Пластичні мастила. Пластичні мастила: асортимент і застосування

пластичні мастила  являють собою густі мазі, призначені для змазування підшипників кочення різних типів, шарнірів, важільних, кулачково-ексцентрикових систем і ін.

На відміну від рідких масел, пластичні мастила  мають сдвиговой міцністю.

Пластичні мастила володіють наступними перевагами:

§ утримуються на похилій і вертикальної поверхнях,

§ вичавлювати з контакту,

§ мають гарну мастильної здатністю в досить широкому інтервалі температури,

§ здатні герметизувати вузол,

§ забезпечують малі витрати мастила,

§ дозволяють спростити конструкцію вузла, знизити металоємність, скоротити витрати на обслуговування.

У Росії випускається близько 150 видів мастил. Мастила класифікують по консистенції, складу і областям застосування.

За консистенцією мастила поділяють на напіврідкі, пластичні і тверді.

Пластичні й напіврідкі мастила  являють собою колоїдні системи, що складаються з дисперсійного середовища, дисперсної фази, а також присадок і добавок. Найбільше застосування пластичні мастила отримали в підшипниках кочення і ковзання, шарнірах, зубчастих, гвинтових і ланцюгових передачах, багатожильних тросах.

тверді мастила  до затвердіння є суспензіями, дисперсійним середовищем яких служить смола або інше сполучна речовина і розчинник, а загустителем - дисульфід молібдену, графіт, технічний вуглець і ін. Після затвердіння (випаровування розчинника) тверді мастила є золі, що володіють всіма властивостями твердих тіл і характеризуються низьким коефіцієнтом сухого тертя.

Найбільш поширеною групою є пластичні мастила, які за консистенцією займають проміжне положення між рідкими маслами і твердими мастильними матеріалами. До складу пластичних мастил входять: базове масло (70-90%), загущувач і присадки.

Зміст загусники в мастилах складає, як правило, 10-15%, при низькій загущающей здатності - до 20-30% по масі. Саме загущувач в звичайних умовах дозволяє мастилі поводитися як твердого тіла, а при додатку навантаження - текти як рідини. Власне кажучи, різновид і кількість згущувача визначають експлуатаційні властивості пластичного мастила, тому по загусники встановлюють тип мастила.

Поліпшення якості мастил досягається введенням різних присадок (0,001-5% по масі), в якості яких зазвичай використовуються органічні сполуки, розчинні в дисперсійному середовищі і роблять істотний вплив на формування структури і реологічні властивості мастил. Як антиокисної присадки найчастіше використовують ионол, антикорозійного - нітровані окислений петролатум, протизношувальної - трикрезилфосфат і т.д. Крім присадок, характерних для масел, в пластичне мастило можуть додаватися тверді добавки (антифрикційні, герметизуючі) такі, як дисульфід молібдену (MoS2) або графіт.

За складом в залежності від типу дисперсійного середовища виділяють мастила на нафтових (мінеральних) і синтетичних маслах. З мінеральних масел, використовуваних при виготовленні пластичних мастил, пластичних мастил в Росії найбільше застосування знайшли індустріальні масла вироблені по ГОСТ 1707-51.

Пластичні мастила - поширений вид мастильних матеріалів, що представляють собою високо структуровані тиксотропні дисперсії твердих загусники в рідкому середовищі. Як правило, мастила - це трикомпонентні колоїдні системи, що містять дисперсійне середовище - рідку основу (70-90%), дисперсную фазу - загущувач (10-15%), модифікатори структури і добавки - присадки, наповнювачі (1-15%). В якості дисперсійного середовища мастил використовують масла нафтового і синтетичного походження, рідше їх суміші. До синтетичних олив відносяться кремнийорганические рідини - полісілоксани, складні ефіри, полигликоли, фтор і хлорорганічні рідини. Їх застосовують переважно для приготування мастил, які використовують в високошвидкісних підшипниках, що працюють в широких діапазонах температур і контактних навантажень. Для більш ефективного використання мастил і регулювання їх експлуатаційних властивостей, наприклад низькотемпературних, мастильної здатності, захисних властивостей, застосовують суміші синтетичних і нафтових масел.

Загустителями служать солі високомолекулярних жирних кислот - мила, тверді вуглеводні - церезини, Петролатуми і деякі продукти неорганічної (бентоніт, силікагель) або органічного (пігменти, кристалічні полімери, похідні карбаміду) походження. Найбільш поширені загусники - мила і тверді вуглеводні. Концентрація мильного і неорганічного загустителя зазвичай не перевищує 15%, а концентрація твердих вуглеводнів доходить до 25%. Для регулювання структури і поліпшення функціональних властивостей в мастила вводять добавки (присадки і наповнювачі).

Присадки - поверхнево-активні речовини, що поліпшують властивості мастил (протизносні, протизадирні, антифрикційні, захисні, в'язкі і адгезійні, інгібітори окислення, корозії та інші. Багато присадки є поліфункціональними.)

Наповнювачі - це високодисперсні, нерозчинні в оліях матеріали, покращують їх експлуатаційні властивості. Найбільш поширені наповнювачі, які характеризуються низькими коефіцієнтами тертя: графіт, дисульфід молібдену, тальк, слюда, нітрит бору, сульфіди деяких металів, і ін.

