UNIVERZITET U ZENICI AKADEMSKA GODINA 2013/2014

                   MAŠINSKI FAKULTET
                   KATEDRA ZA PROIZVODNE TEHNOLOGIJE
                   PREDMET: TRIBOLOGIJA

----SEMINARSKI RAD

SEMINARSKI RAD

SEMINARSKI RAD----

““““ČVRSTA MAZIVA

ČVRSTA MAZIVA

ČVRSTA MAZIVA””””

Student: Predmetni nastavnik:

ostovi

Adnan v. as. mr. sc. Edin Begovi

6204/11

Čvrsta maziva

S A D R Ž A J

Sistemi za podmazivanje............................................................................3

Sredstva za podmazivanje..........................................................................3

vrsta maziva.............................................................................................5

Materije lamelarne strukture .....................................................................8

Mehki metali............................................................................................11

Polimerni materijali.................................................................................14

Kerami

ki materijali................................................................................17

Literatura i izvori.....................................................................................22

Čvrsta maziva

Pred sredstvima za podmazivanje postavljaju se sljede

i osnovni zahtjevi:

•

da smanji gubitke mehani

ke energije u tribotehni

kom sistemu,

•

da što manje štetno uti

e na tribološki sistem,

•

da ima hemijsku postojanost i otpornost prema koroziji,

•

da se može separisatiod raznih ne

isto

a s kojima do

e u kontakt prilikom

upotrebe.

U tehni

koj praksi s obzirom na agregatna stanja, maziva se dijele na:

•

gasovita maziva

•

na maziva(mazivna ulja i sli

ne te

nosti bez obzira na porijeklo),

•

pastozna maziva (mazivne masti) i

•

vrsta maziva odnosno kruta maziva.

Prema hemijskom sastavu maziva se dijele na:

•

organska i

•

neorganska maziva.

Prema porijeklu maziva se dijele na:

•

prirodna i

•

sinteti

ka maziva

unarodna organizacija za standardizaciju ISO, dala je klasifikaciju prema kojoj

se proizvodi dobiveni iz nafte dijele u pet osnovnih grupa:

-goriva,

S-

solventi i

bazne sirovine za hemijsku industriju,

-maziva, industrijska ulja i sli

ni proizvodi,

-voskovi i parafini i

B-

bitumeni. Prema tome, maziva, industrijska ulja is vi

sli

ni proizvodi svrstani su u grupu

(Lubricants) koji se dijele prema ISO

klasifikaciji u 18 grupa , Tabela 1.
Bitno je napomenuti da se svaka navedena grupa u tabeli 1 dijeli u manje ili više
podgrupa a u zavisnosti od mjesta primjene i karakteristika maziva.

Čvrsta maziva

OZNAKA

PODRU

JE PRIMJENE

Proto

no podmazivanje

Podmazivanje kalupa

Zup

asti prijenosnici

Kompresori i rashladni ure

aji

Motori sa unutrašnjim sagorujevanjem

Cirkulacioni sistemi

Klizne staze i vodilice

Hidrauli

ki sistemi

Obrada metala

Elektri

ne instalacije

Pneumatski alat

Prijenos toplote

Privremena zaštita od korozije

Turbinska postrojenja

Termi

ka obrada

Primjena mazivnih masti

Ostala primjena

Cilindri parnih mašina

Tabela 1. Klasifikacija maziva, industrijskih ulja i sli

nih proizvoda prema podru

ju primjene

Čvrsta maziva

Pod

vrstim mazivima podrazumjevaju se materije koje imaju sposobnost da

smanje trenje i habanje. Ove materije se mogu:

nanositi na taru

e površine u vidu prevlaka

dodavati drugim mazivima(te

nim i polute

nim)

od njih se mogu izra

ivati kompletni dijelovi

Odavno je poznato da mnogi

vrsti materijali kada se na

u u tribološkom sistemu

djeluju u smislu smanjenja koeficijenta trenja, te se prema tome mogu smatrati
sredstvom za podmazivanje.
S druge strane, djelovanje raznih

vrstih, te

nih ili pak gasovitih materija u

tribološkim, rezultira stvaranjem raznih

vrstih mazivnih slojeva, koji u tom

Čvrsta maziva

•

kerami

ki materijali (aluminijum-trioksid, cirkonijum-oksid, volfram-karbid,

silicijum-karbid)

Slika 1. Slika 2.

