на основе дисульфида молибдена с органическим связующим, отверждаемое при нормальной температуре.

Применяется в подшипниковых узлах, направляющих качения и скольжения, цепных и закрытых зубчатых передачах, резьбовых соединения, гибких валах.

Обладает высокой адгезией, морозо- и термостойкостью, устойчивостью к смыванию водой и химически агрессивным средам.

Данное покрытие работоспособно во влажной и пыльной среде, препятствует коррозии металлических поверхностей, их абразивному изнашиванию, предотвращает скачкообразное движение, схватывание, задир, заедание. Использование для резьбовых соединений обеспечивает постоянство момента затяжки, облегчая тем самым их монтаж и демонтаж.

В отличие от жидких и пластичных смазочных материалов, покрытие Molykote быстро застывает при комнатной температуре, не стекает и не выбрасывается под действием центробежных сил.

По температурному диапазону (от -200 °С до +310 °С) данный материал немного уступает отечественному MODENGY 1002, а по стоимости значительно его превышает – поэтому занимает вторую строчку нашего рейтинга.

Ключевым фактором для развития производства в России является стратегия импортозамещения. В связи с этим появление на рынке высококачественных отечественных нефтепродуктов, в том числе пластичных смазок, уже не является исключением. Однако по причине сложившихся стереотипов уровень доверия к российским продуктам до сих пор невысок. Более того, производители импортного оборудования в основном рекомендуют к использованию смазочные материалы зарубежных брендов. Подбор российских аналогов в этом случае, как правило, вызывает затруднения.

В данном обзоре мы рассмотрим группу многофункциональных пластичных смазок с дисульфидом молибдена, сравним их эксплуатационные свойства, характеристики и, ориентируясь на соотношение цены и качества, попытаемся найти оптимальный вариант.

Лучшие смазки с дисульфидом молибдена

EFELE MG-212

1 место

Материал применяется в узлах трения качения и скольжения оборудования в деревообработке, полимерной промышленности, металлургии и других отраслях; ходовой части автомобилей, тракторов, экскаваторов, бульдозеров, погрузчиков и других транспортных средств, работающих в тяжелых условиях эксплуатации; подшипниках электродвигателей и вентиляторов; высоконагруженных подшипниках промышленного оборудования.

Смазка работает во влажной и запыленной средах, устойчива к смыванию водой и воздействию ударных нагрузок. Она отлично защищает от износа, коррозии и обладает свойствами антиаварийной смазки.

Оптимальная смазка по соотношению цены и качества. Отличные рабочие характеристики и широкая область применения делают материал лидером рейтинга.

Shell Gadus S2 V220 AD 2

2 место

Shell Gadus S2 V220 AD 2

– это многоцелевая пластичная смазка с дисульфидом молибдена для узлов, работающих в тяжелых условиях эксплуатации. Изготовлена на основе минерального масла, загущенного литий-кальциевым мылом.

Материал предназначен для обслуживания подшипников, работающих при тяжелых и ударных нагрузках, при высокой влажности, а также суровых условиях окружающей среды. Подходит для внедорожной техники и опорно-сцепных устройств седельных тягачей.

Смазка обладает хорошими противозадирными и антикоррозионными свойствами, предотвращает образование отложений на поверхностях, которые вызваны окислительными процессами под воздействием высоких температур. Помимо этого, материал подходит для работы под воздействием ударных нагрузок.

Shell Gadus S2 V220 AD 2 – очень качественная смазка с хорошими характеристиками. Первому месту она проигрывает по стоимости и нижней границе рабочих температур

Смазка применяется в подшипниках колес и узлах шасси легковых и грузовых автомобилей, сельскохозяйственной техники, горного, строительного и другого оборудования. Материал особенно рекомендуется для применения в тяжелых условиях.

Смазка устойчива к вымыванию водой, защищает от коррозии и снижает износ под воздействием вибраций и ударных нагрузок. Из минусов можно отметить не самую высокую несущую способность, не самый широкий диапазон рабочих температур и высокую стоимость.

Renolit FLM 2

4 место

Материал применяется для смазывания всех нагруженных узлов машин и механизмов, эксплуатирующихся в промышленности и транспорте. Renolit FLM 2 особенно рекомендуется для узлов трения, подверженных сильным механическим, в т.ч. ударным и переменным нагрузкам, а также постоянным и переменным колебаниям. Сюда относятся шарниры равных угловых скоростей, карданные валы, опорно-сцепные устройства седельных тягачей, нагруженные узлы смазки строительной и горнодобывающей техники.

Смазка предотвращает коррозию, задиры, заедания, схватывание и скачкообразное движение. Она не вымывается под воздействием воды, защищает узлы от проникновения пыли и грязи и снижает износ во время приработки.

Дисульфид молибдена - это по сути обычная противоизносная присадка, широко применяемая в технических отраслях современной промышленности и производства.

Предназначения химического соединения

Наиболее известные механизмы, нуждающиеся в дополнительном воздействии подобных химических смазок, представлены автомобильными моторами, функционированию которых зачастую свойственны достаточно экстремальные условия.

