Mazive masti

Masti su polutečna ili polučvrsta maziva (tribološka sredstva) koja se koriste za podmazivanje delova mehaničkih sistema gde ulja, kao tečna maziva, iz tehničkih ili ekonomskih razloga, ne zadovoljavaju. Zbog svoje konzistencije i adhezivnih osobina, masti se bolje i duže zadržavaju na površinama elemenata mehaničkih sistema. Proizvode se od baznih ulja, ugušćivača i aditiva.

Mazive masti moraju da zadovolje sledeće funkcije:

podmazivanje
zaštita od korozije
zaptivanje radi sprečavanja ulaska nečistoća i vode
kompatibilnost sa zaptivkama i drugim konstrukcionim materijalima

Pored toga moraju da održe stabilnu strukturu i tvrdoću tokom rada, ili u hladnim vremenskim uslovima. Prema međunarodnom standardu ISO 6743-9 izvršena je podela mazivih masti ISO L-X koja se zasniva na uslovima rada u kojima se koristi mast, tabela 5.163.

Označavanje mazivih masti prema ISO standardu

ISO	L	X	Oznaka 1	Oznaka 2	Oznaka 3	Oznaka 4	Oznaka 5
Standard	Maziva	Mazive masti	Najniža temperatura primene	Najviša temperatura primene	Nivo zaštite od rđanja	Uslovi podnošenja pritiska	Konzistencija mazive masti

Oznaka 1 – za najniže temperature primene Oznaka 2 – za najviše temperature primene

Slovna oznaka	Najniža temperatura primene, utvrđena iskustvom, pri puštanju ili radu opreme ili pri pumpanju masti	Slovna oznaka	Najviša temperatura podmazanog mesta podmazivanja u radu
A	0	A	60
B	– 20	B	90
C	– 30	C	120
D	– 40	D	140
E	< – 40	E	160
		F	180
		G	> 180

Oznaka 3 – Sposobnost masti da obezbedi zadovoljavajuće podmazivanje u prisustvu vode i da obezbedi određeni nivo zaštite protiv rđanja

Slovna oznaka	Nivo zaštite
Slovna oznaka	Uslovi sredine	Zaštita od rđanja
A	Suvo	Bez zaštite
B	Suvo	Zaštita u prisustvu slatke vode
C	Suvo	Zaštita u prisustvu slane vode
D	Vlažno	Bez zaštite
E	Vlažno	Zaštita u prisustvu slatke vode
F	Vlažno	Zaštita u prisustvu slane vode
G	Ispiranje vodom	Bez zaštite
H	Ispiranje vodom	Zaštita u prisustvu slatke vode
I	Ispiranje vodom	Zaštita u prisustvu slane vode

Oznaka 4 – Podnošenje opterećenja

Slovna oznaka	Sposobnost mazive masti da vrši podmazivanje pri velikim ili malim opterećenjima
A	Ne zahtevaju se EP svojstva
B	Zahtevaju se EP svojstva

Brojčana oznaka 5 – Klasifikacija mazivih masti prema Nacionalnom institutu za mazive masti (NLGI – National Lubricating Grease Institute).

NLGIgradacija	Penetracijau 0,1 mm	Konzistencijamasti	Uobičajena primena
000	445 – 475	polutečna	za zupčaste prenosnike i centralne sisteme
00	400 – 430	polutečna	za zupčaste prenosnike i centralne sisteme
0	355 – 385	vrlo meka	za zupčaste prenosnike i centralne sisteme
1	310 – 340	meka	za zupčaste prenosnike i centralne sisteme
2	265 – 295	srednje meka	za kotrljajne ležajeve
3	220 – 250	srednja	za opštu primenu
4	175 – 205	umereno tvrda	za klizne ležajeve
5	130 – 160	tvrda	za klizne ležajeve malih brzina
6	85 – 115	vrlo tvrda	briketne masti

Primer označavanja: ISO-L-XDFEB2

L – Osnovna grupa – maziva

X – Podgrupa – mazive masti

D – Može se koristiti do donje radne temperature od – 40 ⁰C

F – Može se koristiti do gornje radne temperature od 180 ⁰C

E – Mast poseduje zaštitu od korozije u prisutnosti vode i vlage

B – Mast poseduje EP svojstva

2 – Mast ima konzistenciju NLGI 2 (radna penetracija 265 – 295 mm/10 pri 25 ⁰C)

Penetracija daje podatke o tvrdoći masti tj. njenoj konzistenciji. Meri se konusom po metodama ASTM 217 IP 50 ili DIN 51804, deo 1. Merna jedinica odgovara dubini ulaska mernog konusa u mast koja se 5 sekundi nalazi u posudi, a meri se u desetinkama milimetra. Ispitna mast se pre ispitivanja gnječi (standard propisuje 60 ciklusa gnječenja).

