Среди всех видов пластичных смазочных материалов кальциевые — одни из самых популярных. Они сочетают в себе доступную стоимость и высокие эксплуатационные качества: прочность, устойчивость к давлению и сдвигу, водостойкость, хорошую адгезию. Благодаря этим свойствам смазка на кальциевой основе широко применяется во многих отраслях промышленности. В статье расскажем о характеристиках и разновидностях продукта и об особенностях его использования.
Состав пластичных смазок
Любая пластичная смазка для обслуживания подшипников и других механизмов состоит из трех компонентов: масляной основы (базового масла), загустителя и присадок. От их качества и соотношения зависят рабочие свойства продукта: вязкость, температура каплепадения, устойчивость пленки к давлению и сдвигу, адгезия с поверхностью, водостойкость, антикоррозийность.
Основа
Жидкая основа составляет до 80% конечного продукта. От нее зависят такие характеристики смазочного материала, как вязкость и температура застывания. По происхождению основа может быть минеральной и синтетической.
Минеральное базовое масло производят из нефти путем ее многократной очистки. Оно недорогое, при этом его эксплуатационные свойства достаточны для большинства стандартных приложений. Смазочные материалы на базе минерального масла успешно используют в условиях умеренных нагрузок и небольших перепадов температур.
Синтетическое базовое масло получают с помощью органического синтеза углеводородов. Оно отличается стабильной вязкостью, высокой стойкостью к окислению и долговечностью, но при этом из-за сложности производства значительно дороже минерального. Смазочные вещества на синтетической основе используют в узлах, работающих при больших нагрузках или в экстремальных условиях.
Загустители
Исходное базовое масло жидкое, поэтому в состав добавляют до 15% загустителя. Но он нужен не только для придания необходимой консистенции. От загущающего компонента зависят важные рабочие характеристики: температура каплепадения, водостойкость, несущая способность пленки, антикоррозионные свойства. Неслучайно пластичные смазки обычно классифицируют именно по типу загустителя.
В качестве загустителей чаще всего используются:
- мыла — соединения жирных кислот с гидроксидами металлов (лития, кальция, натрия, алюминия);
- немыльные органические вещества — полимочевина, углеводороды, PTFE;
- неорганические составы — бентонит, силикагели.
Самые распространенные типы загустителей — мыльные. К ним относится в том числе и кальциевое мыло, которое входит в состав кальциевой пластичной смазки.
Присадки
Это добавки, предназначенные для улучшения характеристик базового масла и для придания дополнительных свойств. Например, есть антикоррозийные, противоизносные, противозадирные присадки. Есть добавки для снижения трения, для улучшения адгезии состава к смазываемой поверхности и другие. На долю присадок обычно приходится не больше 5% продукта.
Особенности технологии изготовления пластичных смазок
Изготовление смазки — сложный многоступенчатый процесс, который вовсе не сводится к простому смешиванию компонентов.
- Технологи разрабатывают рецептуру. От подбора компонентов и их соотношения зависит, будет ли смазка удовлетворять заданным требованиям.
- В лаборатории готовят небольшую тестовую партию продукта.
- Образец подвергают испытаниям. С помощью специального оборудования имитируют реальные условия эксплуатации и, таким образом, определяют, как поведет себя смазка в применении. На испытаниях проверяют вязкость, текучесть, эластичность, кислотно-щелочное число, температуру каплепадения, несущую способность пленки, противоизносные, противозадирные и другие свойства. Тестирование проводят не только для новой продукции, но и для каждой следующей партии товара.
- После успешных испытаний начинается промышленное производство. Компоненты отмеряют в нужных пропорциях и загружают в реакторы. В них смесь нагревается и охлаждается. В результате химической реакции продукт приобретает нужную структуру.
- Следующий этап — гомогенизация. Смесь при высокой скорости проходит через систему сит, за счет этого достигается однородность, повышается механическая устойчивость.
- Для повышения плотности из массы удаляют лишний воздух.
- Готовый продукт расфасовывают в упаковки.
Виды смазки на кальциевом загустителе
В зависимости от того, какое именно мыло используется в качестве загустителя, кальциевые смазки можно разделить на два вида: простые и комплексные. В первых структурообразующим компонентом служит простое кальциевое мыло, то есть жирная кислота, нейтрализованная гидроксидом кальция. Этот вид смазочного вещества в быту чаще всего называют солидолом. Комплексные смазки загущены не простым мылом, а кальциевым комплексом, то есть соединением кальция с высокомолекулярной и низкомолекулярной жирными кислотами. За счет улучшенного состава у них более высокие рабочие характеристики. Особая разновидность комплексных смазок — на основе комплекса сульфоната кальция. Этот загуститель сейчас считается одним из самых перспективных.
Основные свойства кальциевых смазочных комплексов
Простая кальциевая смазка (солидол) обладает достаточными противоизносными и противозадирными свойствами, выдерживает высокие нагрузки, хорошо связывается с поверхностью. Но главный ее плюс в том, что она водостойкая. При контакте с водой состав не меняет структуру, не растворяется и не вымывается. Кроме того, он защищает металлические элементы узлов от коррозии.
Основной недостаток солидолов — низкая температура каплепадения. Уже при 70° С состав начинает разжижаться и терять рабочие свойства. Так что в горячей воде его применение недопустимо. А при температуре ниже 0° С солидол застывает. Таким образом, у него довольно ограниченный температурный диапазон эксплуатации.
Комплексная кальциевая смазка обладает всеми достоинствами простой, но при этом лишена ее главного минуса. Благодаря улучшенному химическому составу удалось значительно повысить термостойкость и за счет этого расширить диапазон рабочих температур. Комплексную смазку можно применять в узлах, работающих при −30–140° С. При этом она устойчива к воздействию кислот и щелочей, эффективно защищает металлы от коррозии, трения и износа. По уровню механической и коллоидной стабильности состав тоже превосходит обычные солидолы. Он устойчив к сдвигу и имеет низкое маслоотделение, что увеличивает интервал замены.
Смазка на основе сульфоната кальция обладает еще более продвинутыми характеристиками. Она выдерживает очень большие нагрузки, не разрушается при высоких скоростях сдвига, надежно защищает от коррозии и износа. По водостойкости, термической стабильности, низкотемпературным свойствам и устойчивости к агрессивным средам этот состав тоже превосходит большинство аналогов.
Как применять кальциевые смазочные комплексы
Сфера использования смазочных материалов определяется их свойствами.
Простая кальциевая смазка применяется в основном в качестве консервационной в условиях умеренного климата. Также ее используют для смазывания подшипников скольжения и качения, работающих во влажной среде, при небольших нагрузках и невысоких температурах (например, в оборудовании для производства бумаги).
Комплексные кальциевые смазки применяют для подшипников, работающих в сложных условиях: при высокой температуре, больших нагрузках, постоянном контакте с водой, в том числе горячей. Их используют в металлургии, авиации, на цементных заводах и в других отраслях промышленности.
Сульфонатно-кальциевые смазки имеют практически универсальное применение. Но чаще всего они используются для узлов и механизмов, которые работают в экстремально тяжелых условиях. Например, в горнодобывающей и металлургической промышленности.
Заключение
Смазки на кальциевой основе для подшипников и других механизмов разнообразны по характеристикам и сферам применения. При выборе нужно учитывать условия эксплуатации: рабочую температуру, давление, скорость сдвига, материал смазываемых поверхностей, наличие контакта с водой. Все кальциевые смазки обладают влагостойкостью, но если важны термостабильность и высокие защитные свойства, стоит рассмотреть продукт на основе кальциевого комплекса.