روش های بکارگیری روان کننده های جامد

روش های بکارگیری روان کننده های جامد

روش های متعددی برای استفاده از این روان کننده ها وجود دارد:

جامدات پودر شده: قدیمی ترین و ساده ترین روش های بکارگیری این روان کننده ها به شرح زیر هستند:

صیقل کاری: جلا دادن یا صیقل کاری یک فرایند سایشی است که برای ایجاد یک فیلم نازک از روان کننده جامد پودر شده مثل گرافیت یا مولیبدن دی سولفید و نظایر آنها روی سطح فلز به کار می رود. این فرایند ایجاد یک سطح بسیار صیقلی می کند. زبری سطح زیر لایه فلز و اندازه ذره پودر دو پارامتر ضروری و تضمین کننده کاربرد بهتر آنها هستند.

سایش دستی: این روش یک فرایند ساده و سنتی جهت افزودن پوشش نازکی از روان کننده جامد به سطح فلز در مقادیر کم می باشد.

داستینگ: جامد پودر شده به صورت مساوی روی سطح پراکندهمی شود که در اغلب موارد قانع کننده نیست.

آغشته سازی: قسمت های مختلف دستگاه در روان کننده جامد آغشته می شود. اگر چه چسبندگی آن خیلی خوب نیست اما این روش برایقسمت های ساده مثل چفت های ریسمان بندی شده و پرچ ها کافی به نظر می رسد.

ساختار بلوری مولیبدن دی سولفید

پاشنده ها: پاشنده ها شامل مخلوطی از روان کننده جامد با گریس یا روان کننده های سیالی هستند. رایج ترین روان کننده ها عبارتند از: گرافیت، گریس، تفلون و PTFE . گریس یا سیالات، روان سازی نرمالی را فراهم
می کنند. در این میان روان کننده های جامد باعث افزایش روانی می شوند. افزودن مولیبدن دی سولفید به روغن های نرم کننده باعث افزایش ظرفیت بارگذاری، کاهش فرسودگی و افزایش طول عمر یاتاقان های غلطکی، همچنین سبب کاهش فرسایش در قطعات خودروها می شوند. البته باید هنگام مخلوط کردن این روان کننده ها با روغن و گریس جوانب احتیاط را در نظر گرفت. گریس و روغن باعث خوب چسبیده شدن روان کننده جامد بر روی سطح تحت محافظت می شوند. افزودنی های دترجنت موجود در برخی روغن ها ممکن است باعث کاهش مقاومت MoS2 و گرافیت در برابر فرسایش شوند. روان کننده های جامد همچنین می توانند مقاومت اکسیداسیونی، گریس ها و روغن ها را تحت تاثیر قرار دهند. در نتیجه غلظت بازدارنده های اکسیداسیونی مورد نیاز باید به دقت مورد آزمایش و کنترل قرارگیرد. اسپری کردن ذرات معلق اغلب برای بکارگیری روان کننده های جامد در محیط فرار یا برروی رزین آلی خشک شده در هوا مورد استفاده است.

پوشش های پیوندی: پوشش های پیوندی فیلمی با ضخامت بیشتر و با طول عمر فرسایشی بیشتری را فراهم می کنند که در نتیجه این روش قابل اطمینان تر و پایدارتر برای بکار بردن روان کننده های جامد است. تحت شرایط دقیق کنترلی، پوشش هایی که دارای روان کننده جامد و عامل رزین پیوندی هستند از طریق اسپری کردن، فروبری و براشینگ روی سطح ماده بکار می روند. پوشش های هوا پخت زیر دمای۲۶۰ درجه سانتیگراد و پوشش های گرما پخت تا دمای۳۷۰ درجه سانتیگراد می توانند مورد استفاده باشند. رایج ترین آنها گرافیت، مولیبدن دی سولفید وPTFE است. رنگ پایه شامل رزین آلی، سرامیک و نمک فلزات است. رزین های آلی معمولاً زیر دمای۳۰۰ درجه سانتیگراد مقاوم هستند. رنگ پایه های معدنی مثل نمک فلزات یا سرامیک ها ایجاد فیلم هایی می کنند که تا دماهای بالای۶۵۰ درجه سانتیگراد مورد استفاده قرار گیرند. انتخاب رنگ پایه همچنین تحت تاثیر خصوصیات شیمیایی و سازگاری محیطی و سهولت انجام فرایند است. پوشش های هوا پخت که با استفاده از ذرات معلق ایجاد می شوند کاربردهای متوسطی دارد با این حال رنگ پایه های رزین ترموست نیازمند به گرما پخت، که مقاومت به فرسودگی بیشتری فراهم می کند خواهند داشت. رایج ترین روش برای بکارگیری پوشش پیوندی در یک حلال فرار شامل اسپری کردن و براشینگ و فروبری است. اسپری کردن سازگارترین پوشش ها را ایجاد می کند اما اغلب فرایند فروبری به علت ارزان بودن مورد استفاده است. آماده سازی سطح شامل حذف آلوده کننده ها و ایجاد توپوگرافی خوب سطح برای چسبیدن روان کننده بسیار مهم است. پیش تیمار دیگر مورد استفاده جهت آماده سازی سطح فلزات، فسفاته کاری فولاد و دیگر فلزات مشابه آن با سایر روش های تیمار شیمیایی می باشد.