Специализированные суспензии на основе дисульфида молибдена, включенные в состав смазок, обволакивают части механизмов, находящиеся в непосредственном взаимодействии друг с другом, тончайшим слоем смягчающей пленки с противофрикционным действием. Это позволило создать целый ряд актуальных антифрикционных присадок с дисульфидом молибдена.

Использование подобных масел с дисульфидом молибденом позволяет избежать нежелательных контактов механизмов и шероховатых поверхностей рельефа. Вследствие чего процессы соприкосновения осуществляются по зачищающим оболочкам. Моторное масло с дисульфидом молибдена гарантирует:

• . явно выраженное уменьшение возникающих трений;
• . снижение величины и степени изнашиваний;
• . нормализация излишне высоких температур узлов по причине постоянного трения элементов;
• . эффективное предотвращение задиров.

Исторические факты получения и определения эффективности

К одному из основных свойств дисульфид молибдена, известному еще с начала 16 века, относят его высокоэффективную смазывающую способность.

К настоящему времени проведены многочисленные исследования в области химической промышленности, позволившие развить и расширить применение данного соединения, а именно дисульфид молибдена, в качестве надежного материала для смазки.

Официальное открытие MoS2, а именно такое обозначение принято для данного соединения в области химии, принадлежит гражданину германии Хансу Хенле. В настоящий момент это имя известно еще и тем, что Хенле является законным основателем компании - гиганта, осуществляющей производство масел «Liqui Moly».

Если обратить внимание на название бренда, то становится очевидным, что компания получила свое название благодаря молибдену, так как если перевести наименование бренда на русский, то это означает жидкий молибден.

Особенности соединения MoS2

Давно установлен тот факт, что дисульфид молибдена достаточно схож с графитом, что проявляется в наличии его гексагонального строения.

Стоит отметить, что величина расстояния между атомами в максимально близком расположении в решетке равна:

• . между атомами молибдена = 2, 41 а;
• . между атомами серы = 3, 0 а.

Температурный режим, способствующий началу процесса окисления MoS*, соответствует уровню в 350 °С. Но стоит учитывать, что находясь в условиях вакуума дисульфид молибдена способен выдерживать повышение температуры вплоть до 1000 °С.

Краткое описание MoS2

Получение природного дисульфид молибдена происходит по ходу обработки молибденового блеска, образующегося в период добычи медной руды.

MoS2 характеризуется следующими признаками:

• . наличие стального серого оттенка;
• . показатель плотности вещества равен 4 800 кг/ м3;
• . К трения при увеличении удельной нагрузки значительно снижается и достигает 0, 02;
• . В сухом виде представляет собой кристаллический порошок, где каждый кристалл имеет строение игольчатого типа.

Дисульфид молибдена также успешно применяется и в качестве дополнительной добавки в состав технических смазок, причем как пластичных, так и жидких категорий.

Области применения смазок с дисульфид молибденом

Благодаря своим основным качественным характеристикам по итогам научных исследований и апробаций, дисульфид молибдена пользуется достаточно высоким спросом в таких направлениях, как:

• . Эффективная противоизносная присадка для автомобильных и иных двигателей с явно выраженными свойствами по смягчению возникающих трений;
• . Использование подобных соединений в тех механизмах, где необходимо обеспечить максимальную защиту рабочих соприкасающихся элементов, с целью предупреждения преждевременного истирания и перегрузок;
• . Практически вся сфера машиностроительной промышленности, где применение молибденовых суспензий ознаменовано с начала запуска и внедрения в производство шарнирных систем и механизмов.

Достаточно широко распространено использование дми дисульфид молибдена. Такое вещество представляет собой мелкодисперсный порошок, выпускаемый и реализуемый как дисульфид молибдена под маркой дми 7. Категория подобных смазок также обеспечивает улучшенное скольжение между слоями серы в составе, благодаря повышенной адгезии к металлу любого вида.

Решающим фактором эффективности разработанных современных присадок является:

• . наличие характерного слоистого строения;
• . небольшие показатели связующей энергии между задействованными слоями, а также повышенная степень адгезии на поверхности узлов трений.

Необходимость использования в автоматических механизмах

Ведущие позиции по производству и поставкам подобных присадок, как и несколько лет назад, принадлежат уже упоминавшийся выше компании «Liqui Mоlу». Одним из востребованных продуктов компании является, например, LIQUI MОLY 3520, представляющая собой смазку шрус с дисульфидом молибдена, реализуемую под маркой LM 47 Lаngzеitfеtt + MоS2.

Уже давно исследовано и доказано, что подобная техническая смазка, в состав которой в достаточном количестве включен дисульфид молибден, обладает высокой результативностью при обработке подшипниковых механизмов и шрусов.

В современных методиках технического обслуживания механизмов и автоматизированных систем широкое распространение получила группа литиевых смазок универсального назначения, в которых диспергированный дисульфид молибдена содержится в величине, равной 3%, а размер частиц определен в пределах от 0, 65 до 0, 75 µm.

Несмотря на свои отличные показатели устойчивости к воде и сырости, предупреждению и защите от окислительных явлений, коррозийных образований, защите от износа, смазки с дисульфид молибденом достаточно приемлемы по цене. Стоимость, к примеру, той же смазки «Liqui Moly» составит от 250 до 550 рублей за тубу объемом в 250 мл в зависимости от конкретной марки и предназначения присадки.