Дисульфид молибдена – это природный минерал (молибденит) с ярко выраженной слоистой структурой (рис. 1). Связь между слоями достаточно слабая, поэтому сдвиговое сопротивление по плоскости раздела незначительное. Именно этим обусловлен низкий коэффициент трения, который сохраняется даже при сильном нагреве и высоких нагрузках. Благодаря уникальным антифрикционным свойствам дисульфид молибдена широко используется в качестве наполнителя для пластичных смазок и масел. При добавлении дисперсии дисульфида молибдена в моторные и редукторные масла повышаются их эксплуатационные свойства. Высокодисперсные частицы дисульфида молибдена обладают хорошей адгезией, при введении в зону трения они заполняют микронеровности поверхностей и, тем самым, увеличивают их опорную площадь. Частицы ориентированы параллельно направлению скольжения и в процессе трения образуют гладкую, скользкую защитную пленку (рис. 2).

Применение дисульфида молибдена наиболее эффективно в граничном и смешанном режимах смазки – в этих условиях твердое смазочное вещество снижает трение, предотвращает задиры и заполняет впадины микронеровностей поверхности, облегчая тем самым приработку.

Различные отечественные и зарубежные лаборатории проводили экспериментальные исследования по влиянию дисульфида молибдена (MoS2) на трибологические свойства пластичных смазок и масел. Испытания проходили по стандартной методике на четырехшариковой машине трения. Оценивались несущая способность смазочных материалов (нагрузка сваривания Pс) и их противоизносные свойства (диаметр пятна износа Du). В нижеследующей таблице (1) представлены результаты испытаний пластичной смазки ЦИАТИМ-201, индустриального масла И-20А с добавлением дисульфида молибдена в различных пропорциях и без него, а также дисперсии Molykote M-55 с 10-процентным содержанием MoS₂ в минеральном масле. Данная дисперсия рекомендована производителем (компанией Dow Corning) в качестве присадки, увеличивающей несущую способность масел для тяжелонагруженных узлов трения.

Анализ данных, указанных в таблице 1, показывает, что введение дисульфида молибдена в смазочный материал позволяет увеличить несущую способность смазочного слоя в 1,1-2,2 раза, а также снизить износ в 1,1-1,5 раза (в зависимости от концентрации). 

Таблица 1. Обзор результатов исследований по влиянию дисульфида молибдена на трибологические свойства масел и пластичных смазок

Для комплексной оценки всех трибологических показателей, на которые влияет дисульфид молибдена, включая прирабатываемость и антифрикционность,  в научно-исследовательской лаборатории «Триботехника» Брянского государственного технического университета были проведены реальные испытания. В эксперименте «участвовали» чистое масло И-20А и масло И-20А с добавлением дисперсии дисульфида молибдена Molykote M-55 в рекомендуемом производителем количестве (5 % от объема).

Для проведения опытов использовалась автоматизированная машина трения МИ-1М (рис. 3), значения коэффициента трения f и линейного износа h регистрировались в режиме реального времени.

Рис. 3. Автоматизированная машина трения МИ-1М

Накопление износа и изменение коэффициента трения при смазывании образцов маслом И-20А и маслом И-20А с добавлением дисперсии Molykote M-55 представлены на графиках (рис. 4, 5).

Рис. 4. Кривые изнашивания для образцов, смазываемых маслом И-20А и маслом И-20А с добавлением 5 % дисперсии дисульфида молибдена Molykote M-55

Рис. 5. Графики изменения коэффициента трения для образцов, смазываемых маслом  И-20А и маслом И-20А  с добавлением 5 % дисперсии дисульфида молибдена Molykote M-55

По результатам испытаний был выявлены следующие трибологические показатели (табл. 2).

Таблица 2. Значения трибологических показателей по результатам испытаний

Таким образом, проведенные испытания показали, что при добавлении в индустриальное масло И-20А 5-процентной дисперсии дисульфида молибдена Molykote M-55 износ узлов в процессе приработки уменьшился на 15 %. Это говорит о том, что данный процесс проходил более плавно и с меньшими потерями. Скорость изнашивания уменьшилась на 41 %, потери на трение – в среднем на 18 %.

Следует ожидать, что в ходе реальной эксплуатации пропорционально коэффициенту трения снизится температура фрикционного нагрева масла, а соответственно, и интенсивность его окисления. В результате значительно увеличится срок замены масла.

Комплексный эффект от применения дисперсии Molykote M-55 в качестве присадки к маслу наглядно демонстрирует диаграмма на рис. 6.

Рис. 6. Эффект от применения дисперсии Molykote M-55 в качестве присадки к маслу