کامپوزیت های خود روان کننده: کاربرد اولیه این کامپوزیت ها شامل یاتاقان خشک، دنده ها، درزها، کنتاکت لغزشی الکتریکی و در یاتاقان های غلطکی است. کامپوزیت ها ممکن است پلیمر، فلز- جامد، کربن، گرافیت، سرامیک و… باشد.

پلیمر: پایین بودن هدایت گرمایی پلیمرها مانع از اتلاف گرمایی می شود که این مسئله باعث ذوب شدن پلیمر و شکست نابهنگام آن می شود. این شرایط زمانی که ماده مورد نظر دارای هدایت گرمایی مشابه به پلیمر باشد تشدید خواهد شد. سرعت فرسودگی پلیمرهای کامپوزیتی به طور خیلی زیاد به زبری سطح فلز مورد نظر بستگی دارد. در مراحل اولیه، فرسایش قابل تشخیص است اما آن را می توان با صاف کردن سطح کاهش داد. عوامل محیطی نیز بر روی سرعت فرسودگی تاثیر می گذارند. افزایش رطوبت نسبی مانع از انتقال فیلم تشکیل شده در پلیمر کامپوزیتی مثل PTFE می شود. حضور روان کننده هیدروکربنی تاثیر مشابهی خواهد داشت.
کامپوزیت هایی مثل نایلون و استال ها که وابسته به انتقال فیلم تشکیل شده نیستند در حضور مقادیر کمی از روان کننده هیدروکربنی کاهش در فرسودگی از خود نشان می دهند.

فلز- جامد: کامپوزیت های دارای جامدات ورقه ای با تکیه بر انتقال فیلم به اصطکاک کم دست یافته اند مقدار مشخصی از جامدات نیاز است تا انتقال فیلم باعث تولید کامپوزیتی با طول عمر فرسودگی کم کند. افزودن جامدات غیر لایه لایه به این کامپوزیت ها باعث افزایش استحکام و کاهش فرسودگی خواهد شد. تکنیک های ساخت گوناگونی جهت تولید کامپوزیت های جامد- فلز مورد استفاده است. این تکنیک ها شامل متالوژی پودر، تصفیه فلزات متخلخل، اسپری پلاسما و همرسوبی الکتروشیمیایی است. یکی از رایج ترین کاربردهای این کامپوزیت ها یاتاقان های غلطکی خود روان کننده مورد استفاده در خلاء یا درجه حرارت بسیار بالا تا۴۰۰ درجه سانتیگراد است.

کربن و گرافیت: محدودیت اولیه توده کربن قابلیت مقاومت کششی کم آن و عدم مفتول شدن می باشد. اگر چه پایداری حرارتی و اکسیداسیونی بالای آنها در دمای۵۰۰ الی۶۰۰ درجه سانتیگراد باعث قابل استفاده بودن آن در دمای بالا و سرعت های بالا است. برای گرافیت در شرایط خشک سرعت فرسودگی با افزایش دما زیاد می شود. این شرایط زمانی که رطوبت جذب شده مانع از انتقال فیلم تشکیل شده، شود تشدید خواهد شد. سرامیک ها زمانی مورد استفاده هستند که فرسودگی مهمتر از ضریب اصطکاک پایین باشد. این کامپوزیت ها تا دمای۱۰۰۰ درجه سانتیگراد قابل استفاده هستند.