Slika 3. Slika 4.

Na prethodnim slikama prikazani su neki od tipi

nih vrsta

vrstih maziva, na

in na

koji se ta maziva nanose na površine mašinskih elemenata kao i mogu

nost

samostalne upotrebe tih materijala u mašinstvu ili tehnici op

enito.

Čvrsta maziva

U Tabeli 2 date su neke od osnovnih karakteristika

vrstih maziva.

Karakteristika

Grafit

PTFE

Adhezija

Dobra

Srednja

Niska

Tvrdo

Mala

Najve

a radna temperatura, °C

300

600

260

Zaštita od korozije

Srednja

Dobra

Hemijska stabilnost

Dobra

Vrlo dobra

Podmazivanje u vakumu

Vrlo dobro

Slabo

Dobro

Otpornost na radijaciju

Dobra

Slaba

Koeficijent trenja

0,03 do 0,1

0,1

0,1 do 0,2

Efikasnost podmazivanja pri
velikom optere

enju

Vrlo dobra

Dobra

Slaba

Efikasnost podmazivanja pri
malom optere

enju

Dobra

Izvanredna

Boja

Crna

Bezbojno/bijela

Gustina, kg/

4,8

2,2

Oksidacioni/degradacioni
produkti

MoO

CO, CO

Kristalna struktura

Heksagonalna Heksagonalna

Djelimi

kristalna,
molekuli lan

ani

polimeri

Tabela 2, tipi

ne karakteristike

vrstih maziva.

Materije lamelarne strukture

Grafit

Grafit je mineral koji sadrži ugljik, ime je dobio po njema

kom geologu Abrahamu

Gottlobu Werneru (u gr

kom jeziku

γραφειν

Njegova najve

a nalazišta se nalaze u Aziji. Pri jako viskoim temperature nastaje

grafit po reakciji

Čvrsta maziva

Zbog toga molibdensulfid daje vrlo nizak koeficijent trenja, ako se uzme u obzir i

injenica da se

MoS

vrst veže za metalne površine, onda je s razlogom ovo

naj

eš

e upotrebljavano

vrsto mazivo.

Slika 6.

Stepen vezivanja molibdensulfida za metalne površine ovisi od hrapavosti površine
te je utvr

eno da se najpovoljnija debljina sloja javlja pri Ra=1 do 1,5µm.

Molibdensulfid se kao i grafit koristi pomiješan sa isparljivim solventom i kao
dodatak uljima i mazivim mastima, ili u obliku

istog praha.

Dejstvo

MoS

u uljima i mazivim mastima naro

ito je izraženo u uslovima

grani

nog i miješanog podmazivanja.

Tako

er, molibdensulfid se pomiješan sa vodom uspješno koristi pri obradi metala

rezanjem i procesima istiskivanja u toplom stanju.
Temperatura postojanosti

MoS

s aspekta održavanja karakteristika podmazivanja

je dosta visoka i iznosi oko 400°C, dok na temperaturama preko 600°C nastaje
oksid molibdena koji je vrlo štetan u tribološkim sistemima zbog svoje velike
abrazivnosti.

Čvrsta maziva

Mehki metali

Srebro

Slika 7.
U prodaju dolazi u raznim pakiranjima i oblicima: u obliku kristala, folije, granula,
u prahu, u obliku štapova žice, ili vune.
Metalno srebro nije otrovno, ali njegove soli jesu.
Srebro se najviše upotrebljava u obliku slitina, od kojih su najvažnije one s
bakrom, cinkom i niklom.
U usporedbi s vrlo

istim srebrom, te su slitine jeftinije,

vrš

e i otpornije na

trošenje.
Legure srebra upotrebljavaju se za izradu nakita, kovanog novca (kovanica), a u
obliku tzv. tvrdih lemova koriste se za lemljenje uglji

nih i legiranih

elika, bakra,

nikla, titanija i legura plemenitih metala.
Najve

a koli

ina proizvedenoga srebra (oko jedne tre

ine svj. proizvodnje srebra)

