Seit Mitte des 16. Jahrhunderts ist es das Herzstück jedes Bleistifts und ein sehr mysteriöses Material: Graphit. Ein aus der griechischen Sprache abgeleiteter Name Graphein = zu schreiben, zeigt den Hauptzweck von Graphit an, aber seine Verwendung ist viel breiter. Dieses Mineral, das eine stabile allotrope Form von Kohlenstoff ist, hat den höchsten Schmelzpunkt aller chemischen Elemente (3650 °C) und – zusammen mit Diamant – die höchste Wärmeleitfähigkeit. Die besondere Kristallstruktur von Graphit verleiht ihm hervorragende Selbstschmiereigenschaften – daher das Graphitfett.
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Warum schmiert Graphitfett so gut?
Eigenschaften und Struktur von Graphit
Die außergewöhnlichen Eigenschaften von Graphit finden in vielen Industrien Anwendung, unter anderem bei der Herstellung von speziellen Graphitfetten. Sie resultieren aus der ursprünglichen Kristallstruktur von Graphit, die extrem stark ist, aber nur entlang bestimmter Ebenen. Man kann sagen, dass die Graphitstruktur aus gestapelten dünnen Schichten besteht, in denen die Kohlenstoffatome in einem äußerst stabilen Wabenmuster angeordnet sind. Andererseits wirken zwischen diesen Schichten aufgrund bestimmter chemischer Bindungen nur relativ schwache Kräfte.
Die sehr hohe Druckfestigkeit von Graphit, kombiniert mit hoher Spaltbarkeit und Sprödigkeit, macht es zu einem idealen trockenen Graphitfett. Durch Scherkräfte zwischen rotierenden Elementen (Zahnräder und Ketten) zerkleinert, entstehen mikrometrische Partikel, die ihre Eigenschaften behalten.
Als Anfang des 20. Jahrhunderts die geschichtete kristalline Struktur von Graphit erklärt wurde, dachte man, sie sei für ihre Glätte verantwortlich, da sich diese übereinander gestapelten Schichten leicht verschieben können. Diese Erklärung klang zwar realistisch, stellte sich jedoch als unwahr heraus. Es stellte sich heraus, dass sich die Graphitbürsten von Höhenflugzeugen tausendmal schneller abnutzen als unter normalen Bedingungen. Die trockene Höhenluft entzog dem Graphit die Feuchtigkeit und damit seine Glätte. Studien haben jedoch gezeigt, dass Wasser nicht in alle Kohlenstoffschichten oder sogar in die äußersten Schichten eindringt und diese dadurch rutschen würden. Nach einer anderen Hypothese lagert sich auf der Oberfläche von Graphitkristallen ein dünner Wasserfilm ab, der die chemischen Bindungen, die sogenannten "π-Bindungen", bedeckt. Gut möglich, dass dies der Grund für die Schmierung von Graphit ist. Oder vielleicht interessiert es dich auch dieser Artikel über Silikonfett und seine Anwendung?
Woraus besteht Graphitfett?
Das Fett, dessen Aufgabe es ist, die Reibung zwischen den sich berührenden und sich relativ zueinander bewegenden Oberflächen zu verringern, kann folgende Konsistenz haben:
- Flüssigkeit - Schmieröl.
- halbfest - plastisches Fett,
- konstant - Graphit, Molybdändisulfid, Bornitrid.
Graphitfett schafft eine chemisch einheitliche Zubereitung, die Folgendes umfasst:
- Basis Öl - mineralisch, pflanzlich, synthetisch;
- Verdickungsmittel - Geliermittel: organisch, metallorganisch oder anorganisch;
- Verstärkungszusätze:
- Additiv zur Reduzierung des Reibungskoeffizienten, Trennung der Kontaktflächen - Graphit,
- Korrosionsschutzadditive,
- antioxidative Zusätze,
- Additive zur Verbesserung der Schmierstoffhaftung,
- Anti-Verschleiß-Additive.
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Die Betrachtung des Schmiermittels unter dem Mikroskop kann mit einem flüssigkeitsgetränkten Schwamm verglichen werden, wobei der Schwamm ein Verdickungsmittel und die Flüssigkeit das Grundöl ist.
Technische Vaseline kann als Schmier- und Pflegemittel für verschiedene Dichtungen, aber auch für Reibknoten mit geringer Belastung verwendet werden.