У порівнянні з маслами мастила володіють наступними перевагами:

мала питома витрата (іноді в сотні разів менший);

простіша конструкція машин і механізмів (що знижує масу, підвищує надійність і ресурс роботи);

триваліший період<<межсмазочных>\u003e Стадій;

значно менші експлуатаційні витрати при обслуговуванні техніки.

Мастила відрізняються від рідких мастильних матеріалів:

вони не розтріскуються під дією власної маси

утримуються на вертикальній поверхні і не скидаються інерційними силами з рухомих деталей.

5.1. Класифікація мастил

Мастила систематизують за різними класифікаційними ознаками: консистенції, складу і областям застосування (призначенням).

За консистенцією мастила поділяють на напіврідкі, пластичні і тверді. Пластичні й напіврідкі мастила представляють колоїдні системи, що складаються з масляної основи і згущувача, а також присадок і добавок, які покращують різні властивості мастил. Тверді мастила до затвердіння є суспензіями, дисперсійним середовищем яких служить смола або інше сполучна речовина і розчинник, а загустителем - дисульфід молібдену, графіт, технічний вуглець і т. П. Після затвердіння (випаровування розчинника) тверді мастила є золі, що володіють всіма властивостями твердих тел, і характеризуються низьким коефіцієнтом сухого тертя.

По складу мастила діляться на чотири групи.

Мастила, для отримання яких як загусник застосовують солі вищих карбонових кислот (мила). Їх називають мильними мастилами та в залежності від катіона мила поділяють на літієві, натрієві, калієві, кальцієві, барієві, алюмінієві, цинкові і свинцеві мастила. Залежно від аніону мила більшість мильних мастил одного і того ж катіона поділяють на звичайні та комплексні. Частіше за інших застосовують комплексні кальцієві, барієві, алюмінієві, літієві і натрієві мастила. Мастила на комплексних милах працездатні в більш широкому інтервалі температур. Кальцієві мастила в свою чергу поділяють на безводні, гідратованих (солідоли), стабілізатором структури яких є вода, і комплексні, адсорбційний комплекс яких утворюється вищими жирними кислотами і оцтовою кислотою. В окрему групу мильних мастил виділяють мастила на змішаних милах, в яких як загусник використовують суміш мив (літіевокальціевие, натрієво-кальцієві і ін.). Спочатку вказують той катіон мила, частка якого в загущувач велика.

Мильні мастила в залежності від застосовуваного для їх отримання

жирового сировини називають умовно синтетичними (аніон мила -

синтетичні жирні кислоти) або жировими (аніон мила - при

рідні жири), наприклад, синтетичні або жирові солідоли.

Мастила, для отримання яких як загусник використовують термостабільні з добре розвиненою питомою поверхнею високодисперсні неорганічні речовини, називають мастилами на неорганічних загустителях. До них відносять сілікагелевой, бентонітові, графітні, азбестові.

Мастила, для отримання яких використовують термостабільні високодисперсні з добре розвиненою питомою поверхнею органічні речовини, називають мастилами на органічних загустителях. До них відносять полімерні, пігментні, сечовина, сажові.

Мастила, для отримання яких як загусники використовують високоплавкі вуглеводні (церезин, парафін, озокерит, різні природні і синтетичні воски), називають вуглеводневими мастилами.

По областях застосування мастила відповідно до ГОСТ поділяють на: антифрикційні, що знижують тертя і знос в механізмах; консерваційні, що захищають металеві вироби від корозії; ущільнювальні, герметизуючі зазори в обладнанні і механізмах; канатні, використовувані для змазування сталевих канатів. У свою чергу антифрикційні мастила поділяють на мастила загального призначення для звичайних і підвищених температур, багатоцільові, високотемпературні, низькотемпературні, морозостійкі, галузеві (автомобільні, залізничні, індустріальні), спеціальні, приладові і т. П. Ущільнювальні мастила поділяють на різьбові, арматурні, вакуумні і т.д.

5.2. Основні властивості мастил

Міцність. Частинки загустителя утворюють в маслі структури каркас, завдяки якому мастила в стані спокою мають межею міцності на зрушення. Межа міцності - це мінімальне навантаження, при додатку якої відбувається необоротна деформація (зрушення) мастила. Завдяки наявності межі міцності мастила не стікають з похилих і вертикальних поверхонь, не випливають з негерметизованих вузлів тертя. При додатку навантаження, що перевищує межу міцності, мастила починають деформуватися, а при навантаженні нижче межі міцності вони подібно твердим тілам виявляють пружність.

Для визначення межі міцності мастил запропоновані різні методи, засновані на осьовому зсуві коаксіальних циліндрів, на виривання з мастила шурупа або пластини, на зсуві мастила в обребрена капілярі і ін. Найбільш поширеним методом є оцінка міцності мастил на Пластометри К-2. Зрушення мастила здійснюється в спеціальному обребрена капілярі під тиском термічно розширюється рідини. Для більшості мастил межа міцності при температурі 20 о С лежить в межах 100 - 1000 Па.

В'язкі властивості. В'язкість визначає прокачиваемость мастил при низьких температурах, стартові характеристики і опір обертанню при сталих режимах роботи, а також можливість заправки вузлів тертя. На відміну від масел в'язкість мастил залежить не тільки від температури, але і від градієнта швидкості зсуву. При збільшенні швидкості деформації в'язкість різко знижується, тому зазвичай говорять про ефективну в'язкості мастил при даному градієнті швидкості і при постійній температурі.