rabi se za kovanje novca (slitina s 5 do 50% bakra), u proizvodnji nakita (slitina do
20% bakra) i pribora za jelo.
Osim toga, srebro služi i za dobivanje srebrnih soli, za tvrdo lemljenje, u zubarstvu
(zubnoj protetici i konzervativnom lije

enju zubi) kao amalgam srebra (slitina

srebra sa živom i kositrom), u kemijskoj industriji za posu

e otporno prema

alkalijama i koroziji te kao katalizator, itd..
Elementarno srebro se koristi i za galvanske prevlake, upotrebljava se za
posrebrivanje manje plemenitih metala ili legura i stakla (za izradu ogledala) i
raznih legura sa zlatom i bakrom.
Metalno srebro, odnosno ioni Ag

, imaju antibakterijsko djelovanje, pa se koristi

za izradbu posuda, spremnika, cijevi, armature i preparata u kemijskoj,
farmaceutskoj i prehrambenoj industriji, za dezinfekciju i sterilizaciju vode za pi

i izradu posu

a za jelo.

Zrcala (ogledala) se proizvode prevla

enjem stakla tankim slojem metalnoga

srebra (posrebrivanjem), što se postiže redukcijom srebrnih soli na staklenoj
površini postupkom koji je 1835.g. razvio njema

ki kemi

ar J.Liebig.

Čvrsta maziva

Sve više zlata danas troši u elektronici i galvanotehnici kao sastojak industrijskih
lemila u elektronskoj industriji za proizvodnju najkvalitetnijih elektri

ne vodova i

kontakata elektri

nih instrumenata i specijalnih ure

aja, naj

eš

e kao nanos na

manje plemenitom metalu ili leguri. Tako

er se u velikim koli

inama koristi i za

programe istraživanja svemira.
Tehni

ka upotreba zlata vrlo je ograni

ena i ni u kojoj primjeni u tehnici zlato nije

nenadoknadivo.
U ve

ini zemalja zlato služi kako monetarni standard i kao pokri

e platne mo

Dvije tre

ine svjetskih zaliha zlata nalazi se u obliku zlatnoga novca i zlatnih

poluga u bankovnim trezorima.
Procjenjuje se da je do kraja 1973. u svijetu bilo proizvedeno ukupno oko 80 950
tona zlata. Godišnja svjetska proizvodnja zlata iznosi oko 1000 t. Ukupna
vrijednost svjetskih zaliha zlata iznosi danas oko 70 milijardi dolara. Dvije tre

ine

od toga iznosa nalazi se u obliku zlatnog novca ili zlatnih poluga u trezorima
emisionih banaka (poglavito u SAD).
U prodaju elementarno zlato dolazi naj

eš

e u obliku folije, praha, štapova i žice.

Za upotrebu

isto zlato je premekano, pa se za prakti

nu upotrebu (npr. primjene

zlata u luksuznim predmetima) se legira s drugim metalima (naj

eš

e srebrom,

bakrom) ili s nekim iz grupe platinskih metala, pa se gotovo isklju

ivo rabi u

obliku slitina/legura.
Za razliku od

istoga zlata, njegove slitine s drugim metalima su op

enito tvr

e i

otpornije na habanje, pa se upotrebljavaju se za izradu ukrasa, novca
(tzv.“zlatnici“), u elektronskoj industriji (za kontakte), te u optici (zbog dobre
refleksije infracrvenoga zra

enja).

Zlato od kojega se kuju zlatnici može imati 1 do 10% bakra.
Zlato za nakit slitina je zlata sa srebrom i bakrom.
Tzv.“tvrdo zlato“ je slitina sa samo 1% titanija koja se isti

e tvrdo

om, uz boju

„žutoga zlata“.
Talište slitine s bakrom ili niklom te s 30% srebra ili paladija bitno je niže od
tališta ostalih slitina i rabi se kao vezivno sredstvo za lemljenje (tzv.“zlatni lem“).
Zlato se vrlo lako legira sa živom u zlatni amalgam.

Olovo

Olovo je nakon željeza i cinka najjeftiniji tehni

ki metal, vrlo široke primjene, jer

ima nisko talište, mekan je i slabo provodi struju, ali je sve više istisnut zbog svoje
otrovnosti.
Najve

u primjetnu ima u proizvodnji akumulatora i lako taljivih slitina za meko

lemljenje.