Veoma meke masti klase NLGI 000, NLGI 00 i NLGI 0 (tzv. «tečljive masti») koriste se između ostalog u centralnim sistemima za podmazivanje u motornim vozilima. Na svim ostalim mestima podmazivanja u vozilima koriste se u redovnim slučajevima masti klase NLGI 2 ili NLGI 3, a kod pumpi za vodu NLGI 4 ili NLGI 5. Masti klase NLGI 6 (tzv. «briketne masti») su tvrde i bile su ranije predviđene za jednostavnije slučajeve primene, danas se vrlo malo koriste.

Prema vrsti baznog ulja mogu se podeliti na:

Mineralne mazivne masti – najčešće korišćene, čak do 95% industrijskih masti.
Sintetičke mazive masti – za ekstremno niske i visoke temperature, za duže intervale domazivanja, itd.
Biorazgradljive masti – najčešće se proizvode od repičinih ulja, a koriste tamo gde se traži brza razgradnja maziva.

Prema vrsti ugušćivača dele se na:

Sapunske (jednostavni sapuni metala: litijumove, kalcijumove, natrijumove, aluminijumove, barijumove ili kompleksni sapuni metala: Li kompleks, Ca kompleks, Al kompleks)
Nesapunske (neorganski: silikatni gel, bentonit, organski: poliurea)

Prema mogućnosti primene dele se na:

Višenamenske – univerzalne masti,
Specijalne masti sa dodatkom čvrstih maziva (grafitna mast, mast sa molibdendisulfidom) i
Masti za kuglične ili klizne ležajeve
Masti za zupčanike

Prema području radnih temperatura:

Niskotemperaturske,
Za normalnu temperaturu i
Visokotemperaturske

Prema sposobnosti podnošenja velikih opterećenja:

Masti koje piodnose visoke pritiske (EP – masti)
Masti za normalna opterećenja

Mazive masti moraju da zadovolje sledeće zahteve:

da obezbede kontinuirano podmazivanje,
da na niskim temperaturama ostanu meke i upotrebljive i u centralnim sistemima,
da na visokim temperaturama ne dolazi do kapanja (izdvajanja tečnosti),
da su kompatibilne sa zaptivkama, odnosno da ne utiču na stvrdnjavanje, skupljanje ili razmekšavanje elastomera,
da su oksidaciono stabilne pošto je punjenje često trajno

Karakteristike mazivih masti prema tipu ugušćivača

Ugušćivač	Struktura masti	Tačka kapanja, ⁰C	Najviša temperatura primene, ⁰C	Ostale karakteristike
Natrijumov sapun	vlaknasta	160 – 200	120	– prirodna otpornost na rđanje– dobra adhezivna svojstva
Kalcijumov sapun	glatka	95 – 100	80	– odlična otpornost na vodu– vrlo dobra pumpabilnost
Kalcijumov kompleksni sapun	glatka	> 260	150(sintetičke do 180)	– dobra sposobnost podnošenja visokihopterećenja
Litijumov sapun	glatka	185 – 205	130	– dobra otpornost na vodu– dobra mehanička stabilnost
Litijumov kompleksni sapun	glatka, blago istezljiva	> 240	150(sintetičke do 180)	– dobra otpornost na vodu– vrlo dobra mehanička stabilnost – vrlo dobra pumpabilnost
Aluminijumov kompleksni sapun	glatka, gelasta	> 250	150(sintetičke do 180)	– odlična otpornost na vodu– odlična smična stabilnost – vrlo dobra pumpabilnost
Barijumov kompleksni sapun	glatka	> 230	130	– prirodna sposobnost podnošenjavisokih opterećenja – odlična zaštita od korozije – vrlo dobra otpornost na vodu i vlagu
Poliurea	neprovidna	> 250	150(sintetičke do 180)	– dobra oksidaciona stabilnost– dobra otpornost na vodu

Za proizvodnju mazivih masti koriste ista bazna ulja kao i za motorna i transmisiona – mineralna, hidrokrekovana ili sintetička. Za biološki razgradive masti koriste se sintetički estri ili repičino ulje. Da bi se postigle posebne osobine, kao što je na primer zaštita od oksidacije i korozije, povećanje sposobnosti zaštite od visokih pritisaka i habanja, mazivim mastima se dodaju odgovarajući aditivi, od kojih su često molibdendisulfid (MoS₂) ili grafit.