Збільшення концентрації і ступеня дисперсності загустителя призводить до підвищення в'язкості мастила. На в'язкість мастила впливає також в'язкість дисперсійного середовища і технологія їх приготування.

Для визначення в'язкості мастил використовують капілярні віскозиметри - АКВ-2 або АКВ-4, ротаційні віскозиметри - ПВР-1 і реотести.

Механічна стабільність (тиксотропні перетворення мастил). При експлуатації мастил у вузлах тертя зменшуються їх межу міцності і в'язкість з подальшим зростанням цих показників після припинення механічного впливу. Такі дисперсні системи, мимовільно відновлюються, називають тиксотропними.

Тиксотропними властивостями володіють тільки такі мастила, які після руйнування здатні відновлюватися.

Механічна стабільність мастил залежить від типу загусника, розмірів, форми і міцності зв'язку між дисперсними частинками. Зменшення розмірів частинок загустителя (до певних меж) сприяє поліпшенню механічної стабільності мастил.

Оцінка механічної стабільності мастил заснована на їх руйнуванні в ротаційному приладі - тіксометре (при стандартних умовах) - і визначенні зміни їх механічних властивостей в процесі руйнування або безпосередньо після його закінчення. Механічна стабільність оцінюється за спеціальними коефіцієнтами, які розраховують за зміни межі міцності мастила на розрив: До р - індекс руйнування, К в - індекс тиксотропного відновлення.

Пенетрація - це емпіричний показник, позбавлений фізичного змісту, не визначальний поведінка мастил в умовах експлуатації, але широко застосовується при нормуванні їх якості. Під пенетрацією розуміють глибину занурення конуса (стандартної ваги, протягом 5 с) в мастило при 25 ° С Наприклад, якщо мастило має пенетрацию 260, то, значить, конус занурився в неї на 26 мм. Чим м'якше мастило, тим глибше в неї занурюється конус і тим вище пенетрация. Мастила з різними реологічними властивостями можуть мати однакову пенетрацию, що призводить до невірних уявленням про експлуатаційні властивості мастил. Пенетрація як швидко визначається показник в виробничих умовах дозволяє судити про ідентичність рецептури і дотриманні технології виготовлення мастила. Число пенетрації мастил коливається.

Температура каплепадения - це мінімальна температура, при якій падає перша крапля мастила, що нагрівається в певних умовах. Температура каплепадения є емпіричним показником, що залежать від умов визначення. Вона умовно характеризує температуру плавлення загустителя мастила, проте не дозволяє правильно судити про -її високотемпературних властивості. Так, температура каплепадения літієвих мастил зазвичай 180 - 200 о С, а верхня температурна межа їх працездатності не перевищує 120 - 130 о С.

Колоїдна стабільність мастил характеризує їх здатність в мінімальному ступені виділяти масло при зберіганні і експлуатації. Виділення масла може відбуватися мимовільно (під дією власної маси мастила), а також прискорюватися або сповільнюватися під впливом температури і тиску.

Колоїдна стабільність мастил залежить від ступеня досконалості структурного каркаса, яка, в свою чергу, визначається розмірами, формою і міцністю зв'язків структурних елементів. Значний вплив на колоїдну стабільність мастил надає в'язкість дисперсійного середовища: чим вище в'язкість масла, тим важче йому витікати з обсягу мастила.

Оцінка колоїдної стабільності мастил заснована на прискоренні відділення масла при механічному впливі, тиску відцентрових сил, фільтруванні під вакуумом і інших чинників. Найпростішим і зручним є механічне отпрессовиваніе масла з деякого обсягу мастила, вміщеній між шарами фільтрувального паперу (прилад КСА). Колоїдна стабільність оцінюється за обсягом масла, відпресованих з мастила при кімнатній температурі протягом 30 хв і виражається у відсотках; мастильні матеріали вона не повинна перевищувати 30%.

Хімічна стабільність. Під хімічною стабільністю зазвичай розуміють стійкість мастил проти окислення киснем повітря. Окислення призводить до знеміцнення, погіршення колоїдної стабільності, зниженню температури каплепадения, мастильної здатності і ряду інших показників.

Стабільність проти окислення важлива для мастил, що заправляють у вузли тертя 1 - 2 рази на добу протягом 10 - 15 років, працюють при високих температурах, в тонких шарах і в контакті з кольоровими металами. Мідь, бронза, олово, свинець і ряд інших металів і сплавів прискорюють окислення мастил.

Оцінка хімічної стабільності мастил заснована на прискореному окисленні мастил під дією високих температур і тисків (кисню), а також в присутності каталізаторів. Показниками окислення є зміна к.ч., кількість, швидкість і індукційний період поглинання кисню, зміна структури і властивостей мастил.

Є кілька способів підвищення стійкості мастил проти окислення. Це - ретельний підбір масляної основи, вибір типу і концентрації згущувача, варіювання технологією виробництва. Найбільш перспективний спосіб-введення в мастила __________ присадок.

Испаряемость. Коли мастило застосовується в умовах високих температур і її зміна виробляється рідко, випаровуваність мастил має велике значення. Висока випаровуваність може негативно позначатися на захисні властивості шару мастила при тривалому зберіганні покритих нею виробів, особливо в жаркому кліматі.

Деякі мастила працюють в умовах вакууму, де процес випаровування йде особливо інтенсивно. При відсутності руху повітря випаровуваність сповільнюється, і в замкнутому просторі (наприклад, в металевих бідонах, банках) випаровування практично не відбувається.

