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 | |
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 | 140160 | po dogovoru | |
P | |||
R | 180200 | po dogovoru | |
S | |||
T | 220> 220 | po 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 | ||||||||
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 | 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.