Ugušćivači se u mazivim mastima nalaze u obliku vlaknaste trodimenzionalne strukture, po izgledu slične sunđeru. Zadatak ugušćivača je da u toku proizvodnje mazive masti omogući ulaz ulja u njegovu strukturu, a u toku upotrebe da uspori izlaz ulja iz nje. Ugušćivači u strukturu mazive masti vežu 80 – 95% baznog ulja. Kao ugušćivaču koriste se sapuni litijuma, kalcijuma, natrijuma, aluminijuma, a kao i ugušćivači koji ne sadrže sapune koriste silikatni gel, poliura, bentonit (oplemenjena glina).

Sapunske mazive masti

Sapunske mazive masti proizvode se dispergovanjem sapuna u mazivom ulju na određenim povišenim temperaturama. Sapuni su soli viših masnih kiselina dobijeni procesom saponifikacije viših masnih kiselina ili biljnih i životinjskih masti sa hidroksidima metala. Sapuni imaju vlaknastu strukturu. Izuzetak je aluminijumov sapun koji ima zrnastu strukturu. Od oblika i veličine vlakana sapuna, između kojih se nalazi ulje, zavise osobine masti. Dugačka vlakna (natrijum) su otporna na mehanička naprezanja, ali slabo u svojoj strukturi zadržavaju ulje, dok je kod kratkih vlakana (kalcijum) situacija obrnuta. Iz tog razloga se proizvode kompleksne masti koje su smeša onih koje daju dobru mehaničku otpornost i dobro zadržavaju ulje u strukturi. Kompleksne masti se satoje od različitih sapuna i odgovarajućih masnih kiselina dispergovanih u odgovarajućem ulju.

Litijumove mazive masti

Litijumove mazive masti, zbog svojih dobrih karakteristika, imaju veoma široko područje primene. Poznate su kao «višenamenske ili univerzalne masti». Poseduju dobru mehaničku stabilnost, visoku tačku kapanja, dobra niskotemperaturska svojstva, dobru otpornost na dejstvo vode i vrlo dobro podnose visoke pritiske. Temperatursko područje primene litijumovih masti je od –25 do 125 ⁰C. Litijumovim mastima se mogu dodati EP aditivi ili molibden disulfid (MoS₂). Višenamenske litijumove masti se koriste kod normalnih opterećenja, EP litijumove masti kod povišenih, a MoS₂ litijumove masti kod veoma visokih pritisaka i udarnih opterećenja.

Kalcijumove mazive masti

Kalcijumove mazive masti imaju dobra niskotemperaturska svojstva, dobru otpornost na dejstvo vode i dobru prionljivost. Područje primene ovih masti je od –35 ⁰C do 60 ⁰C, u kraćim vremenskim intervalima do 80 ⁰C. Zbog poboljšanja podmazivanja, kalcijumovim mastima se može dodati grafit. Takva mast je u praksi poznata kao “grafitna mast”.

Aluminijumove mazive masti

Osnovne karakteristike ovih masti su: temperatura kapanja od 100 ⁰C do 120 ⁰C, izuzetno dobra prionljivost i otpornost na dejstvo vode i veoma dobra zaštita od korozije. Prvenstveno se koriste kao masti za šasije. Temperatursko područje primene ovih masti je od –30 ⁰C do 100 ⁰C.

Natrijumove mazive masti

Osnovne karakteristike ovih masti su: temperatura kapanja od 160 ⁰C do 180 ⁰C, dobra otpornost na veća opterećenja i visoke temperature, dobra prionljivost, dobra zaštita od korozije, a veliki nedostatak je slaba otpornost na dejstvo vode. Upotrebljavaju se najčešće kod kotrljajućih ležajeva klase penetracije 0/00/000 i kao tečljive reduktorske masti. Ne preporučuje se mešanje sa litijumovim mastima. Temperatursko područje primene natrijumovih mazivih masti je od –30⁰C do 120⁰C.

