Het gebruik van smeermiddelen is een fundamenteel onderdeel van elk mechanisch systeem, waardoor het gedurende lange tijd optimaal kan functioneren. Een aspect van smeermiddelen dat hun eigenschappen aanzienlijk kan verbeteren, is het gebruik van prestatiebevorderende additieven.
Het belang van additieven in smeermiddelformuleringen
De belangrijkste eigenschap van een smeermiddel is het vermogen om slijtage te voorkomen. Dit type mechanische slijtage kan verschillende vormen aannemen binnen een gesmeerd systeem, waaronder:
- Lijmslijtage,
- Slijtage door schuren,
- Putjes,
- Afbrokkeling.
Het belang van antislijtageadditieven, met name in smeermiddelen, kan niet genoeg benadrukt worden. Door slijtage te beperken, vormen ze een hoeksteen van de operationele efficiëntie en een integraal onderdeel van mechanische apparatuur. Tegenwoordig zijn ze een onmisbaar bestanddeel van moderne smeermiddelformuleringen , vooral die welke onder zware omstandigheden werken.
Er zijn twee soorten van dergelijke additieven, die afhankelijk van de situatie worden gebruikt:
Ze fungeren als een verbruiksmateriaal – ze hechten zich aan wrijvende metalen oppervlakken vanwege hun polarisatie en reageren ermee onder invloed van de warmte die door fysiek contact ontstaat. Op deze manier vormen ze een beschermende laag die slijtage minimaliseert, de basisolie beschermt tegen oxidatie en metalen afschermt tegen de effecten van corrosieve zuren.
Hoe bepaal je de prestaties van een AW/EP-additief?
De tribologische eigenschappen van additieven worden bepaald met behulp van gespecialiseerde testmethoden. Een daarvan is de vierkogeltest. Dit is een veelgebruikte techniek waarbij een stalen kogel roteert ten opzichte van drie stationaire, gesmeerde kogels die in een houder zijn geplaatst. Deze test bepaalt de eigenschappen die slijtage van het smeermiddel voorkomen onder specifieke omstandigheden wat betreft belasting, snelheid, temperatuur en tijd, zoals gespecificeerd in de ASTM D4172 (AW) of ASTM D2783 (EP) normen. Testomstandigheden voor AW-eigenschappen zijn doorgaans 1200 tpm en een belasting van 40 kg bij 75 °C gedurende 60 minuten. EP-eigenschappen worden meestal gemeten bij kamertemperatuur, gedurende een periode van 10 seconden, onder variabele belasting. De resultaten van de vierkogeltest worden weergegeven als slijtageplekken die op de stationaire kogels verschijnen. Deze slijtageplekken worden vervolgens gemeten op grootte en gemiddeld.
AW antislijtageadditieven
Om de continue en gematigde slijtage van mechanische systemen te verminderen, worden antislijtage-additieven ( AW -additieven) gebruikt in smeerolieformuleringen.
- AW-additieven zijn geschikt voor smeermiddelen die onder milde omstandigheden werken, bij lage belastingen en hoge snelheden.
- Hun rol is het verlagen van de wrijvingscoëfficiënt door de contactoppervlakken van de metalen te beschermen.
- Ze worden geactiveerd door een temperatuurstijging als gevolg van belasting en bij lage drukken.
- Hun werkingsmechanisme is gebaseerd op de vorming van een dunne, beschermende tribologische laag op het metaaloppervlak. Ze werken zonder chemische veranderingen en vereisen minder activeringsenergie. Deze processen (bijvoorbeeld fysische adsorptie) zijn meestal omkeerbaar.
- Ze komen voor in hydraulische oliën , motoroliën, versnellingsbakoliën , vloeistoffen voor automatische transmissies en bepaalde smeermiddelen.
- Voorbeelden van AW-additieven zijn fosforzuuresters, zinkdialkyldithiophosphaten (ZDDP) en zwavel-fosforverbindingen.
- Het portfolio van de PCC Group omvat antislijtageadditieven, producten uit de Rokolub AD-serie (bijvoorbeeld Rokolub AD 246 ultra ).
EP-anti-aankoekadditieven
Om smering te garanderen onder omstandigheden waarbij de oliefilm afbreekt, worden anti-seize additieven – Extreme Pressure (EP) – gebruikt. Deze zijn ontworpen om te werken onder zogenaamde grenslaagsmeringsomstandigheden.
- EP-additieven zijn bedoeld voor gebruik onder hogere belastingen, bij hoge temperaturen en lage snelheden. Ze worden geactiveerd bij verhoogde drukken.
- Ze zijn bedoeld voor intensere metaal-op-metaal interacties, waardoor de coating duurzamer en dikker is dan in het geval van AW-additieven.
- Hun werkingsmechanisme is gebaseerd op het aangaan van een onomkeerbare tribochemische reactie aan het grensvlak, wat resulteert in de vorming van een beschermende laag. Dit proces vereist een hoge activeringsenergie.
- Chemisch gezien gedragen ze zich agressiever, gekenmerkt door een hogere reactiesnelheid met het metaal en een snellere vorming van een anti-aanhechtingscoating. In sommige gevallen kan deze hoge reactiviteit ertoe leiden dat bepaalde EP-additieven corrosief zijn voor specifieke metalen, wat het voorzichtige gebruik ervan rechtvaardigt.
- Ze zijn geschikt voor meer specialistische toepassingen, zoals bijvoorbeeld tandwieloliën en metaalbewerkingsvloeistoffen.
- Typische EP-additieven zijn (vaak organische) verbindingen op basis van boor, chloor , fosfor of zwavel. Voorbeelden hiervan zijn gechloreerde paraffinen of aromatische verbindingen, gesulfureerde minerale oliën, aryl(alkyl)fosforzuuresters, gechloreerde en/of gesulfureerde vetzuren of olefinen, polyalkyleenglycol , enzovoort.
- Tot de anti-seize additieven van de PCC Group behoren producten uit de EXOfos -serie (bijv. EXOfos PA-080S, EXOfos PB-184 ).
