smeervet

6.13.1 Vetsamenstellingen en karakterisering

” vet ” is in principe olie die een verdikkingsmiddel bevat om de viscositeit te verhogen. Het verdikkingsmiddel kan een zeep zijn of een vaste stof met een hoog oppervlak. Vetzuurzepen van lithium, calcium, natrium, aluminium en barium worden vaak gebruikt in concentraties van 8% -25%. Fijn verdeelde klei zoals bentoniet en hectoriet worden gebruikt als vaste stoffen met een hoog oppervlak, meestal na coating met een quaternaire ammoniumverbinding voor een betere compatibiliteit met de olie. De klei werd vaker gebruikt in vroege vetten en de met zeep verdikte vetten komen tegenwoordig vaker voor. In vergelijking met de andere verdikkingsmiddelen heeft PTFE de laagste COF en is het geschikt voor gebruik tot 300°C, maar wordt het meestal alleen overwogen voor gebruik met een matige belasting. PTFE wordt gebruikt als een” versterker ” in combinatie met een van de andere verdikkingsmiddelen of wordt alleen gebruikt, met name voor vetten voor gebruik bij hoge temperaturen of toepassingen waarbij lange levensduur wordt verwacht. Bij gebruik als versterker kan PTFE zorgen voor een verbeterde wrijvingsreductie en ook voor reservesmering als de olie in vet uit een krappe speling wordt geperst. De verdikkingskracht van PTFE is een directe functie van het oppervlak, zodat het dispersie-type PTFE meestal voor dit doel wordt gebruikt. Een verscheidenheid aan oliën kan als vetbasis worden gebruikt zoals hierboven beschreven voor smeermiddelen in het algemeen. De olie die wordt gebruikt in vet op basis van minerale olie is typisch standaard SAE 20-30 viscositeit aardolie, maar de olie viscositeit kan worden gewijzigd afhankelijk van de toepassing. Toepassingen op hoge temperatuur en met een lange levensduur gebruiken meestal stabielere oliën, zoals synthetische siliconen, polyester, PAO of perfluorpolyether oliën, en gebruiken vaak PTFE als verdikkingsmiddel of versterker. Een goede samenvatting van de synthetische oliën die kunnen worden gebruikt voor de vetproductie wordt gepresenteerd in Ref. . Perfluoralkylether vetten worden vooral gebruikt voor toepassingen die prestaties vereisen over een significant temperatuurbereik en waarbij zuurstofbestendigheid nodig is. Naast PTFE mogen ook andere verdikkingsmiddelen in hetzelfde vet worden gebruikt. Het is gebruikelijk om siliconenoliën (eigenlijk polysiloxanen) te verdikken met een mengsel van amorf fumed silica en PTFE. Klei zoals bentoniet kan in combinatie met PTFE worden gebruikt om synthetische Pao -, ester-en fluorkoololie te verdikken.

het typische PTFE-gehalte dat als vetverdikkingsmiddel wordt gebruikt, bestrijkt een bereik van 3% -40%, afhankelijk van de vereisten voor het aanbrengen van vet. De lage kant van dit bereik geldt wanneer PTFE wordt gebruikt als versterker en andere verdikkingsmiddelen aanwezig zijn. Het PTFE-gehalte varieert van 20% tot 40% wanneer het als enige verdikkingsmiddel voor het vet wordt gebruikt. Het verdient over het algemeen de voorkeur om het PTFE-gehalte (of andere verdikkingsmiddelen) zo laag mogelijk te houden, aangezien de olie in het vet het primaire smeermiddel is. De hoeveelheid benodigde PTFE is afhankelijk van de kwaliteit/oppervlakte. Slechts 20% van een goede nieuwe dispersie type PTFE met een hoge oppervlakte is nodig om een NLGI klasse 2 vet te bereiden, maar tot 40% kan nodig zijn uit schroot PTFE met een lage oppervlakte. Zoals hierboven vermeld, moet de hoeveelheid PTFE voldoende zijn om de viscositeit te verhogen tot de vereiste mate.

De hogere viscositeit van vetten vereenvoudigt de afdichtingsvereisten voor veel toepassingen en biedt meer zekerheid dat strakke spelingen gesmeerd blijven. Vetten zijn afschuifverdunnende smeermiddelen, waardoor hun viscositeit onder afschuiving daalt. Typische toepassingen zijn voor kogel – en rollagers in huishoudelijke apparaten, automotive wiellagers, werktuigmachines, tandwielen en spoorwegapparatuur. Het gebruik van PTFE in vet biedt reservesmering voor toepassingen met lange perioden van inactiviteit waarbij de olie kan scheiden van de slijtageoppervlakken. Vetten zijn ook over het algemeen effectief in het uitsluiten van water uit het gesmeerde deel. Alle vettoepassingen omvatten geen grenssmering waar extra antiwear-prestaties nodig zijn. Sommige doen dat echter en, zoals in veel smering situaties, kan de aanwezigheid van additieven bescherming bieden tegen slijtage. Additieven voor dit doel omvatten molybdeendisulfide, grafiet, Talk, zinkoxide en PTFE.