При випаровуванні масла мастила розтріскуються, на поверхні шару з'являються скоринки; при сильному випаровуванні залишаються тільки мила, що утворюють сухі шари, що не володіють захисними і антифрикційними властивостями. Випаровування масла з низькотемпературних мастил погіршує їх морозостійкість; висохлі мастила не забезпечують роботу механізмів при низьких температурах.

Испаряемость мастил залежить від фракційного складу масла, що входить до їх складу. Значно швидше висихають мастила, приготовані на маслі МВП, повільніше - приготовані на маслах індустріальних 12 і 20, ще повільніше - на важких авіаційних маслах МС-14, МС-20, МК-22 і ін.

АСОРТИМЕНТ мастил

Асортимент мастил включає більше 200 найменувань. Пластичні мастила практично не функціональні, тобто не взаємозамінні. Практично кожен вузол, кожного окремого агрегату вимагає своєї мастила. Асортимент мастил можна класифікувати по областям застосування. Але навіть в одній групі, не можна прийти до повної уніфікації мастил. Наприклад, різьбові мастила для дюймового різьблення можна використовувати для метричної і навпаки, і т.д.

Пластичні мастила мають ряд переваг перед маслами: утримуються у відкритих вузлах тертя, мають більш тривалий термін роботи, завдяки зменшенню витрат знижується загальна вартість використання мастильного матеріалу. До недоліків пластичних мастил можна віднести їх високу вартість, складність виробництва і неуніверсальність.

Пластичні мастила складаються з двох компонентів: рідкої основи  (Мінеральні, рослинні, синтетичні і інші масла) і загустителя  (Тверді вуглеводні, різні солі високомолекулярних жирних кислот - мила, високодисперсні силікагелі і бентоніти, інші продукти органічного та неорганічного походження). У своєму складі містять присадки, Що поліпшують експлуатаційні характеристики. До складу мастил вводять різні наповнювачі: Графіт, дисульфід молібдену, порошкові метали або їхні окисли, слюду і ін. Мила - це солі вищих жирних кислот, що включають іони лужних металів (кальцію, натрію).

Робота пластичного мастила

Загущувач - металеве мило, утворює ємність для масла. Мило утворює ґратчастий волоконний каркас, заповнений маслом. Видавлювання олії з цієї губки відбувається під впливом механічних сил і температур. Завдяки наявності структурного каркаса пластичні мастила поводяться при невеликих навантаженнях як тверді тіла (під дією власної ваги не розтікаються, утримуються на похилих і вертикальних площинах), а під впливом навантажень, що перевищують міцність структурного каркаса, течуть подібно маслам. Однак, при знятті навантаження, протягом мастила припиняється і вона знову набуває властивостей твердого тіла.

Переваги пластичних мастил:

• здатність утримуватися в негерметичних вузлах тертя;
• працездатність в широких температурному та швидкісному діапазонах;
• найкраща змазує здатність;
• вищі захисні властивості від корозії;
• працездатність в контакті з водою і іншими агресивними середовищами;
• велика економічність.

Недоліки пластичних мастил:

• погана охолоджуюча здатність;
• більш висока схильність до окислення;
• складність подачі до вузла тертя.

Залежно від загустителя розрізняють:

• кальцієві;
• натрієві;
• літієві;
• синтетичні.

Залежно від температури каплепадения розрізняють:

• низькотемпературні;
• середньо температурні;
• високотемпературні.

За призначенням пластичні мастильні матеріали бувають:

• антифрикційні;
• захисні;
• ущільнювальні.

Характеристики пластичних мастил:

