Fundamentos de Tribología

Conceptos básicos de tribología

El gasto en monitoreo y mantenimiento de la condición de la máquina constituye un costo significativo en una planta siderúrgica. La tribología ayuda a reducir este gasto. Tribología es una nueva palabra acuñada por el Dr. H. Peter Jost en Inglaterra en 1966. 'El Informe Jost', proporcionado al Parlamento Británico - Ministerio de Educación y Ciencia, indicó 'Ahorros potenciales de más de £ 515 millones por año para la industria por una mejor aplicación de los principios y prácticas tribológicos'. Pero la tribología no es un campo nuevo.

Tribología proviene de la palabra griega, 'tribos', que significa frotar o frotar. Y del sufijo, "ología" significa el estudio de. Por lo tanto, la tribología es el estudio del "roce" o "el estudio de las cosas que se frotan".

La tribología es la ciencia y la tecnología de las superficies que interactúan en movimiento relativo. Es el estudio (Fig. 1) de (i) fricción, (ii) desgaste y (iii) lubricación.

Fig. 1 Estudio de tribología

La tribología es la ciencia y la tecnología de las superficies que interactúan en movimiento relativo y se conoce comúnmente como el estudio de la fricción, el desgaste y la lubricación. Es la ciencia y la tecnología de la lubricación por fricción y el desgaste y tiene una importancia considerable en la conservación de materiales y energía. Es un conocimiento antiguo de gran importancia cuando se trata de todo en movimiento, pero como disciplina científica, la tribología es bastante nueva.

La tribología, aunque es una de las disciplinas de ingeniería más antiguas, es una de las ciencias clásicas menos desarrolladas hasta la fecha. La razón es que la tribología no es realmente una sola disciplina ni está bien representada por procesos de estado estacionario. Implica todas las complejidades de los materiales.

La tribología es de naturaleza multidisciplinaria e incluye ingeniería mecánica (especialmente elementos de máquinas como engranajes y cojinetes lisos y de rodillos), ciencia de materiales, con investigación sobre resistencia al desgaste, tecnología de superficies con análisis de topografía de superficies y recubrimientos, y química de lubricantes y aditivos. Las disciplinas relativamente más jóvenes de la tribología son (i) la biotribología, que incluye (entre otros temas) el desgaste, la fricción y la lubricación del reemplazo total de la articulación, y (ii) la nanotribología, donde la fricción y el desgaste se estudian en el escalas micro y nano.

En cualquier máquina hay muchos componentes que funcionan por fricción (cojinetes, engranajes, levas, neumáticos, frenos, anillos de pistón, etc.). A veces es deseable tener fricción baja, para ahorrar energía, o fricción alta, como en el caso de los frenos. La tribología encuentra aplicaciones en todos los sectores industriales, incluida la industria del acero.

Debido a los avances tecnológicos, la conservación de materiales y energía es cada vez más importante. El desgaste es una de las principales causas del desperdicio de material, por lo que cualquier reducción del desgaste puede generar ahorros considerables. La fricción es una de las principales causas de la disipación de energía y se pueden lograr ahorros considerables mediante un mejor control de la fricción. La lubricación es el medio más efectivo para controlar el desgaste y reducir la fricción.

La tribología es la introducción de una sustancia entre las superficies de contacto de las partes móviles para reducir la fricción y disipar el calor. La selección del mejor lubricante y la comprensión del mecanismo por el cual actúa para separar las superficies en un cojinete u otros componentes de la máquina es un área importante de estudio en tribología.

La lubricación se realiza para minimizar la fricción entre dos superficies que interactúan en movimiento relativo. La fricción ocurre porque una superficie sólida nunca es microscópicamente lisa. Incluso la superficie mejor mecanizada tiene picos y valles llamados "rugosidad". Cuando dos de estas superficies entran en contacto, son solo los picos de las superficies los que hacen contacto real. Estos contactos soportan la carga normal y se deforman plásticamente y se sueldan en frío. Dependiendo de la magnitud de la carga normal, más y más puntos altos o picos entran en contacto y el "área real" de contacto aumenta en contraste con el "área aparente", que es el área geométrica de las superficies en contacto. Este fenómeno se llama adhesión.

