Являясь наиболее широко применяемым твердым смазочным материалом в промышленности, дисульфид молибдена (MoS₂) имеет размер частиц, который напрямую определяет смазочные свойства, диспергируемость и конечную эффективность применения. Компания Thriving New Materials, используя метод физической флотации, производит пять марок продукции MoS₂ (от XWH-1 до XWH-5), которые по диапазону размеров частиц классифицируются в две серии: серия TF (Technical Fine, D50=5-30 мкм) и серия SF (Super Fine, D50=1,2-5 мкм). В данной статье проводится систематическое сравнение двух серий по пяти параметрам — распределение размеров частиц, физико-химические показатели, трибологические характеристики, сценарии применения и себестоимость — для обеспечения рекомендаций по выбору продукции инженерам и специалистам по закупкам.

Характеристики продукции серии TF (Technical Fine)

Серия TF включает три марки: XWH-1 (D50=20-30 мкм), XWH-2 (D50=12-15 мкм) и XWH-3 (D50=5-10 мкм), что соответствует диапазону размеров частиц от 500-750 меш до приблизительно 1500 меш. Данная продукция изготавливается с использованием многоступенчатого циклонного сепарирования, при котором полностью сохраняется природная гексагональная слоистая кристаллическая структура со слабой межслойной связью и низкой прочностью на сдвиг.

Ключевое преимущество серии TF заключается в технологической адаптивности, обеспечиваемой более крупным размером частиц. В порошковой металлургии крупные частицы XWH-1 и XWH-2 предотвращают сегрегацию при смешивании и исключают образование вздутий или трещин при спекании, вызванных локальной концентрацией. Производственные данные показывают, что снижение брака спечённых изделий при использовании XWH-1/XWH-2 превышает 25%. В фрикционных материалах тормозных колодок XWH-3 (D50=5-10 мкм) обеспечивает баланс диспергируемости и стабильности трения, а добавление 2-5% снижает уровень рекламаций на 34%.

Физико-химические показатели серии TF соответствуют требованиям национального стандарта GB/T 23271-2023 «Дисульфид молибдена»: содержание MoS₂ ≥98,5%, нерастворимый в кислоте остаток ≤0,50%, содержание железа ≤0,25%, влажность ≤0,15%. Поскольку используется метод физической флотации, а не кислотное выщелачивание, продукция не содержит остатков соляной и плавиковой кислот, достигает рейтинга 1a в тесте на коррозию меди (стандарт GB/T 5096) и соответствует требованиям регламентов EU RoHS и REACH.

Характеристики продукции серии SF (Super Fine)

Серия SF включает две марки: XWH-4 (D50=3-5 мкм, приблизительно 2500 меш) и XWH-5 (D50=1,2-1,5 мкм), представляющие продукцию ультратонкого помола. Данные марки подвергаются дополнительному измельчению методом сверхзвуковой струйной мельницы на базе продукции серии TF, в результате чего значительно увеличивается удельная поверхность и повышается поверхностная активность.

Ключевые характеристики серии SF проявляются в диспергируемости и эффективности смазки. В применениях с смазочными консистентными материалами XWH-4 при добавлении 2-5% повышает показатели экстремального давления (PD) с 1570 Н до 4905 Н, что составляет улучшение на 212%; диаметр пятна износа после 60 минут работы при 75°C снижается с 0,69 мм до 0,47 мм, а износ уменьшается на 31,9%. В области модификации пластмасс добавление 2% XWH-5 в PA6 снижает коэффициент трения на 63,2% и объём износа на 78,1%; добавление 15% XWH-2 в PTFE снижает скорость износа на 72,4% по сравнению с чистым PTFE.

XWH-5, как самая тонкая марка (D50=1,2-1,5 мкм), демонстрирует выдающиеся результаты в применениях для угольных щёток электродвигателей. Добавление 1% XWH-5 в угольные щётки на эпоксидно-смоляной основе повышает прочность на сжатие на 29,6%, снижает скорость износа при протекании тока с 7,8 мг/ч до 2,3 мг/ч (на 70,5%) и удерживает уровень искрения в пределах 1 класса. Данная марка также подходит для высокоточной смазки и наномасштабных применений.

Сравнение технических параметров

| Параметр | Серия TF (XWH-1/2/3) | Серия SF (XWH-4/5) |

|----------|---------------------|---------------------|

| Диапазон D50 | 5-30 мкм | 1,2-5 мкм |

| Эквивалент меш | 500-1500 меш | 2500+ меш |

| Чистота MoS₂ | ≥98,5% | ≥98,5% |

| Содержание Fe ≤ | 0,25% | 0,25% |

| H₂O ≤ | 0,15% | 0,15% |

| Насыпная плотность | 0,8-1,3 г/см³ | 0,3-0,6 г/см³ |

| Удельная поверхность | Ниже | Значительно выше |

| Трудность диспергирования | Низкая (устойчивость к агломерации) | Средняя (внимание к процессу) |

| Эффективность смазки | Хорошая | Отличная |

| Себестоимость | Ниже | Выше (дополнительный струйный помол) |

Обе серии поддерживают одинаковую химическую чистоту, соответствуя спецификациям MoS₂≥98,5% и Fe≤0,25%. Основное различие заключается в физических характеристиках: меньший размер частиц серии SF обеспечивает большую удельную поверхность и более высокую поверхностную энергию, облегчая формирование равномерной переходной плёнки на поверхностях трения, но одновременно увеличивая сложность предотвращения осаждения в жидких средах.

