Kiinteät teknologiset voiteluaineet ovat voiteluaineita [1] , joita käytetään metallien työstöön. Niitä käytetään sorvauksessa , porauksessa , kierteittämisessä, upotuksessa, kalvauksessa, hionnassa hyvin työstettävien materiaalien ja vaikeasti työstettävien materiaalien ( ruostumaton teräs , titaani , titaaniseokset, kupari ja alumiiniseokset).
Leikkausprosessin aikana tapahtuvat plastiset muodonmuutokset ja kitka aiheuttavat korkeita paineita ja lämpötiloja työkappaleen ja leikkaustyökalun kosketusalueella. Voitelu-jäähdytysteknologiset keinot ( LUTS ) auttavat vähentämään lämmön muodostumista (helpottamalla lastunmuodostusprosessia ja vähentämällä kitkaa), imevät ja poistavat osan vapautuvasta lämmöstä ja alentavat siten leikkauslämpötilaa. Tähän on tarpeen lisätä LUTS :n pesuvaikutus lastujen ja erilaisten hiukkasten poistamisessa leikkausvyöhykkeeltä. COTS jaetaan seuraaviin ryhmiin: jäähdytyskaasut; leikkausnesteet ( jäähdytysneste ); muovi voiteluaineet; kiinteät teknologiset voiteluaineet .
Joissakin tapauksissa jäähdytysnesteen käyttö on vaikeaa, mahdotonta hyväksyä tai se ei anna vaadittua teknistä vaikutusta. Tällaisissa tapauksissa käytetään kiinteitä teknisiä voiteluaineita.
Kiinteitä teknisiä voiteluaineita käytetään seuraavissa tapauksissa:
- visuaalista valvontaa vaativassa käsittelyssä (pienten reikien käsittely);
- leikattaessa kierteitä metalleihin, jotka ovat alttiita voimakkaalle kiinnittymiselle leikkuutyökaluun;
– kun käsitellään titaania ja ruostumattomia teräksiä ja metalliseoksia;
- muovin ja keramiikan jalostuksessa;
- hiottaessa petoja ympyrän päätypinnalla, hammaspyörähionta levypyörillä, terätyökalun teroitus;
- kun käsitellään halkeilemaan alttiita metalleja ja metalliseoksia.
Kiinteiden teknisten voiteluaineiden koostumus sisältää erityisiä kulumisenestoaineita, lisäaineita ja täyteaineita, jotka vähentävät kitkaa ja lämpötilaa leikkausvyöhykkeellä, mikä mahdollistaa useita kertoja pidentää työkalun käyttöikää ja parantaa työstetyn pinnan laatua.
Kiinteiden teknisten voiteluaineiden käyttö on kymmenen kertaa taloudellisempaa kuin perinteiset voiteluaineet, koska voiteluaineen vähimmäismäärä on optimaalinen tiukasti määritellyssä paikassa.
Kiinteät teknologiset voiteluaineet levitetään koskettamalla leikkuutyökaluun ennen käsittelyä, myöhempiä levityksiä tehdään tarpeen mukaan. [2]
Boeing Aerospace Corporation on johtava teknisten kiinteiden voiteluaineiden kehittäjä ja soveltaja . Yhtiö valmistaa kiinteitä teknologisia voiteluaineita omiin tarpeisiinsa ja myytäväksi eri kuluttajille.
Yrityksen asiantuntijat muotoilivat kiinteiden teknisten voiteluaineiden käytön periaatteen - " Ajan ja rahan säästäminen, ympäristövastuullisuus " .
IVY -maiden alueella laitosten ja yliopistojen tutkijat suorittivat koostumusten kehittämistä ja metallityöstön kiinteiden teknisten voiteluaineiden tutkimusta. L. V. Khudobin antoi suuren tieteellisen panoksen kiinteiden voiteluaineiden tutkimukseen ja kehittämiseen.
Kiinteät teknologiset voiteluaineet, kuten useimmat 1900-luvun keksinnöt, ovat astronautiikan ja uusien energia-alueiden tieteellisen tutkimuksen tulosta.
Viime vuosisadan toisella puoliskolla ilmaantui ydinenergia, ihminen asettui stratosfääriin, tuli lähelle maapalloa ja planeettojen välistä tilaa. Kitkan alalla ilmaantui ongelmia, joita ei voitu ratkaista perinteisillä menetelmillä. Esimerkiksi kitka avaruudessa tapahtuu tyhjiössä, lämpötiloissa -150 °C - +180 °C, säteilyn, ionisuihkujen ja raskaiden hiukkasten sekä muiden epäsuotuisten tekijöiden vaikutuksesta. Tällaisissa olosuhteissa voiteluaine haihtuu tai jäätyy, adsorboituneet rajakalvot ja oksidit tuhoutuvat ja kosketuksissa olevat metallipinnat takertuvat. On ollut monia tapauksia, joissa laitteisto on epäonnistunut tällaisen takavarikoinnin vuoksi. Lisääntynyt kitka laskuvarjosäiliössä päättyi kosmonautti V. M. Komarovin kuolemaan (1967), ja Sojuz-10:n telakointi Saljutiin (1970) epäonnistui kosketinkokoonpanon kaatumisen vuoksi. American Voyager 2:n (1981) alustan vikaantuminen johtui vaihteiston voitelupinnoitteen tuhoutumisesta. Samanlaisia vikoja esiintyi eurooppalaisissa satelliiteissa: Insat 1 (1982), TVsat 1 (1987), TSS (1992), ETS (1995), Galileo (1989), Magellan (1990). ). ISS:llä (1998) telakointiasema epäonnistui saranoiden takertumisen vuoksi. Japanilainen avaruusohjelma on menettänyt tällä vuosisadalla jo kolme kantorakettia moottorin laakerien virheellisen suunnittelun vuoksi.
