Samosmarujące części przeznaczone do pracy w wysokich temperaturach
Aktualnie stosowane smary nie sprawdzają się w wysokich temperaturach, a liczne małe i średnie przedsiębiorstwa (MŚP) zyskałyby przewagę konkurencyjną dzięki odpowiedniej nowej technologii. W ramach finansowanego ze środków UE projektu HIGRAPH (Incorporation of solid lubricants into surface of friction parts engineered for high-temperature applications) naukowcy opracowali nowe rozwiązania w warunkach tarcia suchego i wysokich temperatur. Zespół umieścił cząsteczki wysokotemperaturowego smaru stałego (HTSL) w mikrozbiorniczkach. Pozwala to zachować ich skuteczność nawet w wysokich temperaturach oraz umożliwia powolne uwalnianie środka smarnego, tworzącego warstwę poślizgową na powierzchni narażonej na tarcie. Samosmarujące się warstwy były przygotowywane przy pomocy metalurgii proszków lub modyfikacji powlekania natryskowego (TSC) poprzez mikroobróbkę w zależności od wymagań przemysłowych. Udowodniono, że części te są trzy do czterech razy trwalsze dzięki istotnemu zmniejszeniu współczynnika tarcia. Ich cena będzie niewiele wyższa, ale zrekompensuje ją większa żywotność, przekładająca się na niższe o 40 do 60% koszty w okresie 2–3 lat. Naukowcy przygotowali bazę danych dotyczących mechanizmów zużywania się części poddanych tarciu w wysokich temperaturach. To narzędzie da projektantom obrabianych części możliwość lepszego doboru materiałów, właściwości warstw powierzchniowych, technologii produkcji i właściwości trybologicznych. Model smarowania mieszanego i analiza rynkowa umożliwiły naukowcom ocenę dostępnych na rynku proszków HTSL. Uczeni wybrali najbardziej obiecujące proszki HTSL do określonych zastosowań przemysłowych. Ponadto opracowano proces mikroobróbki laserowej do kształtowania powierzchni TSC, ułatwiający umieszczanie smarów stałych w mikrozbiorniczkach. Nowa technologia smarów może być wydajnie stosowana w różnorakich produktach, w tym rolkach napinających i prowadniczych w przemyśle metalurgicznym, skrzydełkach i wałach pędnych w przemyśle lotniczym, oraz zaworach w petrochemii. Zespół HIGRAPH przetestował tę technologię na rolkach i szynach prowadniczych. Nowy system sterowania i monitorowania procesów umożliwił kontrolę w czasie rzeczywistym procesu nanoszenia powłoki. Stworzona w ramach projektu HIGRAPH, nowatorska technologia smarów stałych do zastosowań wysokotemperaturowych, pozwoli na zwiększenie trwałości i ograniczenie wymiany części, a jednocześnie ograniczenie zużycia energii przez maszyny. Oprócz obróbki wykonywanej przez MŚP, technologia ta może zostać zastosowana na nowych rynkach, w różnych sektorach przemysłu.
Słowa kluczowe
Samosmarowanie, części ulegające tarciu, praca w wysokich temperaturach, HIGRAPH, smary stałe