1. температура каплепадения - це температура, при якій від мастила, нагрітої в стандартних умовах, виділяється перша крапля масла. Ця температура повинна бути більше на 10 ... 20 ° С температури вузла тертя. Діапазон роботи традиційних пластичних мастильних матеріалів - від -30 ° С до +140 ° С. Температура каплепадения: літієвих мастил - + 170 ... + 200 ° С, комплексних кальцієвих і барієвих - +230 ... + 260 ° С. Верхній температурний межа працездатності літієвих мастил лежить в межах + 110 ... + 130 ° С, а комплексних кальцієвих - + 150 ... + 160 ° С.
2. консинстенции  характеризує ступінь жорсткості пластичних мастил. Її вимірюють стандартними пенетрометри, занурюючи в мастильний матеріал тарований конус. Глибина занурення (в сотих частках сантиметра) за 5 секунд при температурі +25 ° C називається числом пенетрации. Чим більше це число, тим менше консистентность мастила. Висока число пенетрації - мастило м'яка, низьке число - мастило жорстка. З підвищенням температури щільність пластичних мастил зменшується. Щоб встановити характер такої зміни, число пенетрації визначають при +25 ° С, +50 ° С, +75 ° С. Для роботи у вузлах тертя зі значними тепловими коливаннями вибирають матеріал з пологішій кривої пенетрации. Цей показник можна використовувати при оцінці однаковості різних партій мастила.
3. в'язкість  характеризує протягом мастила після порушення зв'язків в її структурному каркасі в результаті додатка критичного навантаження. В'язкість мастил залежить від температури і від умов перебігу, тобто швидкості деформації. З підвищенням температури і збільшенням швидкості деформації в'язкість мастил зменшується. Особливо чутлива в'язкість мастил до зміни швидкості деформації. В'язкість мастила визначає умови заправки в вузли тертя при низьких температурах, впливає на пускові та усталені моменти зсуву підшипників, характеризує прокачиваемость по мазепроводам.
4. наявність води  в мастилі призводить до корозії деталей вузлів тертя. Максимальна наявність води: в Кальцева змащеннях - не вище 4%, в натрієвих - не вище 0,5%, в захисних - наявність води не допускається.
5. испаряемость  визначається у відсотках випарується масла при заданій температурі в строго регламентований час. Втрата масла через випаровування призводить до відносного підвищення змісту загусника в мастилі і збільшення межі міцності, в'язкості, а також зміни інших експлуатаційних властивостей мастил.
6. водостійкість - здатність мастил не розчинятися у воді, не поглинати її з навколишнього середовища, не змиватися і не змінювати значно своїх властивостей при контакті з нею. Стандартного методу визначення водостійкості немає. При необхідності, в кожному окремому випадку в нормативно-технічну документацію записують певну методику (кип'ятіння в гарячій воді, змивання з обертового підшипника або пластини).
7. Несуча здатність  змазує плівки враховує критичну температуру руйнування змазує плівки, критичний тиск, пластифікуючі дію і адгезійні сили, антифрикційні та протизносні властивості, протизадирні і інші характеристики. Мастила в своєму складі містять поверхнево-активні речовини, тому їх мастильна здатність значно вище, ніж масла наповнювача. Несучу здатність, що змазує плівки мастил в граничному шарі оцінюють за результатами випробувань на тертя і знос, до числа яких належить і метод оцінки протизносних та протизадирних властивостей на четирехшаріковой машині тертя.
8. антикорозійні властивості  характеризують корозійний вплив мастила на метали. Визначають методом занурення металевих пластин в мастило, витримку в ній при заданій температурі з подальшим візуальним визначенням наявності на пластині слідів корозійного впливу. Поява корозійних плям на пластинах, значне їх потемніння, зміна кольору і зовнішнього вигляду мастила в зоні контакту з пластинами вказує на недостатню антикорозійну стабільність мастила.
9. Механічні домішки  при експлуатації пластичних мастильних матеріалів не допускаються.
10. Наявність кислот і лугів. Наявність кислот не допускається. Оптимальним є нейтральний склад. Луг (до 0,2%) в мастилі допускається для зв'язування кислот, що утворюються при експлуатації.

Типи пластичних мастил

кальцієві  (Солідоли) - вологостійкі, можуть містити до 4% вологи, мають хорошу механічну стабільність, мають низький коефіцієнт внутрішнього тертя, змішуючись з водою, не утворюють емульсії. Використовуються в умовах високої вологості при температурі -30 ... + 55 ° С. Розплавляючись, втрачають міститься в них воду, після охолодження не відновлюють свої фізико-хімічні властивості.

натрієві - чутливі до вологи, з'єднуючись з водою, утворюють емульсію і виділяють корозійні лугу і кислоти. Застосовуються при відсутності контакту з водою при температурі -30 ... + 150 ° С. Мають гарну олійністю, хорошими ущільнювальними властивостями і відновлюють свої характеристики після розплавлення.

Кальцієво-натрієві  - по вологостійкості і температурному діапазону займають проміжне місце. Вони ефективні для застосування в умовах невеликої вологості при температурі 0 ... + 110 ° С.

літієві  - в основі лежить літієве мило, яке має позитивні властивості кальцієвих і натрієвих мастил, але без їхніх недоліків. Мають хорошу жирність, відмінну температурну стійкість. Застосовуються при температурі -50 ... + 150 ° С при можливості проникнення води.

Мастила з синтетичними маслами  - в якості масла використовують поліальфаолефіни ефірних і силіконових масел, які відрізняє велика стійкість проти старіння, ніж у мінеральних масел. Загусники - літієве мило, бентоніт. Мають дуже малі втрати на тертя і працюють при температурі -70 ... + 150 ° С.

Короткий асортимент пластичних мастил наведено в.

  Таблиця 5.2 - Асортимент пластичних мастил

Присадки до пластичних мастил

антикорозійні  - використовують при роботі у вологому середовищі, при консервації і при зберіганні.

антиокислювальні  - уповільнюють окислення при високій температурі.

антизадирні  - сполуки фосфору, хлору і сірки підвищують несучу здатність мастильного шару, іноді негативно впливають на подшипниковую сталь.

Маркування пластичних мастил

Маркування пластичних мастил позначається буквами в наступному порядку:

1. Область застосування:
   • У - універсальна;
   • І - індустріальна;
   • П - прокатна;
   • А - автотракторна;
   • Ж - залізнична;
2. Найменування групи (для універсальних мастил):
   • Н - низькотемпературна;
   • З - среднеплавкая;
   • Т - тугоплавка;
3. Марка і специфічні властивості:
   • М - морозостійка;
   • В - вологостійка;
   • З - захисна;
   • К - канатна.

Приклади маркування:

• мастило УНЗ (універсальна, низкоплавкая, захисна);
• мастило УСС-1 (універсальна, среднеплавкая, синтетична).

Класифікація пластичних мастил.

Мастила класифікують за складом і призначенням. Так як визначальний вплив на структуру і властивості мастил надають загусники, тип згущувача покладено в основу класифікації мастил за складом. За типом загустителя масла підрозділяють на:

Мильні мастила.

Вуглеводневі мастила.

