В современном машиностроении получают широкое распространение твердые смазочные материалы. Они позволяют эксплуатировать механизмы в экстремальных режимах, добиваться максимальной эффективности их работы, значительно увеличивать межремонтные интервалы и ресурс узлов в целом.
По мере усложнения оборудования, в частности после выхода человека в космос, стало понятно, что применение традиционных смазочных материалов не способно обеспечить работоспособность узлов во многих условиях эксплуатации, таких как вакуум, воздействие радиации, экстремально высокие и криогенные температуры.
Известно множество ситуаций, когда детали узлов космических аппаратов подвергались схватыванию при использовании пластичных смазок, что приводило к неблагоприятным последствиям. Решить эти проблемы позволило применение технологии твердой смазки, что способствовало дальнейшему развитию космической отрасли.
В космическом пространстве эффективно работает дисульфид молибдена, который за счет совокупности своих эксплуатационных свойств стал одним из наиболее распространенных твердых смазочных материалов. Рассмотрим его структуру, основные свойства, области применения, использование в качестве основы для твердых смазочных покрытий.
Дисульфид молибдена (MoS₂) является твердым смазочным материалом слоистой структуры. Он представляет собой жирный порошок от темно-серого до черного цвета с металлическим блеском, который нерастворим в воде, обладает высокой термической и химической стабильностью, инертен к большинству кислот.
Тонкая пленка дисульфида молибдена имеет высокое сопротивление продавливанию и малое сопротивление сдвигу, ее предел текучести может превышать предел текучести стали.
Высокие антифрикционные свойства дисульфида молибдена объясняются особенностями его строения (согласно структурной теории). Между слоями «сера-молибдена-сера» действуют прочные химические связи, а между слоями «сера-сера» – слабые молекулярные силы.
Свойства MoS₂ не меняются при температуре до -185 °С и нагреве до +450 °С на воздухе. В вакууме дисульфид молибдена работоспособен до +1180 °С. Коэффициент трения по стали в вакууме составляет 0,02–0,04.
Благодаря своим отличным эксплуатационным свойствам – низкому коэффициенту трения, высокой несущей способности (2800 МПа), широкому диапазону рабочих температур, стойкости к радиационному излучению и другим неблагоприятным факторам – дисульфид молибдена стал одним из самых популярных материалов для смазывания не только деталей космических аппаратов, но и оборудования самых разнообразных отраслей промышленности.
По своим качествам дисульфид молибдена превосходит все известные сегодня твердые смазочные вещества.
Применение дисульфида молибдена в антифрикционных покрытиях
Изначально твердые смазочные материалы применялись в виде порошков. Ими натирались поверхности трущихся тел. Атомные плоскости материалов легко скользят друг по другу, за счет чего обеспечивается эффективная твердая смазка.
В порошкообразной форме дисульфид молибдена используется до сих пор. Он является эффективной альтернативой пластичным и жидким смазочным материалам, в процессе трения частицы вещества заполняют впадины микронеровностей поверхности, ориентируясь в направлении скольжения.
При работе образуется гладкая блестящая поверхность, обеспечиваются низкий коэффициент трения и высокая несущая способность.
Наиболее удобной и распространенной формой применения порошкообразного дисульфида молибдена является аэрозольный баллон. В таре MoS₂ смешивается с растворителями, функциональными добавками и газом-вытеснителем, как в MODENGY A-MOLY.
Преимуществами такого способа применения твердого смазочного материала являются удобство нанесения, возможность использования без разборки узла и высокая проникающая способность.
Однако для обеспечения ресурсного смазывания узлов, а также их защиты применения порошковой формы дисульфида молибдена в современном мире уже недостаточно.
Дисульфид молибдена становится основой для антифрикционных твердосмазочных покрытий – материалов, образующих на обработанных поверхностях сухую смазочную пленку, которая не нуждается в возобновлении и обеспечивает ресурсное смазывание узлов трения.
Антифрикционные твердосмазочные покрытия представляют собой суспензии, состоящие из высокодисперсных частиц MoS₂, пленкообразователей (связующих смол), растворителей и функциональных добавок.
Покрытия интегрируются в поверхность трения – образуют прочно сцепленный с ней смазочный слой в процессе отверждения.
В видеоролике рассказываем о покрытии MODENGY 1014, которое изготавливается на основе двух твердых смазочных веществ – политетрафторэтилена и дисульфида молибдена.
Физико-механические и химические свойства покрытий определяются свойствами, концентрацией и дисперсностью используемых твердых смазочных веществ, однако также во многом зависят от химического строения связующего, служащего каркасом для удержания частиц MoS₂, структурой полученной после отверждения пленки, характером обрабатываемых поверхностей, технологией нанесения, толщиной слоя.
Такие покрытия находят применение, как правило, в узлах трения скольжения с высокими удельными нагрузками для снижения износа, предупреждения повреждений и фреттинг-коррозии, защиты от химически агрессивных сред, коррозии, обеспечения работоспособности при высоких рабочих температурах и в прочих экстремальных режимах работы.
Узнать о применении покрытий на основе дисульфида молибдена вы можете на нашем сайте. Также делимся новостями и опытом применения материалов на официальных страницах в соцсетях – ВКонтакте, Telegram, YouTube, RUTUBE.
