Модификаторы трения.

Принцип действия состоит в следующем: в процессе работы на парах трения формируются защитные плёнки, за счёт своей подвижности позволяющие в какой-то мере предотвратить непосредственный контакт металлов.

Содержат в своем составе мелкодисперсные частицы специальных веществ или соединений (дисульфида молибдена (MoS₂), тефлона (политетрафторэтилена – ПТФЭ) и т. д.)

Реметализаторы

Принцип действия основан на процессе переноса мелкодисперсных частиц на контактирующие пары трения. Содержат в своём составе мелкодисперсные частицы металлов: медь, олово, серебро, свинец и т.д. В процессе работы заполняют микрорельеф, увеличивая пятно контакта. Основная функция – ремонтная.

Кондиционеры металла

В процессе работы воздействуют непосредственно на металл пар трения, создавая очень тонкий защитный слой. Защищают, но не восстанавливает.

Ремонтно-восстановительные составы

I. Действие ремонтно-восстановительных составов типа «РВС», «ХАДО», «НИОД», «СУРМ»,«ФОРСАН» и ряда других, основаны на свойствах природного минерала – серпентинита. При применении данных материалов и им подобных, в процессе проводимого ремонта на поверхностях пар трения механизмов, в зонах контакта формируется органометаллокерамическая пленка, предоставляющая собой жидкий монокристалл, выращенный на кристаллической решетке поверхностного слоя самого металла. Данная композитная металлокерамическая структура обладает высокой микротвердостью до 690-710 НУ.

II. Основные проблемы, возникающие при использовании ремонтно-восстановительных составов следует разделить на две основные группы:

А. Двигатели внутреннего сгорания.

Б. Соотношение показателей износа в парах трения «черный - цветной металл».

Применение вышеуказанных составов в двигателях внутреннего сгорания приводит к следующим проблемам:

Обработанный агрегат теряет температурную стабильность, то есть температура охлаждающей жидкости в контуре охлаждения перестает реагировать на режим – обороты коленчатого вала и нагрузку. Это является следствием того, что на пути основного теплоотвода от поршня через поршневые кольца появляется дополнительное тепловое сопротивление – металлокерамический слой. Это приводит в конечном итоге к многочисленным выводам из строя двигателей по причине перегрева деталей ЦПГ (чаще всего это происходит в предельных режимах работы. Помимо этого из-за резко возрастающих температур цилиндра происходит значительное увеличение расхода масла, а также нередки случаи отпуска термофиксирванных поршневых колец.

При применении ремонтно-восстановительных составов в парах трения с различными механическими свойствами, например: «тронк поршня – гильза цилиндра», «шейка коленчатого вала – вкладыш подшипника» и т.п., наблюдается простой абразивный износ, при котором твердые частицы минералов внедряются в мягкие поверхности, нарушая их структуру и ухудшая условия формирования смазочных слоев, что в конечном итоге приводит к выходу из строя механизма. Необходимо так же учитывать и то, что при использовании этих составов происходит неравномерное изнашивание пар.

Так в паре чугун – хром при использовании материала «РВС» износ хрома увеличивается на 13%, снижение износа чугуна на 35%, «СУРМ» - уменьшает износ хрома на 21%, увеличивает износ чугуна на 43%.

III. Эти и ряд других причин приводят к тому, что нашими специалистами в последнее время отмечается отказ ряда крупных потребителей (АО «Кременчугский автомобильный завод», ОАО «Северсталь», ООО «Объединенные уральские завод» (УралМаш), ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», РУП «Минский автомобильный завод» и др.) от продукции вышеуказанных компаний.

К основным причинам отказа от применения РВ составов следует отнести следующее:

• Непрогнозируемость результата от применения (см. п. 2)
• Отсутствие в стабильности качества продукции
• Повышение цены на исходный материал
• Неурегулированность финансово-хозяйственных отношениймежду патентодержателями, компаниями – производителями и компаниями – распространителями (отзыв лицензии у «Хадо», разделение НП «Русремонт» на Московскую и Санкт-Петербургскую компанию).

