Los lubricantes tecnológicos sólidos son lubricantes [1] utilizados para el mecanizado de metales. Se utilizan en torneado , taladrado , roscado, avellanado, escariado, rectificado de materiales con buena maquinabilidad y materiales difíciles de maquinar ( acero inoxidable , titanio , aleaciones de titanio, aleaciones de cobre y aluminio).
Las deformaciones plásticas y la fricción que se producen durante el proceso de corte provocan altas presiones y temperaturas en la zona de contacto de la pieza de trabajo y la herramienta de corte. Los medios tecnológicos de lubricación-refrigeración ( LUTS ) ayudan a reducir la generación de calor (al facilitar el proceso de formación de viruta y reducir la fricción), absorben y eliminan parte del calor liberado, reduciendo así la temperatura de corte. A esto hay que sumarle el efecto de lavado de los LUTS al retirar virutas y partículas de diversa índole de la zona de corte. Los COTS se dividen en los siguientes grupos: gases refrigerantes; fluidos de corte ( refrigerante ); lubricantes plásticos; lubricantes tecnológicos sólidos .
En algunos casos, el uso de refrigerante es difícil, inaceptable o no proporciona el efecto tecnológico requerido. En tales casos, se utilizan lubricantes tecnológicos sólidos.
Los lubricantes tecnológicos sólidos se utilizan en los siguientes casos:
- cuando el procesamiento requiere control visual (procesamiento de pequeños agujeros);
- al cortar roscas en metales propensos a una fuerte adherencia a la herramienta de corte;
– al procesar titanio y aceros inoxidables y aleaciones;
- en el procesamiento de plásticos y cerámicas;
- al rectificar las camas con la cara final del círculo, rectificar engranajes con ruedas de disco, afilar la herramienta de cuchilla;
- al procesar metales y aleaciones propensas a agrietarse.
La composición de los lubricantes tecnológicos sólidos incluye modificadores especiales antidesgaste, aditivos y rellenos que reducen la fricción y la temperatura en la zona de corte, lo que permite aumentar varias veces la vida útil de la herramienta y mejorar la calidad de la superficie mecanizada.
El uso de lubricantes tecnológicos sólidos es diez veces más económico que los lubricantes tradicionales, debido a la concentración óptima de la mínima cantidad de lubricante en un lugar estrictamente definido.
Los lubricantes tecnológicos sólidos se aplican al tacto a la herramienta de corte antes del procesamiento, las aplicaciones posteriores se realizan según sea necesario. [2]
Boeing Aerospace Corporation es líder en el desarrollo y aplicación de lubricantes sólidos tecnológicos . La corporación produce lubricantes tecnológicos sólidos para sus propias necesidades y para la venta a diversos consumidores.
Los especialistas de la empresa formularon el principio de utilizar lubricantes tecnológicos sólidos - " Ahorro de tiempo y dinero, siendo responsable con el medio ambiente " .
En el territorio de los países de la CEI , investigadores de institutos y universidades llevaron a cabo el desarrollo de composiciones y el estudio de lubricantes tecnológicos sólidos para la metalurgia. L. V. Khudobin hizo una gran contribución científica a la investigación y desarrollo de lubricantes sólidos.
Los lubricantes tecnológicos sólidos, como la mayoría de los inventos del siglo XX, son producto de la investigación científica en el campo de la astronáutica y las nuevas áreas de la energía.
En la segunda mitad del siglo pasado, apareció la energía nuclear, el hombre se instaló en la estratosfera, ingresó al espacio cercano a la Tierra e interplanetario. Aparecieron problemas en el campo de la fricción, que no podían resolverse por métodos convencionales. Por ejemplo, la fricción en el espacio ocurre en el vacío, a temperaturas de -150 °C a +180 °C, bajo la influencia de radiación, haces de iones y partículas pesadas, y otros factores desfavorables. En tales condiciones, el lubricante se evapora o se congela, las películas límite adsorbidas y los óxidos se destruyen y las superficies metálicas en contacto se agarrotan. Ha habido muchos casos de fallas en los equipos debido a tal incautación. El aumento de la fricción en el contenedor del paracaídas terminó con la muerte del cosmonauta V. M. Komarov (1967), y el acoplamiento de Soyuz-10 con Salyut (1970) fracasó debido a la incautación del conjunto de contacto. La falla de la plataforma del American Voyager 2 (1981) ocurrió por la destrucción del revestimiento lubricante en el tren de engranajes. Fallos similares ocurrieron en satélites europeos: Insat 1 (1982), TVsat 1 (1987), TSS (1992), ETS (1995), Galileo (1989), Magellan (1990). En la ISS (1998), la estación de acoplamiento falló debido a la incautación de las bisagras. El programa espacial japonés ya ha perdido tres vehículos de lanzamiento en este siglo debido al diseño incorrecto de los cojinetes del motor.
