การใช้สารหล่อลื่นเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของระบบกลไกใดๆ ก็ตาม ช่วยให้ระบบทำงานได้อย่างเหมาะสมในระยะเวลานาน หนึ่งในแง่มุมของสารหล่อลื่นที่สามารถปรับปรุงคุณสมบัติได้อย่างมากคือการใช้สารเติมแต่งที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ
ความสำคัญของสารเติมแต่งในการผลิตสารหล่อลื่น
คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของสารหล่อลื่นคือความสามารถในการป้องกันการสึกหรอ การสึกหรอทางกลประเภทนี้สามารถเกิดขึ้นได้หลายรูปแบบภายในระบบหล่อลื่น รวมถึง:
- การสึกหรอของกาว
- การสึกหรอจากการเสียดสี
- การเกิดหลุม
- การหลุดร่อน
ความสำคัญของสารเติมแต่งป้องกันการสึกหรอ โดยเฉพาะในสารหล่อลื่นนั้น ไม่อาจมองข้ามได้ เนื่องจากช่วยลดการสึกหรอ สารเหล่านี้จึงเป็นรากฐานสำคัญของประสิทธิภาพการทำงานและเป็นส่วนสำคัญของเครื่องจักรกล ในปัจจุบัน สารเหล่านี้เป็นส่วนประกอบที่ขาดไม่ได้ใน สูตรสารหล่อลื่นสมัยใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสารที่ทำงานภายใต้สภาวะที่รุนแรง
สารเติมแต่งดังกล่าวมีสองประเภท ใช้ตามสถานการณ์ที่เหมาะสม:
พวกมันทำหน้าที่เป็นวัสดุสิ้นเปลือง – พวกมันยึดติดกับพื้นผิวโลหะที่เสียดสีกันเนื่องจากคุณสมบัติการโพลาไรซ์ และทำปฏิกิริยากับพื้นผิวโลหะภายใต้ความร้อนที่เกิดจากการสัมผัสทางกายภาพ ด้วยวิธีนี้ พวกมันจึงก่อตัวเป็นชั้นป้องกันที่ช่วยลดการสึกหรอ ป้องกันน้ำมันพื้นฐานจากการออกซิเดชัน และปกป้องโลหะจากผลกระทบของกรดกัดกร่อน
จะประเมินประสิทธิภาพของสารเติมแต่ง AW/EP ได้อย่างไร?
คุณสมบัติ ทางด้านแรงเสียดทาน ของสารเติมแต่งจะถูกกำหนดโดยใช้วิธีการทดสอบเฉพาะทาง หนึ่งในนั้นคือการทดสอบ 4 ลูก ซึ่งเป็นเทคนิคทั่วไปที่เกี่ยวข้องกับการหมุนลูกเหล็กเทียบกับลูกบอลหล่อลื่น 3 ลูกที่อยู่กับที่ซึ่งจัดเรียงในลักษณะแท่น การทดสอบนี้จะกำหนดคุณสมบัติที่ป้องกันการสึกหรอของสารหล่อลื่นภายใต้สภาวะภาระ ความเร็ว อุณหภูมิ และเวลาที่เฉพาะเจาะจง ตามที่ระบุไว้ในมาตรฐาน ASTM D4172 (AW) หรือ ASTM D2783 (EP) เงื่อนไขการทดสอบสำหรับคุณสมบัติ AW โดยทั่วไปคือ 1200 รอบต่อนาที และภาระ 40 กิโลกรัม ที่ 75°C เป็นเวลา 60 นาที คุณสมบัติ EP มักจะวัดที่อุณหภูมิห้อง ในช่วงเวลา 10 วินาที ภายใต้ภาระที่เปลี่ยนแปลงได้ ผลลัพธ์ของการทดสอบการสึกหรอแบบ 4 ลูกจะแสดงเป็นรอยสึกหรอที่ปรากฏบนลูกบอลที่อยู่กับที่ จากนั้นจะวัดขนาดและหาค่าเฉลี่ย
สารเติมแต่งป้องกันการสึกหรอ AW
เพื่อลดอัตราการเสื่อมสภาพอย่างต่อเนื่องและปานกลางของระบบกลไก สารเติมแต่งป้องกันการสึกหรอ ( AW ) ถูกนำมาใช้ในสูตรน้ำมันหล่อลื่น
- สารเติมแต่ง AW เหมาะสำหรับสารหล่อลื่นที่ใช้งานภายใต้สภาวะที่ไม่รุนแรง โหลดต่ำ และความเร็วสูง