Мастила на неорганічних загустителях.

Мильні в залежності від складу загустителя діляться на

звичайні мильні мастила;

мастила на комплексних мильних загустителях (до складу загустителя входять солі низько- і високомолекулярних кислот);

мастила на змішаних мильних загустителях (до складу загустителя входять солі різних металів).

За типом катіона молекули мила мастила ділять на кальцієві, натрієві, літієві, барієві, алюмінієві і т.д.

За складом жирів виділяють мастила

на синтетичних жирах (фракції синтетичних жирних кислот, одержувані окисленням парафінів);

на природних жирах (як правило суміші гідрованих рослинних і тваринних жирів);

на технічних жирних кислотах (стеаринової, 12-оксистеаринової і т.п.).

За призначенням змащення ділять на:

антифрикційні - для зниження тертя і зносу деталей машин і механізмів;

консерваційні - для захисту металевих виробів від корозії;

ущільнювальні - для герметизації поверхонь, що труться, зазорів і щілин;

спеціальні - фрикційні, приробили, протиобледенілими і ін.

Антифрикційні (близько 70 марок, найбільша група). Застосовуються для змащування грубих і високонавантажених вузлів тертя транспортних засобів (підвісок ходових частин, ресор), гірничодобувного обладнання, різних вузлів індустріальних механізмів (конвеєрів, сільськогосподарських машин), підшипників, електродвигунів і т.д. До них відносяться солідол, Литол-24, Фіол-1, ЦИАТИМ-221 і ін.

Захисні, або консерваційні, мастила. Служать для запобігання металевих поверхонь від корозії, шкіряних виробів від висихання і гниття. Ці мастила наносять на металеві поверхні в нагрітому до 100-110 о С стані, а при розконсервації змивають органічним розчинником або гарячою водою. найбільш відомі представники - Мовіль, Мольвін-МЛ, використовувані для захисту від корозії внутрішніх важкодоступних поверхонь кузовів автомобілів.

Ущільнювальні мастила (14 марок) застосовують як ущільнювальної середовища в різьбових з'єднаннях, трубопровідної і запірної апаратури, в вузлах з'єднання вакуумних систем і т.д.

Канатні мастила - вологостійкі і нізкозастивающіе, розраховані для роботи при -50 ° С, використовувані для просочення сердечників силових сталевих канатів, а також при їх виготовленні і експлуатації в гірничодобувному і підйомно-транспортному обладнанні.

Також серед антифрикційних розглядаються:

автомобільні мастила (Літин-2; АМ-карданна; Литол 459/5; ЛСЦ-15 та ін.);

залізничні мастила (ЛЗ-ЦНИИ; РРВ; кулісним ЖК; ЦНДІ-КЗ; ЗТ-72 та ін.);

морські мастила (АМС-1; АМС-3; МС-70; МКС-3А; МЗ);

авіаційні мастила (Ера; АТЛАНТА; Сапфір; СЕДА; Свінцоль-01; НК-50; № 9);

індустріальні мастила (Униол-2М / 2; ІП-1 (Л, З); ЛКС-2 і т.п.);

бурові мастила (Долотол Н; Долотол АУ; Долотол НУ; Геол-1; Пластол);

Електроконтактні мастила (ВНИИНП-248, 502; Електра).

Велика частина мастил як за асортиментом, так і за обсягами виробництв відноситься до перших двох груп. для приготування антифрикційних мастил застосовують в основному мильні загусники, для консерваційних - вуглеводневі. З точки зору застосування пластичні мастила найбільш ефективні при високих температурах і контактних навантаженнях, в вузлах тертя, що працюють періодично або з частою зміною напрямку руху. Мастила добре герметизують вузли тертя, при їх використанні знижуються витрати на мастильні матеріали та обслуговування механізмів.

Також існує класифікація за консистенцією. За консистенцією мастила поділяють на пластичні, напіврідкі і тверді. Пластичні й напіврідкі мастила є колоїдні системи, що складаються з дисперсійного середовища, дисперсної фази, а також присадок і добавок. Тверді мастила до затвердіння є суспензіями, дисперсійним середовищем в яких є смола або інше сполучна речовина і розчинник, а загустителем - дисульфід молібдену, графіт, технічний вуглець і т.п. Після затвердіння (випаровування розчинника) тверді мастила є золі, що володіють всіма властивостями твердих тіл і характеризуються низьким коефіцієнтом сухого тертя.

За кордоном широко використовують класифікацію мастил по пенетрації.

Вибір мила: при інших рівних умовах найбільші волокна характерні для натрієвих мастил (до 80 мкм), короткі - для літієвих (2 мкм) і кальцієвих (1-3 мкм). Дисперсна фаза алюмінієвих мастил утворена аморфними мікросферичних частинками менше 0,1 мкм.

Для міцелло- і структуроутворення важливим фактором є температура: колоїдно-хімічні процеси у виробництві мастил відбуваються при безперервно змінюється температурі і повністю не закінчуються після завершення їх приготування (при охолодженні до 30-40 о С). Тому необхідно здійснювати "дозрівання" мастил протягом 1-2 днів при спокої і кімнатній температурі. проте для багатьох мастил рівноважний стан не досягається і вони змінюють з часом властивості.

© Михайло Ожерельев

В автомобілі є досить багато вузлів, де для поділу труться  використовуються густі мазеподібні продукти, звані пластичними мастилами. Про них і піде мова.