Barijumove mazive masti

Barijumove masti imaju veoma dobru otpornost na dejstvo slane i slatke vode, dobru mehaničku stabilnost i visoku tačku kapanja (oko 150 ⁰C). Međutim, zbog visoke cene, relativno se malo koriste.

Mešane masti

To su masti za podmazivanje na bazi mešovitih sapuna Li/Ca ili Na/Al. Imaju bolje karakteristike od običnih sapunskih masti ali je njihov praktični značaj mali.

Kalcijumove kompleksne mazive masti

Kompleksne mazive masti imaju sve značajniju ulogu u primeni zbog poboljšanih osobina u odnosu na druge sapunske masti. Kompleksni sapuni su sačinjeni od dve kompleksno vezane soli, od kojih je jedna obična so više masne kiseline, a druga so niskomolekularne organske kiseline.

Kalcijumove – kompleksne mazive masti se veoma često koriste zbog svojih dobrih osobina: visoka tačka kapanja (iznad 250 ⁰C), dobra otpornost na dejstvo vode, dobra mehanička stabilnost i primena na povišenim temperaturama do 160 ⁰C, a u kraćim vremenskim intervalima i do 200 ⁰C.

Aluminijumove kompleksne mazive masti

Aluminijum – kompleksne masti imaju široke mogućnosti primene zbog svojih dobrih osobina: visoka tačka kapanja od 220 ⁰C do 230 ⁰C, dobra otpornost na dejstvo vode, dobra podnošljivost visokih opterećenja i povišenih temperatura. Primenjuju se od –20 do 160⁰C. Mogu se dodati EP-aditivi, grafit ili molibdendisulfid.

Nesapunske mazive masti

Gelove mazive masti

Spadaju u grupu nesapunskih masti. Ugušćivač je oleofilni silicijumdioksid u obliku amorfnog praha. Silikagelne mazive masti poseduju dobru oksidacionu i termičku stabilnost, dobru otpornost na delovanje vode i kiseline, a tvrdoća im se ne menja sa promenom temperature.

Zbog visoke proizvodne cene i ograničene mogućnosti podnošenja visokih pritisaka, silikagelne masti su našle primenu samo kao visokotemperaturne masti. Silikagelne masti na bazi mineralnog ulja koriste se do temperature od 180 ⁰C, a na bazi sintetičkog ulja do 350 ⁰C.

Bentonitne mazive masti

Bentonitne masti kao ugušćivač koriste modifikovanu glinu – bentonit u obliku praha. Termički su veoma stabilne i nemaju tačke kapanja, odnosno tvrdoća im se ne menja sa promenom temperature. Bentonitne mazive masti na bazi mineralnog ulja koriste se do temperature od 150 ⁰C, a sa sintetičkim uljem do 300 ⁰C. Kod primene mazivih masti treba znati i sledeće:

Uzajamno podnošenje različitih masti zavisi od vrste ugušćivača i aditiva
Masti sa istim tipom sapuna se podnose
Litijumove masti se ne podnose sa natrijumovim
Kalcijumove masti se ne podnose sa kompleksnim natrijumovim
Bentonitne masti ne podnose sapunske masti ni u kom odnosu
Kalcijumove masti su stabilne u slabo kiseloj sredini
Kalcijumove kompleksne masti su stabilne u baznoj sredini

Označavanje mazivih masti prema DIN 51502

Označavanje mazivih masti prema nemačkom standardu DIN 51 502 omogućuje jedinstveno i jasno obeležavanje da bi se izbegle eventualne zamene prilikom izbora. Razlikuju se prema mestu primene, tipu baznog ulja i aditiva, prema NLGI klasifikaciji, gornjoj radnoj temperaturi, ponašanju u odnosu na vodu i prema donjoj radnoj temperaturi. Iz ove oznake se ne vidi vrsta ugušćivača. Prema nemačkom standardu, DIN 51502, označavanje mazivih masti vrši se na sledeći način:

K PF 2 K – 30

Donja upotrebna temperatura (⁰C)

Gornja upotrebna temperatura i odnos prema vodi ³⁾

NLGI gradacija

Tip baznog ulja i aditiva ²⁾

Mesto primene ¹⁾

¹⁾ Mesto primene:G – zatvoreni zupčanički prenosnici

OG – otvoreni zupčanički prenosnici

K – kotrljajući i klizni ležajevi i klizne površine

M – klizni ležajevi i zupčanici (manji zahtevi nego kod K)

²⁾ Tip baznog ulja i aditiva:E – organski esteri

FK – perfluorna jedinjenja

HC – sintetički ugljovodonici

PG – poliglikoli

PH – estri fosforne kiseline

SI – silikonska ulja

X – ostali tipovi

P – EP/AW aditivi

F – dodaci (MoS₂ , grafit itd.)