Композиция Силикатно-Керамическая

Композиция Силикатно-Керамическая (КСК) можно отнести к последнему поколению ремонтно-восстановительных составов. К принципиальными отличиям КСК от основных представленных на рынке РВ составов, является то, что в его основе заложены свойства ряда другогих природных материалов – шунгитов, форстеритов и пр..

Действие КСК основано на реализации в зонах трения под воздействием высоких контактных температур физико-химических реакций, при которых разрушаются пики шероховатостей. Продуктом реакций – соединениями металлов – заполняются впадины шероховатостей и дефекты поверхностей, образовавшихся в процессе эксплуатации силового агрегата. Испытания КСК показали, что чистота поверхности после формирования упрочненного слоя на 60-80% выше, чем до обработки, при этом показатели поверхностной микротвердости и изностойкости равны, либо выше чем после применения РВ составов предыдущего поколения. Кроме того, структура слоя обладает свойствами удержания масла.

Одним из явных преимуществ слоя, сформированного под действием КСК является то, что его коэффициент линейного расширения равен коэффициенту линейного расширения тела металла. По сути антифрикционный, износостойкий слой формируется на атомарном уровне и является структурой кристаллической решетки металла, что определяет высокую прочность слоя, в том числе и при экстремальных термодинамических воздействиях Слой формируется один раз, при начальной обработке и в дальнейшем не требует присутствия препарата в носителе.

Так же одним из принципиальных отличий КСК от ранних РВ составов, является его воздействие на цветные металлы (бронзы, латуни, баббиты и т.др.), что было отмечено в ходе испытательных работ на ОАО «Ижнефтемаш», ОАО "Северсталь" и др.. Следует также отметить крайнюю простоту в применении в сравнении с другими материалами.

 КСК вводится между трущимися поверхностями при помощи носителя (масла, консистентные смазки, фреон, антифризы, и т.д.). В результате чего в процессе эксплуатации на поверхностях трения образуется слой, составляющий с поверхностью детали единое целое. 
Условно процесс обработки можно разделить на два этапа:
1) Подготовительный
В начале процесса происходит естественная очистка микрорельефа от продуктов износа, нагаров и других загрязнителей за счёт окислительно-восстановительных свойств.
2) Основной
Далее происходит непосредственно синтез нанопокрытия на подготовленных и очищенных поверхностях пар трения. Вначале, за счёт образования нанослоя происходит увеличение площади особо нагруженных зон трения, а затем, нанослой распространяется на все трущиеся поверхности в зависимости от величины приложенных к ним контактных нагрузок.
В ходе формирования покрытия температура в зонах трения уменьшается и рост толщины нанослоя замедляется вплоть до полного его прекращения. Таким образом, происходит саморегуляция толщины защитного нанопокрытия.
Синтезированная поверхность условно состоит из трех слоев:
Первого, восстановленного слоя, который обладает общей кристаллической решеткой с металлом подложки; 
Второго, промежуточного, упругого слоя; 
Третьего, внешнего, защитного слоя с аномально низким коэффициентом трения и высокой износоустойчивостью. 
Полученная в результате применения КСК поверхность обладает высокой микротвердостью и упругостью. Характеризуется защитными свойствами против электрохимической коррозии. Эта поверхность способна к регенерации и работает в условиях трения как защитный слой.
За счет оптимизации формы поверхностей трения снижаются вибрация и шумы. Высокая микротвердость покрытия в сочетании с пластичностью позволяет значительно увеличить ресурс механизмов. Они без износа переносят "холодный пуск" и повышенные нагрузки. В отдельных случаях, при условии полностью сформированного нанослоя и достаточном охлаждении, допускаются продолжительные периоды работы в условиях "масляного голодания" без повреждения трущихся поверхностей.
Длительность формирования защитного слоя зависит от первоначального технического состояния машин и механизмов (качества изготовления, сборки, состава материалов и т.д.), а также режимов и сроков эксплуатации.
По своей природе он не чужероден металлу и поэтому, в отличие от различных присадок, идеально удерживается на поверхности металла.
Имеет одинаковый с металлами коэффициент линейного расширения, так как образует с ними единое целое. Коэффициент трения аномально низок: 0,003 – 0,005.
По своей природе диэлектрик и огнеупор.