Graphitfett - Eigenschaften und Anwendung
Nützliche Eigenschaften von Graphitfett
Trockenes Graphitfett hat dank kleiner, dünner Kohleplättchen eine lang anhaltende Wirkung, länger und effektiver als jedes Öl. Graphit ist hitze-, frost-, dampf- und säurebeständig, was man von Öl und anderen Schmierstoffen nicht behaupten kann.
Beim Schmieren der Lager nehmen die Reibflächen sehr schnell einen glänzenden, glatten Belag an, dank dem sie äußerst reibungsarm übereinander gleiten. Graphit gleicht durch Verschleiß und Abrieb entstandene Unebenheiten in den Lagern aus. In allen Fällen, in denen ein besonders guter Schmierstoff benötigt wird, erweist sich Graphitfett als besonders nützlich. Zu den Haupteigenschaften von Graphitfett gehören:
- Chemische Beständigkeit - Graphitfett, das auf die Oberfläche aufgetragen wird, hat keinen chemischen Einfluss darauf.
- Graphitfett schützt die Oberfläche vor Feuchtigkeit.
- Die meisten Graphitfette haben eine hohe kolloidale Stabilität (die Mischung ist stabil).
- Hohe Temperaturbeständigkeit (Hochtemperatur-Graphitfett).
- Hohe Verschleißfestigkeit.
- Graphit haftet perfekt auf jeder Oberfläche - das erweitert den Anwendungsbereich.
- Graphit hat hohe Haft- und Gleiteigenschaften.
Anwendungsgebiete von Graphitfett
Graphitfett wird in einer Vielzahl von Mechanismen und Geräten verwendet, darunter:
- Lenkgetriebe, einige Elemente des Hydrauliksystems.
- Federblätter kleben während der Lebensdauer aneinander.
- Gänge öffnen.
- Schneckengetriebe.
- Für Gelenke und Keilnuten.
- Für Axiallager - nicht geeignet zur Schmierung von Präzisionsmechaniken.
- Für Fahrradkette und -schlösser.
- Für Gewindeverbindungen, um zu verhindern, dass die Mutter unter erschwerten Betriebsbedingungen am Gewinde der Schraube kleben bleibt.
- Zum Schutz von Maschinenelementen vor Korrosion; Sprühversion für einfachen Zugang und Anwendung.
Graphitfett kann mit verschiedenen Lösungsmitteln gemischt werden, wodurch es flüssiger wird. Dadurch dringt es in verschiedene unzugängliche Stellen ein und nach dem Verdunsten des Lösungsmittels bleibt das Fett an seinem Platz.
Graphitfette in Spray- und anderen Formen haben im Alltag einen guten Ruf und werden gerne für Fahrrad, Kette, Schlösser und Gelenke verwendet. Sie werden für Lager von langsam laufenden Mechanismen und stark belasteten Reibflächen verwendet.
Preisbeispiele ausgewählter Graphitfette
Bewertungen zu Graphitschmierstoffen sind im Allgemeinen positiv und gleichzeitig sind die Preise nicht schwindelerregend. Hier sind einige Beispiele:
- Graphitfett für Stahlseile und Zahnräder 500ml - Preise im Bereich von 32 PLN.
- Graphitöl 500 ml - 42 PLN.
- Sprühschmierstoff 400 ml - 43 PLN.
- Graphitfett für Seile und Ketten 500 ml - 27 PLN.
Graphitfett ist nicht ganz ohne Nachteile
Der Einsatz moderner Technologien ermöglichte die Ausweitung des Einsatzes von Graphitfetten. Hochtemperatur-Graphitfett funktioniert problemlos ab einer Temperatur von +110 °C und mehr. Dennoch gibt es bei dieser Art von Schmierstoff einige Schwächen, mit denen man rechnen muss.
Ein Beispiel ist die Unfähigkeit, Graphitfett zum Schutz von hochpräzisen Teilen zu verwenden. Dies ist auf den beschleunigten Verschleiß solcher Elemente in Kontakt mit dem Graphit zurückzuführen. Eine weitere Einschränkung sind die Wälzlager in Hochgeschwindigkeitsmechanismen. Insgesamt spricht die Abwägung von Vor- und Nachteilen definitiv für Graphit.
