Die Wirkungsweise des Molybdändisulfids (MoS²) (Feststoffschmierung)

An allen bearbeiteten Werkstoffoberflächen ist eine gewisse Rauheit festzustellen. Selbst äußerst fein bearbeitete (geläppte) Oberflächen
sind in Wirklichkeit immer noch rauh. Das ist unter dem Elektronenmikroskop gut erkennbar. Das heißt, daß zwei Reibpartner sich
lediglich mit den Rauheitsspitzen berühren. Diese Tatsache wird als Spitzenberührung bezeichnet und es wird unterschieden zwischen
einer tatsächlichen und einer scheinbaren Berührungsfläche. Werden die Reibpartner einer Belastung ausgesetzt, wird die gesamte Kraft
von den Spitzen aufgenommen, d.h. der Traganteil ist auf wenige Berührungspunkte beschränkt.

Versuche haben ergeben, daß bei einer Belastung von 20N lediglich 0,001% und selbst bei 5000N nur 0,25% der aufeinandergedrückten
Flächen tatsächlich Kontakt haben. Diese Tatsache ist für die Grenz- und Mischreibung von enormer Bedeutung. Während bei der
hydrodynamischen Schmierung (Ölfilm) die rauhen Oberflächen völlig getrennt sind, liegt bei der Grenz- und Mischreibung eine mehr
oder minder innige Berührung der Spitzen vor. Die Eigenschaften der verwendeten Materialien bestimmen somit weitgehend die Höhe
der Reibung und des Verschleißes. Die Hauptaufgabe des Festschmierstoffes Molybdändisulfid ist nun eine zweifache, nämlich die
tatsächliche Berührungsfläche zu vergrößern und die Oberfläche schmiertechnisch zu vergüten.

Das Molybdändisulfid wird die Rauheiten der Oberflächen zunächst teilweise ausgleichen. Durch eine auf die Oberflächen einwirkende
Kraft werden die auf den Rauheitsspitzen aufliegenden MoS² -Partikel ein Einglätten der Spitzen bewirken . Es erfolgt eine sogenannte Fließeinglättung, die durch die plastische Deformation der Spitzen eine Erhöhung des Traganteils bedeutet. Die Täler sind nun vollständig aufgefüllt und es erfolgt eine Vergütung der Oberflächen. Während des Gleitvorganges wird je nach Belastung und Werkstoffart das Molybdändisulfid einerseits in die Werkstoffoberfläche eingearbeitet, andererseits zu einer chemischen Reaktion angeregt. Oberhalb
von 700°C (diese Temperatur tritt während des Gleitvorganges kurzfristig auf) erfolgt folgende tribochemische Reaktion :

MoS² + 2 Fe => 2 FeS + Mo

Das sich während der Reaktion gebildete Molybdän (Mo) diffundiert in die Eisenoberfläche und vergütet diese. Außerdem dringen noch
MoS² -Teilchen in die Metalloberfläche ein. Das nach der obigen Reaktion entstehende Eisensulfid (FeS) ist ebenfalls ein
Festschmierstoff. Damit wird auch die Tatsache erklärt, daß nach relativ kurzer Zeit kein Molybdändisulfid mehr sichtbar ist, die
Schmierung aber einwandfrei ist.

 

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