Se cree que la fricción es causada por esta adhesión. Cuando dos superficies de este tipo tienen que moverse entre sí, se necesita algo de fuerza para romper estos contactos. Esta fuerza se llama fuerza de fricción. La tribología ayuda a visualizar mejor conceptualmente los problemas de fricción, desgaste y lubricación involucrados en el movimiento relativo entre superficies.

La tribología es una ciencia compleja con pocas posibilidades para los cálculos teóricos de fricción y desgaste. Por lo tanto, la tribología está fuertemente asociada con aplicaciones prácticas que hacen que el trabajo de elaboración y la experiencia empírica sean valiosos. Las propiedades tribológicas son de suma importancia para los materiales en contacto y el sistema es sensible a las condiciones de operación y al entorno. Para comprender el comportamiento tribológico, es necesario el conocimiento en física, química, metalurgia y mecánica, lo que hace que la ciencia sea interdisciplinaria. Al optimizar la fricción y el desgaste en aplicaciones tecnológicas, como componentes de máquinas o sistemas de trabajo de metales, se pueden ahorrar tanto el medio ambiente como los costos.

Fricción

La fricción se puede definir como la resistencia al movimiento de un cuerpo contra otro y es de suma importancia en las operaciones de trabajo de metales. La fricción no es un parámetro material, sino una respuesta del sistema en forma de fuerza de reacción. Depende de por ej. temperatura, humedad, carga, propiedades mecánicas y topografía superficial. En general, la ley de fricción, conocida como ley de Amonton-Coulomb, describe el coeficiente de fricción (M) como la relación entre la fuerza de fricción Ft (fuerza tangencial) y la fuerza normal Fn (carga).

M =Pies/Fn

Se supone que esta ley es precisa en contactos tribológicos con presiones de contacto ordinarias (como lo son la mayoría de los contactos que existen) y a menudo se denomina fricción de Coulomb. Durante el contacto, la fricción generalmente se puede dividir en dos componentes:(i) el componente adhesivo (Ma) y el componente de arado (Mp).

M =Ma + Mp

El componente adhesivo está relacionado con los materiales en contacto y está controlado por la fuerza adhesiva que actúa en las áreas de contacto real, es decir, las asperezas en las superficies. La fuerza adhesiva se origina en la fuerza requerida para romper los enlaces entre superficies cuando las superficies se deslizan una contra la otra. Por lo tanto, la adhesión de los dos sólidos en contacto es importante y depende de la química de las superficies tribo en la interfaz deslizante.

El componente de arado se origina en la fuerza de deformación que actúa durante el arado del material más blando en contacto con las asperezas superficiales del material más duro y está relacionado con la topografía de la superficie. Además, las partículas de desgaste endurecidas por deformación adheridas a la interfaz actúan como un arado.

Una parte adicional del componente de arado es la deformación de asperezas que está relacionada con la deformación de las asperezas a nivel micro.  

Mecanismos de desgaste

En los contactos tribológicos, el desgaste se produce por la interacción entre las dos superficies en contacto e implica una eliminación gradual de los materiales superficiales, es decir, una pérdida de material. El desgaste de los materiales en contacto es, al igual que la fricción, un parámetro del sistema. Los mecanismos de desgaste de importancia pueden ser el desgaste abrasivo, adhesivo, fatiga y triboquímico. Por lo general, hay una combinación de mecanismos de desgaste en un contacto. Existe una interrelación entre la fricción y el desgaste. A menudo, una baja fricción da como resultado un bajo desgaste. Sin embargo, esta no es una regla general y existen numerosos ejemplos que muestran una alta tasa de desgaste a pesar de la baja fricción.