Пластичні мастила використовують для зменшення тертя і зносу вузлів, в яких створювати примусову циркуляцію масла недоцільно або неможливо. Наприклад, колісні і шкворневі підшипники, шарніри рульового управління і підвіски, карданні та шліцьові з'єднання і т.д. Раніше цей список був досить великий, а сьогодні ми бачимо, що в автомобілі частка пластичних мастил серед інших експлуатаційних матеріалів зменшується. Причина тому - застосування необслуговуваних вузлів на основі інноваційних конструкційних матеріалів (наприклад, заміна пари тертя «втулка-палець» на шарнір з високомолекулярної гуми). Однак там, де використання мазеобразную продуктів немає альтернативи, до них сьогодні пред'являються найсуворіші вимоги, в тому числі і екологічного характеру. Найчастіше відбувається так, що для кожного конкретного вузла, будь то сідельно-зчіпний пристрій або шарніри підвіски кабіни, рекомендується лише певна марка експлуатаційного матеріалу. Як вибрати правильний продукт? У цьому нам і належить розібратися.

І тверді, і рідкі

© Михайло Ожерельев

Пластичні мастила по консистенції займають проміжне положення між рідкими маслами і твердими мастильними матеріалами (графіту, наприклад). При невисокій температурі і відсутності навантаження мастило зберігає форму, надану їй раніше, а при нагріванні і під навантаженням починає слабо текти - настільки слабо, що зони тертя не покидає і через ущільнення не просочується.

© Михайло Ожерельев

Основні функції пластичних мастил не відрізняються від тих, що покладаються на рідкі масла. Все те ж саме: зниження зносу, запобігання задирів, захист від корозії. Специфіка лише в області застосування: придатність для змазування сильно зношених пар тертя; можливість використання в негерметизованих і навіть у відкритих вузлах, де є вимушений контакт з вологою, пилом або агресивними середовищами; здатність міцно триматися на змащуваних поверхнях. Дуже важливою властивістю пластичних мастил є тривалий термін експлуатації. Деякі сучасні продукти практично не змінюють своїх показників якості за весь період роботи в вузлі тертя і тому можуть закладатися одноразово, при складанні.

Якщо говорити про загальні недоліки мазеобразную субстанцій, то в першу чергу слід звернути увагу на відсутність охолодження (відводу теплоти) і виносу продуктів зносу із зони тертя. До слова, можливо тому деякі автовиробники, розробляючи такі вузли, як, наприклад, колісні маточини, нерідко віддають перевагу трансмісійних масел.

© Михайло Ожерельев

Найпростіша пластичне мастило складається з двох компонентів: масляної основи (мінеральної або синтетичної) і згущувача, під дією яких масло стає малорухливим. Загущувач - каркас мастила. Спрощено його можна порівняти з поролоном, що утримує своїми осередками рідина. Найчастіше в якості згущувача, зміст якого може становити від 5 до 30% від маси продукту, використовують кальцієві, літієві або натрієві мила (солі вищих жирних кислот). Найбільш дешеві кальцієві мастила, одержувані загущенням індустріальних мінеральних масел кальцієвими милами, - солідоли. Колись вони були настільки загальновживаними, що слово «солідол» стало повсякденним позначенням пластичного мастила взагалі, хоча це не зовсім коректно. Солідоли не розчиняються у воді і мають дуже високими протизносними діями, проте нормально функціонують лише в вузлах з робочою температурою до 50-65 ° С, що дуже обмежує їх застосування в сучасних автомобілях. А найбільш універсальні літолом - мастила, отримані загущення нафтових і синтетичних масел літієвими милами. Вони мають дуже високу температуру каплепадения (близько +200 ° С), виключно вологостійкі і працездатні практично в будь-яких навантажень і теплових режимах, що дозволяє використовувати їх практично всюди, де потрібно пластичне мастило.

© Михайло Ожерельев

Також в якості згущувача можуть застосовуватися вуглеводні (парафін, церезин, вазелін) або неорганічні сполуки (глини, силикагели). Глиняний загущувач, на відміну від мильної, що не розм'якшується при високих температурах, тому його часто можна знайти в складі тугоплавких мастил. А ось вуглеводневі загусники використовуються в основному для виробництва консерваційних матеріалів, оскільки їх температура плавлення не перевищує 65 ° С.

Крім основи і згущувача до складу мастила включають присадки, наповнювачі і модифікатори структури. Присадки практично ті ж, що використовуються в товарних маслах (моторних і трансмісійних), вони представляють собою маслорастворімих поверхнево-активні речовини та складають 0,1-5% від маси мастила. Особливе місце в пакеті присадок займають адгезійні, тобто клейкі компоненти - вони підсилюють дію загустителя і підвищують здатність мастила триматися на металі. Щоб підстрахувати роботу мастила в граничному тепловому і нагрузочном режимі, іноді в неї вводять тверді і нерозчинні в маслі наповнювачі - як правило, дісульфіт молібдену і графіт. Такі добавки зазвичай надають мастилі специфічний колір, наприклад, сріблясто-чорний (дісульфіт молібдену), синій (фталоціанід міді), чорний (вуглець-графіт).

© Михайло Ожерельев

Властивості і стандарти

Область застосування змащення визначається великим набором показників, серед яких межа міцності при зсуві, механічна стабільність, температура каплепадения, термічна стабільність, водостійкість і т.п. Але роль найбільш важливих характеристик відводиться температурі каплепадения і рівню пенетрации. По суті, саме ця пара є вихідним параметром для оцінки мастила.

