smörjfett

6.13.1 Fettkompositioner och karakterisering

”fett” är i grunden olja som innehåller ett förtjockningsmedel för att öka dess viskositet. Förtjockningsmedlet kan vara en tvål eller det kan vara ett fast ämne med en hög yta. Fettsyra tvålar av litium, kalcium, natrium, aluminium och barium används ofta i koncentrationer av 8% -25%. Finfördelade leror som bentonit och hektorit används som fasta ämnen med hög yta, vanligtvis efter beläggning med en kvartär ammoniumförening för förbättrad kompatibilitet med oljan. Lerorna användes oftare i tidiga fetter och de tvålförtjockade fetterna är vanligare idag. Jämfört med de andra förtjockningsmedlen har PTFE den lägsta COF och är lämplig för användning upp till 300 kcal C men anses vanligtvis endast användas med upp till måttliga belastningar. PTFE används som en” fortifier ” i kombination med en av de andra förtjockningsmedel eller används ensam, speciellt för fetter som är för hög temperatur användning eller applikationer som involverar lång livslängd förväntningar. När den används som en fortifier, kan PTFE ge förbättrad friktionsminskning och även reservera smörjning om oljan i fett pressas ut ur en tät clearance. Förtjockningskraften hos PTFE är en direkt funktion av dess yta så att PTFE-dispersionstypen oftast används för detta ändamål. En mängd olika oljor kan användas som fettbas på samma sätt som beskrivits ovan för smörjmedel i allmänhet. Oljan som används i mineraloljebaserat fett är vanligtvis standard SAE 20-30 viskositet petroleum men oljeviskositeten kan ändras beroende på applikation. Applikationer med hög temperatur och lång livslängd använder vanligtvis mer stabila oljor, såsom syntetisk silikon, polyester, PAO eller perfluoropolyeteroljor, och använder ofta PTFE som förtjockningsmedel eller befästare. En bra sammanfattning av de syntetiska oljor som kan användas för fetttillverkning presenteras i Ref. . Perfluoroalkyleterfetter används speciellt för applikationer som kräver prestanda över ett betydande temperaturområde och där syrebeständighet behövs. Andra förtjockningsmedel kan användas i samma fett förutom PTFE. Det är vanligt att tjockna silikonoljor (faktiskt polysiloxaner) med en blandning av amorf fumed kiseldioxid och PTFE. Leror som bentonit kan användas i kombination med PTFE för att tjockna syntetiska Pao -, ester-och fluorkololjor.

den typiska PTFE-nivån som används som fettförtjockningsmedel täcker ett intervall på 3% -40% beroende på kraven för fettapplikationen. Den låga delen av detta intervall gäller när PTFE används som fortifierare och andra förtjockningsmedel är närvarande. PTFE-nivån varierar från 20% till 40% när den används som det enda förtjockningsmedlet för fettet. Det är i allmänhet föredraget att hålla PTFE-nivån (eller andra förtjockningsmedel) så låg som möjligt eftersom oljan i fettet är det primära smörjmedlet. Mängden som krävs PTFE beror på dess kvalitet/yta. Endast 20% av en bra virgin dispersion typ PTFE med en hög ytarea krävs för att förbereda en NLGI grad 2 fett men upp till 40% kan krävas från skrot PTFE med en låg ytarea. Som nämnts ovan måste mängden PTFE vara tillräcklig för att öka viskositeten till den grad som krävs.

den högre viskositeten hos fetter förenklar tätningskraven för många applikationer och ger mer försäkran om att täta avstånd kommer att förbli smorda. Fetter är skjuvförtunnande smörjmedel, vilket innebär att deras viskositet sjunker under skjuvning. Typiska applikationer är för kul-och rullager i hushållsapparater, fordonshjullager, verktygsmaskiner, kugghjul och järnvägsutrustning. Användningen av PTFE i fett ger reservsmörjning för applikationer med långa perioder av inaktivitet där oljan kan separera från slitytorna. Fetter är också i allmänhet effektiva för att utesluta vatten från den smorda delen. Alla fettapplikationer innebär inte gränssmörjning där det finns behov av extra antiwear-prestanda. Men vissa gör och, som i många smörjsituationer, kan närvaron av tillsatser ge skydd mot slitage. Tillsatser för detta ändamål innefattar molybdendisulfid, grafit, talk, zinkoxid och PTFE.