Desgaste adhesivo 

El desgaste adhesivo significa el daño que resulta cuando dos cuerpos metálicos se frotan sin la presencia deliberada de un agente abrasivo. El desgaste abrasivo se caracteriza por el daño a una superficie por material más duro introducido entre dos superficies de fricción desde el exterior. La gravedad del desgaste abrasivo depende del tamaño y la angularidad de las partículas abrasivas y también de la relación entre la dureza del metal y las partículas abrasivas, más la tendencia al desgaste.

El desgaste adhesivo se origina por el contacto cortante entre las severidades de dos sólidos en movimiento relativo. Durante el deslizamiento, se produce una deformación elástica y plástica de las asperezas que da como resultado un área de contacto donde las fuerzas de unión dan una fuerte adherencia y las superficies se sueldan entre sí. El desgaste adhesivo ocurre cuando el movimiento relativo tangencial provoca una separación en la mayor parte de las asperezas en el material más blando en lugar de en la interfaz y, por lo tanto, se elimina el material.

El área de contacto real consiste en todas las áreas de asperezas soldadas en las superficies y, durante el deslizamiento, la eliminación del material da como resultado un desgaste que se puede medir como una disminución de volumen o peso. Sin embargo, es más común presentar el desgaste en una tasa de desgaste o coeficiente de desgaste. La tasa de desgaste normalmente se define como el volumen de desgaste por distancia de deslizamiento y carga.

Desgaste abrasivo

El desgaste abrasivo proporciona una deformación plástica significativa del material de la superficie y ocurre cuando una de las superficies en contacto es sustancialmente más dura que la otra. Esto se conoce como abrasión de dos cuerpos. La abrasión también ocurre generalmente cuando se introducen partículas más duras en el sistema tribo. Esto se conoce como abrasión de tres cuerpos cuando la partícula no está adherida a ninguna superficie y como abrasión de dos cuerpos cuando la partícula está adherida a una de las superficies en contacto. En consecuencia, el material más duro de los dos en contacto puede desgastarse por abrasión. Las asperezas o partículas afiladas y duras se presionan contra la superficie más blanda, lo que da como resultado un flujo plástico del material más blando alrededor del más duro. Debido al movimiento tangencial, la superficie más dura raya a la más blanda en una acción de arado, lo que provoca desgaste y restos de arañazos o ranuras. El desgaste abrasivo se puede clasificar además en diferentes mecanismos de desgaste, como micro corte, micro fatiga y micro astillado. La tasa de desgaste abrasivo se define de la misma manera que para el desgaste adhesivo.

Desgaste por fatiga

El desgaste por fatiga es esencial en matrices y herramientas cargadas periódicamente, como los rodillos. En las herramientas cargadas, la superficie está comprimida y se generan esfuerzos cortantes debajo de la superficie. La carga repetida provoca la generación de microfisuras, generalmente debajo de la superficie, en un punto de debilidad, como una inclusión o una partícula de segunda fase. En la carga y descarga subsiguientes, la microfisura se propaga y los vacíos se unen. Cuando la grieta alcanza un tamaño crítico, cambia de dirección para emerger a la superficie y se desprende una partícula plana en forma de lámina. Esto también se conoce como desgaste por delaminación o, si la partícula es relativamente grande, se conoce como desconchado. Cuando la carga normal se combina con el deslizamiento, la ubicación del esfuerzo cortante máximo se mueve hacia la superficie y las grietas por fatiga pueden originarse a partir de defectos en la superficie.

Como todo proceso de desgaste, el desgaste por fatiga está influenciado por un gran número de variables. Para reducir el desgaste por fatiga, se deben evitar los generadores de tensión externos e internos y se debe garantizar una fuerte interfaz entre la matriz y las partículas de la segunda fase. Una complicación adicional surge en el trabajo en caliente, donde el calentamiento repentino da como resultado la expansión de la superficie y la generación de tensiones entre la superficie y el material a granel. Después del contacto, el enfriamiento de la superficie induce de nuevo tensiones. En combinación con las tensiones debidas a la carga, se produce fatiga térmica que da como resultado una red de grietas en forma de mosaico denominada agrietamiento o fisuración por fuego. La fatiga también puede causar una falla catastrófica repentina de la herramienta, como una falla completa de los rodillos.