³⁾Gornja upotrebna temperatura i odnos prema vodi:

	Gornja temperatura (⁰C)	Odnos prema vodi	Ispitivana temperatura (⁰C)
C	60	0 ili 1	40
D		2 ili 3
E	80	0 ili 1	40
F		2 ili 3
G	100	0 ili 1	90
H		2 ili 3
K	120	0 ili 1	90
M		2 ili 3
N	140 160	prema dogovoru
P
R	180 200	prema dogovoru
S
T	220 > 220	prema dogovoru
U
0 – bez promene; 1 – mala promena; 2 – umerena promena; 3 – jaka promena

Važno je znati kod primene masti, naročito kod domazivanja, da nisu sve masti kompatibilne (međusobno mešljive). Masti su kompatibilne ako su na bazi istih ugušćivača i sličnih baznih ulja. Ako su na bazi različitih ugušćivača mora se obratiti pažnja na njihovu kompatibilnost pri međusobnom mešanju, kao što je prikazano u tabeli 5.165.

Kompatibilnost različitih tipova mazivih masti na bazi mineralnih ulja

Tip masti	Kompatibilnost
Tip masti	Kalcijumove	Aluminijum kompleksne	Kalcijum kompleksne	Litijumove	Litijum kompleksne	Natrijum-ove	Bentonitne	Poliurea	Litijum – kalcijumove
Kalcijumove	DA	NE	NE	DA	DA	NE	DA	DA/NE	DA
Aluminijum kompleksne	NE	DA	NE	NE	DA	NE	NE	DA/NE	NE
Kalcijum kompleksne	NE	NE	DA	NE	DA	NE	NE	DA	NE
Litijumove	DA	NE	NE	DA	DA	NE	NE	DA/NE	DA
Litijum kompleksne	DA	DA	DA	DA	DA	NE	NE	DA/NE	DA
Natrijumove	NE	NE	NE	NE	NE	DA	NE
Bentonitne	DA	NE	NE	NE	NE	NE	DA	NE	NE
Poliurea	DA/NE	DA/NE	DA	DA/NE	DA/NE		NE	DA	DA/NE
Litijum – kalcijumove	DA	NE	NE	DA	DA		NE	DA/NE	DA

Napomena: DA – kompatibilne masti; NE – nisu kompatibilne; DA/NE – ograničeno kompatibilne

Prilikom izbora i primene mazivih masti treba se pridržavati uputstva proizvođača tehničkih sistema. U drugom slučaju treba se pridržavati sledećih preporuka:

Brzina obrtaja: niska konzistencija masti podrazumeva manje otpore prilikom obrtanja, a samim tim i manje grejanje
Opterećenje: velika opterećenja zahtevaju upotrebu masti sa AW i/ili EP aditivima za zaštitu od habanja, visokih pritisaka i udarnih opterećenja
Mesto podmazivanja: masti za ležajeve točkova motornih vozila moraju imati visoku tačku kapanja zbog blizine kočnica gde se razvijaju visoke temperature
Stvarna radna temperatura: maksimalna temperatura primene je znatno niža od tačke kapanja; stvarna radna temperatura je gotovo uvek ispod 200⁰C
Okolina: u prisustvu velike koncentracije prašine upotrebljavaju se više konzistencije masti zbog boljeg zaptivanja
Količina masti: jednu trećinu slobodnog prostora između spoljnog i unutrašnjeg prstena ležaja treba napuniti mašću; sa prevelikom količinom masti može doći do pregrevanja

Za primenu u motornim vozilima izvršena je NLGI klasifikacija mazivih masti prema radnim osobinama. Ova klasifikacija je počela da se koristi 1991. godine i prvenstveno je namenjena za primenu u motornim vozilima. NLGI klasifikacija mazivih masti za motorna vozila prema uslovima primene prikazana je u tabeli 5.166.