Para resolver los problemas que surgieron en el espacio, por iniciativa de S.P. Korolev , se creó el Consejo de Fricción y Lubricación en la Academia de Ciencias de la URSS, cuyo primer presidente fue el académico A.Yu.Ishlinsky, el diseñador de la primera luna. vagabundo. Se puso en marcha todo un programa para estudiar la fricción en condiciones extremas.
La atención de los investigadores se centró en los lubricantes sólidos. La lubricidad del grafito se ha utilizado durante mucho tiempo en las escobillas de las máquinas eléctricas. Sin embargo, incluso al crear aviones para grandes altitudes, se descubrió que el grafito pierde esta propiedad en una atmósfera enrarecida y no puede funcionar en el vacío. El mecanismo de fricción del grafito está asociado no solo con su estructura, sino también con la capacidad de mantener moléculas polares en la superficie. Las moléculas de agua siempre contenidas en el aire se adsorben en las escamas de grafito, proporcionando un deslizamiento relativamente fácil. Por lo tanto, el coeficiente de fricción del grafito sobre los metales en aire húmedo es de 0,03 a 0,05, y en el vacío o en una atmósfera seca de gases inertes, de 0,3 a 0,4.
Un hallazgo valioso para la tecnología espacial fue el disulfuro de molibdeno , que es eficiente en vacío hasta 1100 °C. Es cierto que en una atmósfera húmeda tiene lugar la reacción 2MoS 2 + 9O 2 + 4H 2 O \u003d 2MoO 3 + 4H 2 SO 4 . Para el MoO 3 , el coeficiente de fricción es de 0,6, es mucho más duro que el MoS 2 , comienza un intenso desgaste abrasivo de la superficie de fricción, más la acción del ácido sulfúrico. Pero no hay agua en el vacío del espacio, y MoS 2 en estas condiciones muestra un coeficiente de fricción sobre el acero de 0,02-0,04. La capacidad de carga muy alta (hasta 2800 MPa), la alta resistencia a la radiación y la conductividad térmica, la conservación de las propiedades antifricción en el vacío hasta temperaturas de 800 °C han hecho del disulfuro de molibdeno uno de los principales materiales para las unidades de fricción de la tecnología espacial.
Además del disulfuro de molibdeno, otros dicalcogenuros ( seleniuros , sulfuros y telururos ) de metales refractarios también exhiben propiedades antifricción: tungsteno, molibdeno, niobio, titanio y tantalio. El disulfuro de tungsteno WS 2 es aún más estable térmicamente en el aire y forma una película en la superficie con una capacidad de carga tres veces mayor y es extremadamente resistente a los medios agresivos. En vacío, es operable hasta temperaturas superiores a 1300 °C y proporciona un coeficiente de fricción por debajo de 0,05. Pero también cuesta varias veces más.
La investigación científica en curso en el campo de la nanotecnología permite mejorar la composición de los lubricantes tecnológicos sólidos, aumentando así el efecto de su uso.
La ceresina de petróleo según TU 38.101507-79, el ácido parafínico según GOST 23683-89 y el ácido esteárico según GOST 6484-96 se pueden utilizar como relleno en lubricantes tecnológicos sólidos .
Como componente principal, se utilizan sustancias especiales de restauración de recursos y modificadores antidesgaste. Los valores límite del contenido de los componentes de los lubricantes tecnológicos sólidos se seleccionan de acuerdo con los datos experimentales. [3]
2. Reemplazo del enlace Khudobin L.V. ... como no relevante para el tema con Braithwaite E.R. Lubricantes sólidos y recubrimientos antifricción. M., Química, 1967, 320 p.
Categoría: Materiales