Desgaste triboquímico

En el desgaste triboquímico, el proceso de desgaste está dominado por reacciones químicas en el contacto y, por lo tanto, el material se consume. Aquí, las condiciones ambientales en combinación con los mecanismos de contacto mecánico son de gran importancia. La acción química, como la difusión o la solución, no es un mecanismo de desgaste por sí solo, sino que siempre está en combinación e interacción con otros mecanismos de desgaste. Puede ser más correcto hablar de diferentes mecanismos de desgaste mecánico y considerar los efectos químicos como un parámetro de influencia adicional que cambia las propiedades del material de la superficie en contacto.

Formación de película tribo

Las altas temperaturas y presiones locales que se obtienen en la superficie de contacto cuando dos cuerpos se deslizan entre sí dan como resultado una deformación local por cortante y fractura de las superficies. Las altas temperaturas locales pueden acelerar las reacciones químicas o derretir las superficies localmente y se produce el desgaste. Sin embargo, estas condiciones no tienen por qué ser necesariamente destructivas para las superficies, sino que pueden hacer posible la formación de una película tribo con nuevas propiedades tribológicas. Por lo general, las películas tribo se dividen en dos grupos, a saber, película tribo tipo transformación y película tribo tipo deposición. Ambos están cambiando la topografía de la superficie, la química y las propiedades mecánicas. En la formación de la película tribo de tipo transformación, la transformación de la superficie original se obtiene por deformación plástica, transformación de fase, difusión, etc. sin transferencia de material. Por el contrario, la película tribo de tipo deposición solo se obtiene por transferencia de material, es decir, por moléculas de la contrasuperficie, el medio ambiente o por residuos de desgaste. En consecuencia, la topografía de la superficie, la reactividad química y la adherencia pueden influir en la formación de una película tribo.

Lubricación

Los lubricantes se utilizan principalmente para reducir la fricción (y, a menudo, las vibraciones) y el desgaste. Son agentes que se introducen entre dos superficies en movimiento relativo para minimizar el rozamiento. La selección y aplicación de lubricantes está determinada por las funciones que se espera que realicen. Las funciones principales de los lubricantes son las siguientes.

• Para controlar la fricción
• Para controlar el desgaste
• Para controlar la temperatura
• Para controlar la corrosión
• Para eliminar contaminantes
• Para formar un sello (grasa)

La disminución de la fricción se puede realizar mediante dos mecanismos diferentes. Si el lubricante separa completamente las superficies sólidas, el movimiento relativo se produce como un cizallamiento dentro del lubricante y, en consecuencia, la fricción se debe a la resistencia al cizallamiento del lubricante. Si el lubricante no puede separar completamente las superficies, las fuerzas de fricción pueden reducirse cuando se produce el deslizamiento entre películas delgadas de baja fricción adsorbidas en las superficies. Una menor fricción también genera menos calor, lo que resulta en una temperatura más baja.

La reducción del desgaste también se logra mediante la separación, total o parcial, de las dos superficies sólidas. El desgaste también se reduce por el hecho de que el lubricante reduce la temperatura, arrastra las posibles partículas de desgaste y evita la contaminación del entorno.

Los residuos de lubricantes pueden ser problemáticos en diferentes procesos de producción. Por ejemplo, los residuos transferidos de la herramienta a una lámina de acero pueden agravar el barnizado de las carrocerías de automóviles. En algunos casos, se deben usar detergentes nocivos para el medio ambiente para limpiar las superficies. El lubricante en sí también puede ser inadecuado tanto en el aspecto de la salud como del medio ambiente.

Los lubricantes pueden ser fluidos o sólidos, pero no necesariamente un aceite o una grasa. Por ejemplo, también pueden actuar como lubricantes metales, óxidos, sulfuros, grafito, etc. Los siguientes son los tipos comúnmente conocidos.