NLGI klasifikacija mazivih masti za motorna vozila prema uslovima primene

NLGI oznaka	Primena	Uslovi primene
LA	šasija	srednji uslovi, kontinuirano podmazivanje
LB	šasija	visoka opterećenja, kontakt masti s vodom, nekontinuirano podmazivanje
GA	ležajevi točkova	srednji uslovi
GB		umereno teški tipični uslovi
GC		vrlo teški uslovi, visoke radne temperature, učestali uslovi vožnje “stani-kreni”

ČVRSTA MAZIVA

Čvrsto mazivo je materijal koji se kao prah ili tanak film koristi za zaštitu kliznih površina i smanjenje trenja i habanja u procesu relativnog kretanja. U stručnoj terminologiji se koristi i termin suva maziva, što asocira na podmazivanje bez prisustva tečnog fluida. Međutim, treba imati u vidu da se često podmazivanje vrši suspenzijama čvrstih maziva u tečnim mazivima, ili čvrsta maziva mogu imati ulogu aditiva drugih maziva.

Čvrsta maziva se upotrebljavaju u uslovima visokih ili ekstremno niskih temeperatura, veoma velikih opterećenja i pritisaka, u uslovima naglih i velikih promena opterećenja, kod nedostupnih ili teško dostupnih delova, kod delova koji se mogu podmazivati samo povremeno (neperiodično), u korozivnim sredinama, u vakuumu i kod delova koji se kreću velikim brzinama. Osim toga, čvrsta maziva su pogodna za primenu u sredinama u kojima se javlja prljavština, prašina ili pesak u količinama koje mogu izazvati probleme. Naime, maziva čiju osnovu čine proizvodi naftnog porekla teže da sakupe ove čestice i na taj način stvaraju abrazivnu smešu koja može da ošteti površinu koja se podmazuje. Ona doprinose smanjenju bučnosti menjačkih kutija tako što popunjavaju neravnine na zubima zupčanika. Sprečavajući dodatno habanje ona produžavaju vek trajanja zupčanika koji su bili predviđeni za zamenu.

Koriste se da bi osigurala dobro uhodavanje umesto habanja kod tek obrađenih metalnih površina, kao što su one koje se mogu naći kod mašina koje su remontovane. Takođe se koriste kod kalupa za livenje, ležaja, lanaca, zupčanika, vođica, kablova, kotura, klizajućih parova i spojnica i sl.

Čvrsta maziva koja se najčešće prisutna u industriji su:

lamelarni solidi,
polimeri i
filmovi mekih metala.

Kao maziva iz grupe lamelarnih solida najčešće se koriste grafit i molibdendisulfid (MoS2).

Grafit ima mali koeficijent trenja i veoma veliku termičku stabilnost, čak i na temperaturama preko 2000⁰C. Međutim, praktično je primena limitirana temeperaturama iznad 500 do 600⁰C, zbog pojave oksidacije. Osim toga, maksimalnu radnu temepraturu grafita limitira i potreba da grafit adsorbuje određenu količinu vlage, kako bi se postigao minimalni koeficijent trenja. U nekim slučajevima potrebna vlaga se obezbeđuje adsorbovanjem iz okruženja, ili se obazrivo dodaje u cilju sniženja koeficijenta trenja. Pored ovih napomena treba imati u vidu da grafit ima visok električni potencijal od +0,25 V, koji može uzrokovati jaku galvansku koroziju legura bakra i nerđajućih čelika u slanoj vodi.

Molibdendisulfid (MoS2), kao i grafit, ima nizak koeficijent trenja, ali za razliku od grafita to ne bazira na prisustvu adsorbovane vlage ili pare. Ustvari, adsorbovana vlaga može čak doprineti blagom povećanju koeficijenta trenja. U odnosu na grafit ima veću moć nošenja i odlikuje ga stabilnost u uslovima vakuuma. S aspekta termičke stabilnost MoS2 je primenljiv do temperature od 1100⁰C u neoksidirajućim uslovima, odnosno do temperatura 350 – 400⁰C u prisustvu vazduha.

Polimeri se koriste kao tanki mazivi filmovi, kao samopodmuzujući materijali za izradu elemenata i kao vezivo za lamelarne solide. Najpoznatija čvrsta maziva iz grupe polimera svakako je fluorkarbonati politetrafluoretilen (PTFE) i tetrafluoretilen (TFE). Osnovna prednost PTFE je nizak koeficijent trenja, širok raspon radnih temperatura od – 200 do 250⁰C, i hemijska nerekativnost. Nedostaci uključuju nižu moć nošenja i kraći vek trajanja.

