Что такое антифрикционное покрытие и в чем его преимущество перед пластичными смазками?

Рассмотрим преимущества антифрикционных покрытий Molykote и приведем типичные примеры их применения.

Антифрикционные покрытия (АФП) – это смазочные материалы, подобные краскам, но содержащие вместо красящего пигмента высокодисперсные частицы твердых смазочных веществ, равномерно распределенные в смеси связующих веществ и растворителей.

Твердые смазки обладают стабильным низким коэффициентом трения и обеспечивают смазочный эффект. 

- для высоких нагрузок – дисульфид молибдена MoS2 и/или поляризованный графит;
- для средних нагрузок – политетрафторэтилен (PTFE или ПТФЭ) и/или другие полимеры.

Связующие элементы обеспечивают адгезию к субстрату, химическую стойкость и защиту от коррозии. В качестве связующих используют эпоксидные смолы, титанаты, полиуретаны, акриловые, фенольные, полиамид-имидные и специальные компоненты.

При использовании органических связующих элементов термостойкость антифрикционных покрытий достигает +250° С, а неорганические системы позволяют покрытиям работать  при экстремально высоких температурах - вплоть до +600° С.

Растворители предназначены для переноса и распределения твердых смазок и связующих на субстрате, а также для обеспечения нужной вязкости антифрикционного покрытия путем разбавления перед нанесением.

Для улучшения необходимых свойств, а также для модификации и придания  антифрикционным покрытиям новых свойств в них добавляют присадки.

Антифрикционные покрытия наносятся на поверхность с помощью обычных технологий окрашивания, таких как распыление, трафаретная печать, окунание, нанесение кистью. После нанесения покрытия и сушки растворитель испаряется, а связующие вещества полимеризуются и обеспечивают надежное сцепление с основой. Выбор конкретного способа нанесения антифрикционных покрытий зависит от геометрии покрываемых деталей и желаемого результата с точки зрения равномерности и долговечности покрытий.

При нанесении покрытия на одну из деталей пары трения в процессе работы происходит частичный перенос твердых смазок на сопряженную поверхность. Таким образом, в процессе трения под нагрузкой формируются плотные и очень гладкие антифрикционные пленки, закрывающие неровности материала основы. В результате при работе пары трения скорость изнашивания покрытия сводится к минимуму.

Эти процессы иллюстрирует фотография, полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа при увеличении 1000 раз. На левой части показано покрытие сразу после отверждения, а на правой – после приработки и формирования гладкой пленки из твердых смазок.

Преимущества антифрикционных покрытий перед жидкими, пластичными и сухими смазками

Применение антифрикционных покрытий на сегодняшний день является самым перспективным способом решения многих проблем, связанных с потерями на трение в движущихся узлах.

В отличие от сухих смазок в виде натертых пленок частицы твердых веществ антифрикционных покрытий прочно удерживаются на поверхности с помощью связующего компонента.

По сравнению с применением традиционных смазочных материалов – пластичных и жидких смазок – антифрикционные покрытия имеют ряд преимуществ.

После нанесения антифрикционного покрытия образовавшаяся тонкая сухая смазочная пленка предотвращает налипание абразивной пыли и грязи на поверхность.

Благодаря тому, что твердые смазочные вещества удерживаются на поверхности связующими, антифрикционные покрытия в большинстве случаев обеспечивают смазку на весь срок службы. Сухие смазки в составе АФП обладают исключительной термической стабильностью и химической инертностью, стойкостью к окислению и влаге.  Они не стареют и не испаряются, способны эффективно работать в условиях радиации и вакуума даже после продолжительного простоя узла.

Толщина покрытия легко контролируется и может составлять от 5 до 20 мкм, что практически не влияет на исходную точность размеров детали. Возможно локальное нанесение антифрикционных покрытий на определенные участки поверхности. Обладая высокими противоизносными и антикоррозионными свойствами, АФП могут заменить хромирование, цинкование и другие виды обработки.

Типичные применения АФП Molykote

Линейка продуктов Molykote включает антифрикционные покрытия на основе различных видов твердых смазок, в том числе дисульфида молибдена, графита, политетрафторэтилена, а также специальных композиций.

Связующее вещество в составе покрытия определяет его защитные свойства, химическую стойкость, а также тип отверждения (температуру полимеризации).

При выборе конкретного антифрикционного покрытия Molykote необходимо учитывать конструкцию узла трения, условия его работы и желаемый способ нанесения смазочного материала.

Антифрикционные покрытия Molykote способны работать при температурах от  -200° С до +450° С. Это позволяет предлагать решения для самых различных, в том числе экстремальных условий

Сравнение основных видов твердых смазок

Результаты испытаний антифрикционных покрытий Molykote показали их способность снижать трение до минимальных значений

При применении покрытий на основе дисульфида молибдена коэффициент трения с ростом нагрузки снижается и стабилизируется на значении несколько сотых. Такое трение без применения антифрикционных покрытий возможно только в режиме жидкостной смазки, когда движущиеся поверхности полностью разделены слоем масла и не контактируют напрямую друг с другом.

Другие характеристики  антифрикционных покрытий также значительно различаются в зависимости от имеющихся в составе сухих смазок.