• Lubricantes líquidos:los minerales líquidos pueden ser aceite mineral simple, aceite mineral más aditivo o lubricantes sintéticos
• Lubricantes casi sólidos (grasa)
• Lubricantes sólidos

Según los requisitos de una aplicación típica, se elige un tipo particular de lubricante.

Lubricantes líquidos

Generalmente se prefieren los líquidos como lubricantes porque pueden ser arrastrados entre las partes móviles por acción hidráulica. Además de mantener las partes separadas, también actúan como portadores de calor. Para seleccionar un lubricante líquido para una aplicación dada, la consideración principal es normalmente el efecto del cambio de temperatura en la viscosidad del lubricante, que debe ser mínimo. Los lubricantes líquidos son, en general, inertes frente a las superficies metálicas y otros componentes.

La moderna tecnología de refinación ha hecho posible producir lubricantes de buena calidad a partir de una amplia variedad de crudos. Una refinería de petróleo produce solo existencias de aceite lubricante base de diferentes viscosidades. No son aptos para el consumo directo. Por ello, los aceites se mezclan para conseguir la viscosidad adecuada y se añaden aditivos para mejorar otras cualidades.

Los lubricantes líquidos sintéticos se pueden caracterizar como líquidos aceitosos y neutros. No se obtienen a partir de aceites crudos de petróleo. Pero tienen propiedades casi similares a las de los lubricantes derivados del petróleo. Estos encuentran aplicación en situaciones en las que no se pueden usar aceites de petróleo. Algunas clases químicas específicas de lubricantes sintéticos son diésteres, ésteres organofosforados, polímeros de silicona, etc.

Las características importantes del lubricante se describen a continuación.

La gravedad específica es la relación entre el peso de un volumen dado de sustancia a 15 grados C y el del agua.

La viscosidad es una medida de la resistencia del aceite a fluir. Cuanto mayor es la viscosidad del aceite mayor es su resistencia a fluir. Como ejemplo, el agua es menos viscosa y, por lo tanto, fluye libremente en comparación con la melaza, que tiene una alta viscosidad y fluye con lentitud. Una película de aceite ideal en un rodamiento depende de la selección de aceite con la viscosidad adecuada para mantener la separación de dos superficies metálicas.

La velocidad del muñón y la viscosidad están estrechamente relacionadas para mantener una buena película de aceite en el cojinete. Cuanto más lenta sea la velocidad del muñón, se requiere una mayor viscosidad o un aceite más espeso. A medida que aumentan las velocidades de los muñones, se necesita un diluyente de aceite de menor viscosidad.

También se deben considerar las cargas de los cojinetes, ya que el aceite debe tener la viscosidad suficiente para mantener una buena película de aceite para soportar la carga. Técnicamente hablando, se define como la fuerza requerida para mover una superficie plana de un centímetro cuadrado de área sobre otra superficie plana a razón de un centímetro por segundo, cuando las dos superficies están separadas por una capa de líquido de un centímetro de espesor. La unidad de esta fuerza es el 'poise' y se llama viscosidad absoluta.

La viscosidad cinemática es la relación entre la viscosidad absoluta y la gravedad específica del aceite a la temperatura a la que se mide la viscosidad. Su unidad es 'stokes'. A efectos prácticos, la viscosidad de los aceites de petróleo se expresa en segundos que tarda una determinada cantidad de aceite en fluir a través de un tubo capilar estándar. Se expresa como segundos universales Saybolt a 40 °C o a 100 °C.

El índice de viscosidad (VI) es una expresión del efecto del cambio de temperatura sobre la viscosidad de los aceites. Este cambio se puede evaluar numéricamente y el resultado se expresa como VI.

El punto de fluidez del aceite es una cualidad importante. Es una temperatura a la que el aceite aún permanece fluido. Refleja la capacidad del aceite para trabajar a bajas temperaturas.