Čvrsta maziva

Vrlo dobro zaustavlja („upija“) rendgenske alfa, beta i gama zrake, pa se od olova
izra

uju zaštitne radiološke obloge, oklopi, blokovi, prega

e, rukavice i sl., kao

zaštita protiv radijacije; prvenstveno od vrlo prodornog gama nuklearnog zra

enja

(tzv. X-zrake).
Služi u kemijskoj industriji za prevla

enje reakcijskih posuda, za oblaganje komora

u proizvodnji sumporne kiseline, spremnika za nagrizaju

e kemikalije, cijevi i

ure

aja otpornih prema sumpornoj kiselini (olovne komore), proizvodnju raznih

kemijskih dijelova aparatura, spremnika korozivnih plinova, spremnika za
radioaktivne tvari, i sl..
Tako

er se koristi i u kemijskoj industriji za proizvodnju nekih olovnih boja,

primjerice tetraetil-olovo, koji je ujedno i antidetonator i boja benzina.
Olovne plo

e ugra

uju se u zidove zgrada kao zvu

na izolacija, te u temelje radi

prigušivanja vibracija.
Dandanas služi za izradbu puš

anih zrna (tanadi) i drugog artiljerijskog streljiva

(metaka).
Tako

er se koristi kao uteg (npr. na udicama) sa 2,5% antimona.

Od olovnoga lima su se izra

ivale krovne obloge, olovne folije i tube koje su

služile za ambalažu.
Olovo se od davnina rabi za izradbu ukrasnih predmeta i lijevanje kipova, ali takvi
predmeti su u novije vrijeme zašti

eni raznim premazima zbog njegove svjesne

otrovnosti.
Neko

je olovo služilo za izradbu vodovodnih cijevi za kanalizaciju, ali se danas

zbog olovne korozije i otrovnosti olova i njegovih soli od njega više ne izra

uju ni

odvodne vodoinstalacije, jer se tako prenose u vode teku

ice ili staja

ice (more), te

se mijenja PVC cijevima.

Polimerni materijali

Termin plastika pokriva jednu vrlo široku grupu polimernih materijala,

ije

otkrivanje još nije završeno i

ije se osobine usavršavaju dodavanjem vlakana,

kratkih, dugih, usmjerenih, platna, stakla, ugljika itd.., dovode

i tako do pojave

kompozita.
Plasti

ne mase su materijali

iji su bitni sastojci izgra

eni od makromolekularnih

organskih spojeva koji nastaju sintetski ili pretvorbom prirodnih proizvoda.
One sup o pravilu, uz odre

ene uslove prikladne za plasti

no oblikovanje ili su

plasti

no oblikovane.

Plasti

ne mase nisi više obi

na zamjena za prirodne proizvode, ve

konstruktivni

materijal u elektrotehnici, mašinstvu itd.

Čvrsta maziva

polietilen-PE

polipropilen-PP

polistiren-PS

polivinil-hlorid PVC

Njihova se svojstva drasti

no promijenila(ponajprije PP) tako da se koristi

esto

za konstrukcione dijelove.

II- Sljede

a skupinna su su inženjerski ili konstrukcioni polimerni materijali s

boljim mehani

kim i drugim tehni

kim svojstvima , al is a 5x višom cijenom od od

obi

nih polimera.

Najzna

ajniji konstrukcioni plastomeri su:

poliamid –PA

polikarbonat-PC

poliacetal-POM

stiren/akrilonitril/polibutilen-ABS

utim jedan od najboljih i najkarakterist

niji polimera koji se koristi u

mašinstvu i tehnici kao

vrsto mazivo je POLTETRAFLUROETILEN(PTFE).

Politetrafluroetilen

Politetrafluoretilen (F

C=CF

, teflon, P.T.F.E., politetrafluoreten) je

polukristalina, polimerna plastika koja se sastoji od fluora i ugljika.
Politetrafluoretilen je prvi pronašao ameri

ki kemi

ar Roy Plunkett 1938. godine.

Tetrafluoretilen je bezbojan plin bez mirisa koji polimerizacijom daje
politetrafluoretilen poznat pod komercijalnim trgova

kim imenom "teflon" i

"fluon". Vrlo je cijenjen polimerni materijal otporan prema visokim temperaturnim
i kemijskim utjecajima (fluorougljik), koji se primjenjuje za prevla

enje

kuhinjskoga posu

a, za izradbu laboratorijske opreme, u svemirskoj tehnici i dr..

