¿Cómo funcionan los lubricantes sólidos?

Al igual que los diversos estados de la materia, los lubricantes también se presentan en diversas formas. Estos incluyen gas, líquido, viscoso (grasa) y sólido. Si bien la lubricación industrial gira principalmente en torno a fluidos y grasas, entornos operativos específicos los hacen inadecuados, lo que provoca un giro hacia los lubricantes sólidos.

Los lubricantes sólidos operan dentro de límites y funcionan formando una película delgada sobre las superficies de las piezas móviles. Esta película, a menudo denominada "tribopelícula", actúa como una barrera protectora, mitiga el desgaste del adhesivo y reduce la fricción entre superficies. Las partículas que constituyen los lubricantes sólidos poseen una resistencia al corte mínima, lo que contribuye a la reducción de la fricción.

La estructura de los lubricantes sólidos dicta sus propiedades reductoras de la fricción. Normalmente, los lubricantes sólidos comprenden capas atómicamente delgadas de materiales sólidos. Estas capas, similares a una pila de naipes, están unidas por fuerzas débiles de van der Waals y se cortan fácilmente bajo movimiento relativo.

El espesor de la película de fricción es fundamental en el proceso de lubricación. Las películas delgadas dan como resultado un bajo coeficiente de fricción y un menor desgaste, mientras que las películas excesivamente gruesas pueden provocar un aumento de la fricción y el desgaste. Los factores que influyen en el espesor de la película incluyen el tipo de lubricante sólido utilizado, la carga sobre las piezas móviles y el entorno de lubricación.

El grafito, una forma de carbono natural, sirve como un lubricante robusto para aplicaciones de alta temperatura y presenta un bajo coeficiente de fricción. El disulfuro de molibdeno (MoS2), ideal para condiciones de alta presión y alta temperatura, también cuenta con un bajo coeficiente de fricción. El nitruro de boro (BN), compuesto de boro y nitrógeno, sobresale en entornos de alta temperatura y alta presión, demostrando una notable resistencia al choque térmico.

Los fluoropolímeros, como el politetrafluoroetileno (PTFE), presentan una excepción, ya que se basan en moléculas que se deslizan unas sobre otras debido a átomos de flúor externos muy compactos. Estos lubricantes, que normalmente se utilizan hasta 260 °C, presentan resistencia a los productos químicos reactivos.

Los lubricantes sólidos encuentran amplias aplicaciones en industrias donde los lubricantes y grasas líquidos no son adecuados. En el sector aeroespacial, los recubrimientos lubricantes secos se prefieren para naves espaciales y satélites debido a las limitaciones extremas del entorno espacial. En entornos industriales, las grasas que contienen lubricantes sólidos sirven en aplicaciones de alta carga y baja velocidad, ofreciendo una protección superior contra el desgaste.

El futuro de la tecnología de los lubricantes sólidos es prometedor y hay investigaciones en curso centradas en mejorar su rendimiento y durabilidad. Los lubricantes sólidos nanocompuestos, compuestos de nanopartículas de varios aceites sólidos, tienen potencial para la lubricación a alta temperatura y alta presión.

A medida que las empresas buscan soluciones sostenibles, la adopción de lubricantes sólidos puede aumentar, y las superficies de las máquinas están impregnadas de lubricantes sólidos o incluso los lubricantes sólidos reemplazan a sus homólogos líquidos cada vez más.

Zhejiang Mingxu Machinery Manufacturing Co., Ltd. se especializa en I+D y producción de componentes de aleaciones de cobre y rodamiento autolubricante bujes durante más de diez años. Tiene una rica experiencia en producción y acumulación de tecnología. No dude en contactarnos en [email protected] para cualquier pregunta técnica o sobre productos.