El punto de inflamación es la temperatura a la que el aceite emite suficientes vapores que pueden encenderse. Refleja la capacidad del aceite para trabajar a temperaturas más altas sin riesgo de incendio.

Los procesos de purificación y fabricación impactan en las buenas cualidades de los aceites lubricantes. Pero aún así no se pueden usar directamente. Los aceites lubricantes son propensos a la contaminación y descomposición en las exigentes condiciones de trabajo. Por lo tanto, ciertos compuestos químicos y otros agentes que se denominan aditivos se agregan a los aceites. La mayoría de los aditivos para lubricantes modernos se pueden clasificar como (i) aquellos diseñados para proteger el lubricante en servicio manteniendo el deterioro, (ii) aquellos que protegen el lubricante de los productos nocivos de la combustión del combustible y (iii) aquellos que mejoran las propiedades físicas existentes o imparten nuevas características.

El uso de aditivos químicos en lubricantes es muy amplio. Se utilizan desde los aceites más livianos para instrumentos y husillos hasta los lubricantes más densos para engranajes, lubricantes para automóviles, aceites de corte y fluidos hidráulicos. Hay más de 50 características de los aceites base lubricantes que pueden mejorarse con los aditivos. En términos generales, los aditivos deben tener las siguientes propiedades:(i) solubilidad en aceite base de petróleo, (ii) insolubilidad y falta de reacción con solución acuosa, (iii) no deben impartir color oscuro al aceite, (iv) tener baja volatilidad, (v) debe ser estable en la mezcla, el almacenamiento y el uso, y (vi) no debe impartir un olor desfavorable.

A continuación se indican varios tipos de aditivos utilizados junto con sus propósitos.

• Antioxidante utilizado para aumentar la vida útil del aceite y de la máquina y para evitar la oxidación
• Inhibidor de corrosión para proteger contra ataques químicos de rodamientos de aleación y superficies metálicas.
• Detergentes para limpieza de superficies lubricadas.
• Inhibidor de óxido para eliminar la oxidación en presencia de agua y humedad
• Vierta depresor para mejorar la fluidez a baja temperatura
• Mejorador del índice de viscosidad para reducir la tasa de cambio de viscosidad con el cambio de temperatura
• Agente antiespumante para evitar la formación de espuma estable
• Agente de presión extrema para mejorar la resistencia de la película y la capacidad de carga

Hay más de 300 aceites lubricantes diferentes de tipo industrial y automotriz. Estos normalmente se clasifican como (i) aceites para husillos, (ii) aceites para engranajes, (iii) aceites generales para cojinetes, (iv) aceites para motores eléctricos, (v) aceites para cilindros de vapor, (vi) aceites para turbinas, (vii) aceites para compresores de aire. , (viii) aceites para compresores de refrigeración, (ix) aceites hidráulicos, (x) aceites de corte y (xi) aceites para automóviles. Cada tipo de estos aceites tiene ciertas características que lo hacen muy adecuado para la aplicación dada.

Lubricantes casi sólidos (grasas)

La grasa lubricante es un lubricante semisólido. Suele ser un aceite mineral al que se le añade un jabón especial para producir una mezcla plástica. El jabón se llama espesante. También se añaden ciertos aditivos como en el caso de los aceites para impartir características especiales. Las ventajas de usar grasas se dan a continuación.

• Se necesita una aplicación menos frecuente. Esto da como resultado un ahorro en el costo del lubricante y el mantenimiento.
• Actúa como un sello contra la entrada de suciedad y polvo.
• Casi se eliminan los goteos y las salpicaduras.
• Se requieren sellos menos costosos para cojinetes lubricados con grasa.
• La grasa garantiza cierta lubricación incluso cuando se descuida un rodamiento durante un período prolongado.
• Debido a la propiedad adherente de la grasa, las posibilidades de oxidación se reducen considerablemente en los cojinetes incluso cuando la máquina está inactiva.

Los componentes primarios de la grasa son jabones y aceites minerales. Los jabones pueden derivarse de grasas o ácidos grasos animales o vegetales. Además, ciertos aditivos también están presentes. A veces también se agregan rellenos para impartir características especiales.