Температура каплепадения показує, до яких меж можна нагріти мастило, щоб вона не перетворилася в рідину і, отже, не втратила своїх властивостей. Вимірюють її дуже просто: шматочок мастила певної маси нагрівають рівномірно з усіх боків, плавно підвищуючи температуру до тих пір, поки з нього не впаде перша крапля. Кордон каплепадения мастила повинна бути на 10-20 градусів вище максимальної температури нагріву вузла, в якому вона використовується.

© Михайло Ожерельев

Термін «пенетрація» (проникнення) своєю появою зобов'язаний методу вимірювання - показник густоти напіврідких тел визначається в приладі, званому пенетрометри. Для оцінки консистенції металевий конус стандартного розміру і форми під власною вагою протягом 5 з занурюють в мастило, нагріту до температури 25 ° С. Чим м'якше мастило, тим глибше увійде в неї конус і тим вище її пенетрація, і навпаки, більш тверді мастила характеризуються меншим числом пенетрации. До слова, подібні тести використовуються не тільки при виробництві мастил, а й в лакофарбовому бізнесі.

© Михайло Ожерельев

Тепер про стандарти. Відповідно до загальноприйнятої класифікації мастила прийнято розрізняти по області застосування і густоті. Відповідно до областю застосування мастила діляться на чотири групи: антифрикційні, консерваційні, ущільнювальні і канатні. Перша група розділена на підгрупи: мастила загального призначення, багатоцільові мастила, термостійкі, низькотемпературні, хімічно стійкі, приладові, автомобільні, авіаційні. Стосовно до транспортній сфері найбільшого поширення набули антифрикційні мастила: багатоцільові (Литол-24, Фіол-2У, Зімол, Літа) і спеціальні автомобільні (ЛСЦ-15, Фіол-2У, ШРУС-4).

© Михайло Ожерельев

Щоб розрізняти продукти по консистенції, у всьому світі використовується американська класифікація NLGI (National lubricating Grease Institute), яка ділить мастила на 9 класів. Критерієм поділу є рівень пенетрації. Чим вище клас, тим густіше продукт. Пластичні мастила, які використовуються в автомобілях, частіше ставляться до другого, рідше - до першого класу. Для напіврідких продуктів, рекомендованих до використання в системах централізованого змащування, виділено два відокремлених класу. Вони позначаються кодами 00 і 000.

© Михайло Ожерельев

Раніше в нашій країні найменування мастил встановлювали довільно. В результаті одні мастила отримали словесне назва (Солідол-С), інші - номерний (№158), треті - позначення створив їх установи (ЦИАТИМ-201, ВНИИНП-242). У 1979 році був введений ГОСТ 23258-78, згідно з яким найменування мастила повинно складатися з одного слова і буквено-цифрового індексу (для різних модифікацій). Вітчизняні нафтохіміків цього правила дотримуються і сьогодні. Що ж стосується імпортної продукції, то за кордоном в даний час відсутня єдина для всіх виробників класифікація за експлуатаційними показниками. Більшість європейських виробників керуються німецьким стандартом DIN-51 №502, який встановлює позначення пластичних мастил, що відображає відразу кілька характеристик: призначення, тип базового масла, набір присадок, клас NLGI і діапазон робочих температур. Наприклад, позначення K PHC 2 N-40 говорить про те, що дана пластичне мастило призначена для змащування підшипників ковзання і кочення (літера К), містить в своєму складі протизносні і протизадирні присадки (Р), проведена на базі синтетичного масла (НС) і відноситься до другого класу консистенції по NLGI (цифра 2). Максимальна температура застосування такого продукту становить +140 ° С (N), а нижній експлуатаційний межа обмежений планкою -40 ° С.

© Михайло Ожерельев

Деякі світові виробники застосовують свої власні структури позначень. Скажімо, система позначення пластичних мастил Shell має наступну структуру: марка - «суфікс 1» - «суфікс 2» -
  клас NLGI. Наприклад, продукт Shell Retinax HDX2 розшифровується як мастило з дуже високими експлуатаційними характеристиками для агрегатів, що працюють в надзвичайно важких умовах (HD), що містить дісульфіт молібдену (X) і відноситься до другого класу консистенції NLGI.

Часто на етикетках зарубіжних продуктів присутня відразу два позначення: власна маркування та код за стандартом DIN. За аналогією з рідкими маслами найбільш повні вимоги до експлуатаційних матеріалів відображаються в специфікаціях автовиробників або виробників компонентів (Willy Vogel, British Timken, SKF). Номери відповідних допусків також наносяться на етикетку мастильного матеріалу поруч з позначенням його експлуатаційних властивостей, але основна інформація про рекомендованих до застосування продуктах і терміни їх заміни міститься в керівництві по обслуговуванню транспортного засобу.

© Михайло Ожерельев

Мастила різних виробників (навіть однакового призначення) змішувати не можна, так як вони можуть містити різні за хімічним складом присадки і інші компоненти. Також не можна змішувати продукти з різними загустителями. Наприклад, при змішуванні літевой мастила (Литол-24) з кальцієвої (солідол) суміш отримує найгірші експлуатаційні властивості. З пропонованих на ринку автомобільних пластичних мастил найдоцільніше вибирати ті, які рекомендовані виробником автомобіля.