- หน้าที่ของมันคือการลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานโดยการปกป้องพื้นผิวโลหะที่สัมผัสกัน
- อุปกรณ์เหล่านี้จะทำงานเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นเนื่องจากภาระ และที่ความดันต่ำ
- กลไกการทำงานของสารเหล่านี้ขึ้นอยู่กับการสร้างชั้นป้องกันการเสียดสีบางๆ บนพื้นผิวโลหะ สารเหล่านี้ทำงานโดยไม่เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีและต้องการพลังงานกระตุ้นน้อย กระบวนการเหล่านี้ (เช่น การดูดซับทางกายภาพ) มักจะย้อนกลับได้
- สารเหล่านี้พบได้ใน น้ำมันไฮดรอ ลิก น้ำมันเครื่อง น้ำมันเกียร์ น้ำมันเกียร์อัตโนมัติ และสารหล่อลื่นบางชนิด
- ตัวอย่างของสารเติมแต่ง AW ได้แก่ เอสเตอร์ของกรดฟอสฟอริก ซิงค์ไดอัลคิลไดไทโอฟอสเฟต (ZDDP) และสารประกอบซัลเฟอร์-ฟอสฟอรัส
- กลุ่มผลิตภัณฑ์ของ PCC Group ประกอบด้วยสารเติมแต่งป้องกันการสึกหรอ ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ในกลุ่ม Rokolub AD (เช่น Rokolub AD 246 ultra )
สารเติมแต่งป้องกันการยึดติด EP
เพื่อให้มั่นใจได้ว่ามีการหล่อลื่นในสภาวะที่ฟิล์มน้ำมันแตกตัว จึงมีการใช้ สารเติมแต่งป้องกันการติดขัด – แรงดันสูงพิเศษ (EP) – ซึ่งออกแบบมาเพื่อใช้งานในสภาวะที่เรียกว่าการหล่อลื่นแบบขอบเขต
- สารเติมแต่ง EP ออกแบบมาเพื่อใช้ภายใต้ภาระสูง อุณหภูมิสูง และความเร็วต่ำ โดยจะทำงานเมื่อความดันสูงขึ้น
- สารเหล่านี้มีจุดประสงค์เพื่อรองรับปฏิกิริยาระหว่างโลหะที่รุนแรงกว่า ดังนั้นชั้นเคลือบจึงมีความทนทานและหนากว่าในกรณีของสารเติมแต่ง AW
- กลไกการออกฤทธิ์ของสารเหล่านี้ขึ้นอยู่กับการเกิดปฏิกิริยาทางเคมีเชิงเสียดทานที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ที่บริเวณรอยต่อ ส่งผลให้เกิดการสร้างชั้นป้องกันขึ้น กระบวนการนี้ต้องใช้พลังงานกระตุ้นสูง
- ในทางเคมี สารเหล่านี้มีฤทธิ์รุนแรงกว่า โดยมีอัตราการทำปฏิกิริยากับโลหะสูงกว่า รวมถึงการก่อตัวของชั้นเคลือบป้องกันการติดขัดได้เร็วกว่า ในบางกรณี ปฏิกิริยาที่รุนแรงนี้อาจทำให้สารเติมแต่ง EP บางชนิดกัดกร่อนโลหะบางชนิดได้ ซึ่งเป็นเหตุผลที่ต้องใช้ด้วยความระมัดระวัง
- เหมาะสำหรับงานเฉพาะทาง เช่น น้ำมันเกียร์และน้ำมันหล่อลื่นสำหรับงานโลหะ
- สารเติมแต่ง EP ทั่วไปมักเป็นสารประกอบ (ส่วนใหญ่เป็นสารอินทรีย์) ที่มีโบรอน คลอรีน ฟอสฟอรัส หรือกำมะถันเป็นองค์ประกอบหลัก ได้แก่ พาราฟินหรือสารประกอบอะโรมาติกที่มีคลอรีน น้ำมันแร่ที่มีกำมะถัน เอสเตอร์ของกรดอะริล (อัลคิล) ฟอสฟอริก กรดไขมันหรือโอเลฟินที่มีคลอรีนและ/หรือกำมะถัน โพลี อัลคิลีนไกลคอล เป็นต้น
- สารป้องกันการติดขัดในกลุ่ม PCC ได้แก่ ผลิตภัณฑ์จากซีรี่ส์ EXOfos (เช่น EXOfos PA-080S, EXOfos PB-184 )