Las grasas se clasifican por el compuesto jabonoso utilizado en su fabricación. Las propiedades de las grasas se ven influenciadas considerablemente por el tipo de compuesto de jabón que se utiliza para fabricar la grasa. Los siguientes son los tipos comunes de grasa disponibles:(i) grasa a base de calcio, (ii) grasa a base de sodio, (iii) grasa a base de litio y (iv) grasa a base de bario.

Una base de calcio en la grasa le da a la grasa una apariencia suave de batería. Esta grasa es altamente resistente al agua. Las grasas comestibles como el aceite de palma o la cal hidratada de aceite de semilla de algodón se utilizan para hacer jabón. Esta grasa requiere la adición de agua como estabilizador. Esto no puede soportar una temperatura superior a 80 grados C. Descompone el aceite y el jabón y se separa. Las partículas de jabón separadas se vuelven duras y abrasivas y provocan rayaduras en los cojinetes. Las grasas a base de sodio, por otro lado, se pueden usar donde se encuentran temperaturas más altas de hasta 120 grados C. La grasa a base de sodio tiene una estructura fibrosa. Esto permite que la grasa soporte altas cargas en rodamientos de bolas y de rodillos. Sin embargo, la grasa a base de sodio es menos resistente al agua. La grasa a base de bario es buena hasta 175 °C y más. Esta grasa tiene buena resistencia al agua. La grasa a base de litio también es adecuada para aplicaciones a alta temperatura y tiene excelentes propiedades de resistencia al agua. Para bajas temperaturas también es adecuada esta grasa.

Para soportar temperaturas y condiciones de carga muy altas se utilizan ciertas grasas especiales ya que las grasas a base de jabón no son capaces de soportar tales condiciones. Estas se llaman grasas sin base de jabón. La arcilla de bentonitas modificadas y los geles de sílice se utilizan con fluidos sintéticos. Algunas grasas a base de jabón se utilizan con fluidos sintéticos en lugar de aceites minerales. Como en el caso de los aceites, también se agregan aditivos a la grasa para impartir características especiales. Los aditivos comúnmente utilizados son antioxidantes, inhibidores de corrosión, agentes EP, inhibidores de oxidación y aditivos de pegajosidad.

Las dos características más importantes de la grasa son la consistencia y el punto de goteo. La consistencia se expresa en números en décimas de milímetro. Se utiliza el método de prueba estándar ASTM D217-52T para determinar esta propiedad. Se llama prueba de penetración. El Instituto Nacional de Grasas Lubricantes (NLGI) de EE. UU. ha clasificado la grasa en varias clases según sus lecturas de penetración determinadas a partir de la prueba anterior. El punto de goteo se define como la temperatura a la cual la grasa cambia de un estado cuasi sólido a un estado líquido bajo las condiciones prescritas de una prueba. La prueba ASTM D566-42 se utiliza para determinar el punto de goteo. Esto se utiliza como indicador cualitativo de la resistencia al calor.

Lubricantes sólidos

Los lubricantes sólidos son películas delgadas de un sólido interpuestas entre dos superficies de fricción para reducir la fricción y el desgaste. La necesidad de lubricantes sólidos ha crecido rápidamente con el avance de la tecnología. Los lubricantes sólidos tienen las características de baja resistencia al corte, baja dureza, alta adhesión al material del sustrato, continuidad, capacidad de autorreparación (la película se reformará inmediatamente si se rompe), ausencia de impurezas abrasivas, estabilidad térmica e inercia química. Varios compuestos inorgánicos como grafito, disulfuro de molibdeno, disulfuro de tungsteno, nitruro de boro y compuestos orgánicos como aluminio, zinc, sodio, estearato de litio y ceras se utilizan como lubricantes sólidos. Los lubricantes sólidos han encontrado una amplia aplicación donde los aceites de petróleo convencionales no han funcionado en condiciones de trabajo extremas.