Соответствие сценариям применения

### Сценарии, предпочитающие серию TF

Самосмазывающиеся подшипники порошковой металлургии являются традиционной сферой применения серии TF. Крупные частицы XWH-1 (D50=20-30 мкм) демонстрируют отличную технологическую стабильность при смешивании, прессовании и спекании, не вызывая отклонений в рецептуре из-за разлёта мелкой фракции или локальной карбонизации при спекании. Подшипники с пропиткой маслом при добавлении 1-3% XWH-1 достигают равномерной пористости, соответствуют нормам пропитки маслом и демонстрируют более низкий уровень рабочего шума по сравнению с контрольными образцами без добавок.

Фрикционные материалы тормозных колодок и накладок сцепления рекомендуется производить с использованием XWH-3 (D50=5-10 мкм). Частицы MoS₂ данного размера равномерно распределяются в матрице фрикционного материала, эффективно снижая шум и вибрацию при торможении без чрезмерного снижения коэффициента трения из-за слишком мелких частиц. Данные испытаний на автомобилях показывают, что тормозные колодки с 3% XWH-3 сохраняют превосходную стабильность коэффициента трения в диапазоне температур 200-350°C по сравнению с продукцией более мелких марок.

В области покрытий и сухой плёночной смазки XWH-2 (D50=12-15 мкм) обладает хорошей совместимостью с смоляными матрицами, обеспечивает контролируемую толщину плёнки и подходит для противоприхватных покрытий болтов и разделительных агентов для форм.

### Сценарии, предпочитающие серию SF

Добавки к консистентным смазкам и смазочным маслам должны отдавать приоритет серии SF. XWH-4 (D50=3-5 мкм) отлично диспергируется в литиевых, полиуретановых и комплексных сульфонат-кальциевых смазках. По результатам четырёхшариковых испытаний на износ ASTM D2266, литиевая смазка с 5% XWH-4 достигает нагрузки сваривания 4905 Н, значительно превышая 1570 Н базовой смазки. Размер частиц XWH-4 находится в том же порядке, что и толщина плёнки эластогидродинамической смазки (0,1-2 мкм) в подшипниках качения, предотвращая абразивный эффект в зоне контакта.

Для модификации пластмасс XWH-4 и XWH-5 являются предпочтительным выбором. В инженерных пластиках, таких как PA6, POM, PTFE и PEEK, ультратонкие частицы MoS₂ с большой удельной поверхностью создают сильные межфазные взаимодействия с молекулярными цепями полимера, достигая значительно лучшей равномерности диспергирования по сравнению с крупными частицами. PA6+2% XWH-5 снижает коэффициент трения с 0,42 до 0,15 (на 63,2%) и объём износа на 78,1%. POM+2% MoS₂ достигает снижения износа на 73,2%-82,8%.

Для угольных щёток электродвигателей XWH-5 (D50=1,2-1,5 мкм) является единственной рекомендуемой маркой. Частицы MoS₂ в угольных щётках должны быть тщательно смешаны с графитом и металлическими порошками; ультратонкий размер частиц обеспечивает микромасштабное равномерное распределение всех компонентов, оптимизируя баланс между электропроводностью и смазочными свойствами.

Процесс принятия решения о выборе

При выборе продукции следует последовательно ответить на следующие вопросы:

Во-первых, какова форма применения среды? Твёрдые матрицы (порошковая металлургия, фрикционные материалы) предпочитают серию TF; жидкие или полутвёрдые среды (консистентные смазки, смазочные масла) предпочитают серию SF; расплавы полимеров (модифицированные пластики) предпочитают серию SF.

Во-вторых, существуют ли ограничения по размеру частиц? Для условий эластогидродинамической смазки, таких как подшипники качения и прецизионные шестерни, D50 не должен превышать одной трети минимальной толщины масляной плёнки, что обычно требует XWH-4 или XWH-5. Если толщина распыляемого покрытия менее 10 мкм, также следует выбрать серию SF для предотвращения выступания частиц над поверхностью.

В-третьих, может ли процесс диспергирования обеспечить равномерность? Без оборудования для высокоскоростного сдвигового диспергирования серия SF может агломерироваться и осаждаться в жидких средах. В таких случаях XWH-3 из серии TF представляет собой компромиссный вариант.

В-четвёртых, какова чувствительность к стоимости? Серия TF исключает этап сверхзвукового струйного помола, при этом себестоимость единицы продукции примерно на 15-25% ниже, чем у серии SF. Для крупносерийных, непрецезионных применений серия TF предлагает лучшее соотношение цены и качества.

Заключение

Серия TF и серия SF — это не просто различие между «крупным и мелким», а систематическая классификация продукции для различных сценариев применения. Серия TF отличается технологической адаптивностью для применений с твёрдой матрицей, таких как порошковая металлургия, фрикционные материалы и покрытия; серия SF отличается эффективностью смазки и диспергируемостью для чувствительных к размеру частиц высокотехнологичных применений, таких как консистентные смазки, модифицированные пластики и угольные щётки. Обе серии поддерживают одинаковую химическую чистоту (MoS₂≥98,5%), производятся методом физической флотации без кислотных остатков и соответствуют национальному стандарту GB/T 23271-2023 и регламентам EU RoHS/REACH. При выборе следует комплексно учитывать среду применения, рабочие условия, возможности диспергирования и стоимостные ограничения. Для получения индивидуальных рекомендаций можно обратиться к технической команде Thriving.

Теги: Серия TF | Серия SF | MoS₂ | Выбор продукции | XWH-1 | XWH-2 | XWH-3 | XWH-4 | XWH-5 | Размер частиц | Добавка к смазкам | Порошковая металлургия | Модификация пластмасс | Угольные щётки | Физическая флотация