tillverkare av mekanisk utrustning måste ofta bestämma om man ska använda olja eller fettsmörjning. Olja används vanligtvis om driftstemperaturen är konsekvent hög och oljeflödet behövs för att avlägsna värme. Cirkulerande olja föredras också om det är önskvärt att filtrera skräp från systemet med oljan. Oljor föredras också med låga Startmoment. Fetter rekommenderas när långa mellanrum krävs mellan smörjning och när enkla Höljen och tätningar används som inte är utformade för att behålla olja eller täta föroreningar.

fett kan användas för metall-till-metall-kontakt, metall-till-plast och plast-till-plast-kontakt. Enligt Paul Bessette, en nationellt känd konsult inom smörjning och tribovetenskap, ”Smörjkvalitet polytetrafluoretylen är ett extremt effektivt fast smörjmedel för applikationer som involverar plast på grund av dess förmåga att minska friktionen och bränna in i ytor och därigenom minska kontaktspänningar och förbättra de skadliga effekterna av glasfibrer. En betydande mängd PTFE används för att befästa fetter avsedda för smörjning av plastkomponenter. Dessutom är PTFE det förtjockningsmedel som valts för tillverkning av fett avsett för de mest krävande tribologiska applikationerna.”.134

fetter tillverkas i allmänhet genom att först blanda ingredienserna (olja, fluorpolymer och andra tillsatser) och sedan passera dem genom en kulkvarn, kolloidkvarn, homogenisator eller liknande anordning. Användning av hög temperatur (upp till 200 CCG) för att förbättra vätning under blandning och sedan hög skjuvning under fräsning är vanligt.

karakterisering av fetter kan utföras med användning av en mängd olika standardiserade metoder. Det finns flera standardorganisationer runt om i världen som förbereder sådana metoder. Den amerikanska organisationen heter ASTM (American Society for Testing and Materials) International, den brittiska organisationen heter International Petroleum (IP) testmetoder och så vidare. Internationella organisationen för standardisering (ISO) försöker för närvarande standardisera metoder över hela världen. Några av ASTM-testmetoderna listas nedan.

typ av fett används i en applikation är beroende av kraven i den applikationen. Det vanligaste fettet är NLGI Grad 2.

ett viktigt karakteriseringstest av fett är utvärdering av dess användning i en slitagesituation. Slitagetester använder vanligtvis två ytor som gnuggar mot varandra med fettet insatt mellan de två ytorna. Slitage mäts efter vikt eller volymförlust, eller oftare, av dimensionerna på det resulterande slitageärret. Extrema trycktester kan innefatta en mätning av den belastning som krävs för att orsaka svetsning eller beslag av kontaktytorna. Testförhållandena varierar med temperatur och applicerad belastning. Två metoder som används för att karakterisera slitageegenskaperna hos fett är Fyrbollstester ASTM D 2266 och ASTM D 2596. De liknar mycket de Fyrbollstester som används med smörjmedel med låg viskositet (se tidigare diskussion). Båda metoderna använder en roterande stålkula mot tre liknande stationära stålkulor. ASTM D 2266 körs med lätta belastningar och mäter diametern på det resulterande slitärret. Metod D 2596 använder tyngre laster och mäter belastningsindex och svetsbelastning. Extrema tryckprestanda mäts ibland av ” svetsbelastningen.”Detta är den belastning som krävs i Fyrbollstestet för att orsaka faktisk beslagtagning eller svetsning av bollarna tillsammans. En startbelastning appliceras och ökas med förutbestämda intervall tills den roterande bollen griper och svetsar till de stationära kulorna.

de flesta fetter baserade på mineraloljor använder inte fluorpolymerer som förtjockningsmedel. Användningen av fluoropolymerer som tillsatser till fett baserat på syntetiska oljor är vanligare, särskilt perfluorpolyeter-och polyalfaolefinoljor och speciellt för högtemperaturanvändning. Många av fetttillverkarna inkluderar syntetiskt oljebaserat fett förtjockat med PTFE i sina produktlinjer. Dow innehåller också polyfluorosiloxanfett förtjockat med PTFE i sin produktlinje.

De konsekvenser verkar vara att den speciella PTFE grader har ovanligt stor yta.