Uporedni prikaz osnovnih karakteristika prethodna tri tipa čvrstih maziva dat je u tabeli 5.160. Kako se vidi molibdendisulfid ima osobine koje zadovoljavaju najširi spektar zahteva pri teškim uslovima rada, te zato on ima i najširu primenu.

Faktori koji utiču na izbor čvrstih maziva

Uslovi	Grafit	MoS2	PTFE
Prašnjavo, prljavo okruženje	Da	Najbolji	Da
Uticaj vlage	Poželjan	Štetan	Nema ga
Termička stabilnost, ⁰C	Izuzetna do 631⁰C	Dobra do 399⁰C	Dobra do 269⁰C
Noseća sposobnost	Dobra	Najbolja	Loša
Brzina*	1,2,3	1,2,3	1,2,3
Uski zazori	Da	Najbolje	Da
Nefrekventni pristup	Ne	Da	Najbolje
Vakuum	Ne	Najbolje	Da

*1 = manje od 500 o/min; 2 = 500 do 2000 o/min; 3 = više od 2000 o/min

Grafit, molibdendisulfid i PTFE se kao čvrsta maziva koriste na nekoliko načina:

Nanošenjem praha na kontaktne površine. Koriste se postupci utrljavanja, zaprašivanja ili uranjanja.
Stvaranjem disperzije praha u mazivim mastima ili uljima za podmazivanje. Čvrsta maziva imaju ulogu EP ili antihabajućih aditiva.
Sprej postupakom, nanošenjem četkom ili potapanjem predmeta obrade. Na ovaj način se čvrsta maziva pripremljena u vidu smolastih materijala (mešanjem sa smolom) mogu nanositi na prethodno pripremljene površine postupcima odmašćivanja, peskarenja i pasivizacije. Vezivanje prevlake za osnovni materijal ostvaruje se u toku toplotnog tretmana koji podrazumeva povišenu temperaturu (oko 150 ⁰C) u trajanju od jednog do nekoliko časova.

Mnogi meki metali, kao što su olovo, zlato, srebro, bakar i cink imaju malu smicajnu otpornost i mogu se koristiti kao mazivo deponovano u tankom sloju na tvrde površine. Deponovanje se može izvesti elektroplatiranjem i PVD postupcima (sputtering, ion plating). Ovi filmovi su najkorisniji u uslovima visokih temperatura do 1000 ⁰C, ali se se sve manje sreću u primeni.

U najnovije vreme prisutna je težnja da se unapredi antikoroziona funkcija čvrstih maziva, što dovodi do razvoja višenamenskih tvrdih maziva. Od njih se očekuje da redukuju trenje, smanje habanje i obezbede korozionu zaštitu. To se postiže velikom brzinom prevođenja maziva iz stanja smole u čvrsto stanje prilikom formiranja prevlake, eliminisanjem grafita, koji tokom vremena uzrokuje pojavu galvanske korozije i dodavanjem inhibitora korozije u sastav čvrstih maziva.

Posebnu vrstu čine čvrsta maziva koja se razvijaju i proizvode za eksploataciju pri ekstremno visokim temperaturama (turbomotori, adijabatski dizel motori, gasne turbine, svemirske letilice). U takvim uslovima navedene tri grupe konvencionalnih čvrstih maziva ne mogu se uspešno primenjivati. Njih zamenjuju različite vrste fluorida, metalnih oksida i materijala na bazi stakla.

Za temperature 1000⁰C i više metalni materijali za izradu tribomehaničkih elemenata se zamenjuju keramikom. U tim slučajevima keramika mora biti samopodmazujuća, što se postiže inkorporiranjem maziva, ili nanošenjem prevlake čvrstog maziva otpornog na visoke temperature.

U širem smislu pod čvrstim mazivima se mogu podrazumevati i tanke tribološke prevlake sa dobrim podmazujućim svojstvima dobijene modifikovanjem kontaktnih površina. Ovakve prevlake sa posebno izraženim pozitivnim tribološkim efektima deponuju se savremenim PVD postupcima, i to: lamilarna maziva (MoS2, WS2, NbS2 i drugi) primarno postupcima “rf” i “dc” rasparšivanja, a organski polimeri (PTFE) postupkom “rf” raspršivanja.