Najve

u primjenu je našao u vodoinstalacijama gdje dolazi u t.zv. teflonskim

vrpcama.

Čvrsta maziva

           Slika 8.                                    Slika 9.                                 Slika 10.

Slika 11. Slika 12.

Na prethodnim slikama(8-12) da ti su polimerni materijali koji se koriste u tehnici
samostalno ili u kombinaciji sa drugim materijalima, s obzirom da ovi elementi u
dodiru sa

elikom stvaraju

vrste mazivne slojeve možemo ih svrstati u grupu

vrstih maziva.

Keramički materijali

Tehni

ka keramika su nemetalni materijali proizvedeni u obliku finog praha

pomiješanog sa vezivom koji se zatim oblikuju razli

itim postupcima in a kraju

sintetiziraju pri visokim temperaturama.

Čvrsta maziva

najvatrostalnijih poznatih materijala. ZrO se koristi i kao taljivo za platinu pri
temperaturama od preko 1755°C. Zr se koristi u nuklearnim reaktorima, zbog svoje
sposobnosti apsorpcije neutrona. Veliki primjerci cijenjeni su kao drago kamenje,
zahvaljuju

i visokom indeksu loma svjetlosti (cirkon ima indeks loma oko 1.95, a

dijamant samo nešto više - 2.4). Boja onih cirkona koji ne zadovoljavaju kvalitetu
u draguljarstvu može se promijeniti zagrijavanjem. Ovisno o dužini i ja

ini

zagrijavanja, mogu se dobiti bezbojni, plavi i zlatnožuti cirkoni.

Silicijum-karbid

Slika 14.

Silicijev karbid (SiC, karborund/um/) je kovalentni karbid, koji je zbog razli

itih

isto

a obojen zeleno, žuto, plavo ili crno, ovisno o vrsti ne

isto

a. Dobiva se

reakcijom kremenog pijeska i koksa u elektrolu

nim pe

ima pri temperaturama

1900-2000°C.
SiO

(s) + 3 C(s) --> SiC(s) + 2 CO(g)

Ima inzvaredna hemijska, fizikalna, mehani

ka, toplinska i elektri

na svojstva. Jer

se odlikuje velikom tvrdo

om (gotovo kao dijamant), koristi se za izradu bruseva i

materijala za brušenje, poliranje i

iš

enje površina

vrstih materijala.

Vatrostalan je materijal, velike toplinske vodljivosti i velike otpornosti na
temperaturne promjene, pa se upotrebljava za izradu okna visokih pe

i, posuda za

taljenje metala, nosa

a u pe

ima za pe

enje kerami

kih posuda i sl.. Iz njega se

izra

uju sapnice raketa, lopatice turbina, elektri

na grija

a tijela za rad pri visokim

temperaturama (1100 – 1500°C). Materijal je i za legiranje s drugim tvarima.

Čvrsta maziva

Volframov-karbid

Slika 15.

Volframov karbid WC dobiven metalurgijom praha (sinterovanje) je prvi prikazao
1927. Friedrich Krupp iz Njema

ke, pod nazivom Widia (njem. wie Diamant - u

prijevodu poput dijamanta). Tvrdi metali se upotrebljavaju za izradu
visokokvalitetnih reznih alata, kod kojih mogu da se primjene velike brzine rezanja
i dobije visok kvalitet površine koja se obra

uje. Zbog visokih temperatura koje se

pri procesima rezanja razvijaju (> 700°C), zahtjev u svojstvima se prije svega
odnosi na velikutvrdo

u, otpornost na trošenje i stabilnost osobina na povišenim

temperaturama (puzanje). Rezni alati izra

eni od tvrdih metala imaju bolja svojstva

od alata izra

enih od brzoreznih

elika, posebno bolja svojstva rezanja na

povišenim temperaturama. Izra

uju se procesom sinterovanja (metalurgija praha),

tvrde legure na bazi volframovog karbida (kompozitni materijal) i
procesom lijevanja – steliti. Zbog na

ina dobijanja, ali i velike tvrdo