Avaruudessa syntyneiden ongelmien ratkaisemiseksi S. P. Korolevin aloitteesta Neuvostoliiton tiedeakatemiaan perustettiin kitka- ja voiteluneuvosto, jonka ensimmäinen puheenjohtaja oli akateemikko A. Yu. Ishlinsky, ensimmäisen kuun suunnittelija. mönkijä. Kokonainen ohjelma käynnistettiin kitkan tutkimiseksi äärimmäisissä olosuhteissa.
Tutkijoiden huomio kääntyi kiinteisiin voiteluaineisiin. Grafiitin voitelukykyä on käytetty pitkään sähkökoneiden harjoissa. Kuitenkin, jopa luotaessa lentokoneita suurille korkeuksille, havaittiin, että grafiitti menettää tämän ominaisuuden harvinaisessa ilmakehässä eikä voi toimia tyhjiössä. Grafiitin kitkamekanismi ei liity pelkästään sen rakenteeseen, vaan myös kykyyn pitää polaarisia molekyylejä pinnalla. Ilmassa aina olevat vesimolekyylit adsorboituvat grafiittihiutaleisiin, mikä mahdollistaa helpon suhteellisen liukumisen. Siksi grafiitin kitkakerroin metalleihin kosteassa ilmassa on 0,03-0,05 ja inerttien kaasujen tyhjiössä tai kuivassa ilmakehässä - 0,3-0,4.
Arvokas löytö avaruusteknologialle oli molybdeenidisulfidi , joka on tehokas tyhjiössä 1100 °C:seen asti. Totta, kosteassa ilmakehässä tapahtuu reaktio 2MoS 2 + 9O 2 + 4H 2 O \u003d 2MoO 3 + 4H 2 SO 4 . MoO 3 :n kitkakerroin on 0,6, se on paljon kovempaa kuin MoS 2 , alkaa kitkapinnan intensiivinen hankaava kuluminen sekä rikkihapon vaikutus. Mutta avaruuden tyhjiössä ei ole vettä, ja MoS 2 :n näissä olosuhteissa teräksen kitkakerroin on 0,02-0,04. Erittäin suuri kantavuus (jopa 2800 MPa), korkea säteilynkestävyys ja lämmönjohtavuus, kitkanesto-ominaisuuksien säilyminen tyhjiössä 800 °C:n lämpötiloissa ovat tehneet molybdeenidisulfidista yhden avaruusteknologian kitkayksiköiden päämateriaaleista.
Molybdeenidisulfidin lisäksi kitkaa vähentäviä ominaisuuksia osoittavat myös muut tulenkestävien metallien dikalkogenidit ( selenidit , sulfidit ja telluridit ) - volframi, molybdeeni, niobium, titaani ja tantaali. Volframidisulfidi WS 2 on vieläkin lämpöstabiilimpi ilmassa ja muodostaa pinnalle kalvon, jonka kantavuus on kolminkertainen ja kestää erittäin hyvin aggressiivisia aineita. Tyhjiössä se toimii yli 1300 °C lämpötiloissa ja sen kitkakerroin on alle 0,05. Mutta se maksaa myös useita kertoja enemmän.
Jatkuva tieteellinen tutkimus nanoteknologian alalla mahdollistaa kiinteiden teknisten voiteluaineiden koostumuksen parantamisen, mikä lisää niiden käytön vaikutusta.
Kiinteiden teknisten voiteluaineiden täyteaineena voidaan käyttää TU 38.101507-79:n mukaista öljyseresiiniä, GOST 23683-89:n mukaista parafiinihappoa ja GOST 6484-96:n mukaista steariinihappoa .
Pääkomponenttina käytetään erityisiä resursseja palauttavia aineita ja kulumisenestoaineita. Kiinteiden teknisten voiteluaineiden komponenttien pitoisuuden raja-arvot valitaan kokeellisten tietojen mukaan. [3]
2. Korvataan linkki Khudobin L.V. ... aiheeseen liittymättömänä tekstillä Braithwaite E.R. Kiinteät voiteluaineet ja kitkaa estävät pinnoitteet. M., Chemistry, 1967, 320 s.
Luokka: Materiaalit