fabrikanten van mechanische apparatuur moeten vaak beslissen of ze olie-of vetsmering gebruiken. Olie wordt over het algemeen gebruikt als de bedrijfstemperatuur constant hoog is en de oliestroom nodig is om warmte te verwijderen. Circulerende olie heeft ook de voorkeur als het gewenst is om vuil uit het systeem te filteren met behulp van de olie. Oliën hebben ook de voorkeur bij lage startmomenten. Vetten worden aanbevolen wanneer lange intervallen tussen herlubricaties nodig zijn en wanneer eenvoudige behuizingen en afdichtingen worden gebruikt die niet zijn ontworpen om olie vast te houden of verontreinigingen af te dichten.

vet kan worden gebruikt voor metaal-op-metaal contact, metaal-op-kunststof, en kunststof-op-kunststof contact. Volgens Paul Bessette, een nationaal bekende consultant op het gebied van smering en triboscience, “Smering rang polytetrafluorethyleen is een uiterst effectieve vast smeermiddel voor toepassingen met kunststof vanwege zijn vermogen om wrijving te verminderen en polijsten van oppervlakken in waardoor contact met spanningen en ameliorating de schadelijke effecten van glasvezels. Een aanzienlijke hoeveelheid PTFE wordt gebruikt om vetten te versterken die bestemd zijn voor de smering van kunststofcomponenten. Bovendien is PTFE het verdikkingsmiddel bij uitstek voor de productie van vet bestemd voor de meest veeleisende tribologische toepassingen.”.134

vetten worden in het algemeen vervaardigd door eerst de ingrediënten (olie, fluorpolymeer en andere additieven) te mengen en ze vervolgens door een kogelmolen, colloïdmolen, homogenisator of een soortgelijk apparaat te voeren. Het gebruik van hoge temperatuur (tot 200°C) om bevochtiging tijdens het mengen te verbeteren en vervolgens hoge afschuiving tijdens het malen is gebruikelijk.

karakterisering van vetten kan worden uitgevoerd met behulp van verschillende gestandaardiseerde methoden. Er zijn verschillende normalisatieorganisaties over de hele wereld die dergelijke methoden voor te bereiden. De Amerikaanse organisatie heet ASTM (American Society for Testing and Materials) International, De Britse organisatie heet International Petroleum (IP) test methods, enzovoort. De International Organization for Standardization (ISO) probeert momenteel wereldwijd methoden te standaardiseren. Enkele van de ASTM testmethoden zijn hieronder vermeld.

Het type vet dat gebruikt wordt in een toepassing is afhankelijk van de eisen van de toepassing. Het meest voorkomende vet is NLGI Grade 2.

een belangrijke karakteriseringstest van vet is de evaluatie van het gebruik ervan in een slijtagesituatie. Slijtage tests meestal gebruik maken van twee oppervlakken wrijven tegen elkaar met het vet ingebracht tussen de twee oppervlakken. Slijtage wordt gemeten door gewicht of volume verlies, of vaker, door de afmetingen van de resulterende slijtage litteken. Extreme druktests kunnen een meting omvatten van de belasting die nodig is om lassen of inbeslagneming van de contactvlakken te veroorzaken. De testomstandigheden zijn afhankelijk van de temperatuur en de toegepaste belasting. Twee methoden die worden gebruikt om de slijteigenschappen van vet te karakteriseren zijn vier-Ball tests ASTM D 2266 en ASTM D 2596. Ze zijn zeer vergelijkbaar met de vier-Ball tests die worden gebruikt met lage viscositeit smeermiddelen (zie eerdere discussie). Beide methoden maken gebruik van een roterende stalen kogel tegen drie soortgelijke stationaire stalen kogels. ASTM D 2266 wordt uitgevoerd met lichte belastingen en meet de diameter van het resulterende slijtage litteken. Methode D 2596 maakt gebruik van zwaardere belastingen en meet de belastingslijtage-index en de lasbelasting. Extreme drukprestaties worden soms gemeten door de ” lasbelasting.”Dit is de belasting die nodig is in de vier-Ball test om werkelijke inbeslagneming of lassen van de ballen samen veroorzaken. Een startbelasting wordt toegepast en verhoogd met vooraf bepaalde intervallen totdat de roterende bal grijpt en lassen aan de stationaire ballen.

De meeste vetten op basis van minerale oliën gebruik geen fluorpolymeren als verdikkingsmiddel. Het gebruik van fluorpolymeren als additieven voor vet op basis van synthetische oliën komt vaker voor, met name de perfluorpolyether-en polyalfaolefinenoliën en in het bijzonder voor gebruik bij hoge temperaturen. Veel van de vetfabrikanten nemen synthetisch vet op basis van olie verdikt met PTFE in hun productlijnen. Dow bevat ook polyfluorosiloxaanvet verdikt met PTFE in hun productlijn.

de implicaties lijken te zijn dat de speciale PTFE kwaliteiten een ongewoon hoog oppervlak hebben.