Dasar-Dasar Tribologi: Mengurangi Biaya Pemeliharaan di Pabrik Baja

Pendahuluan

Pengeluaran pada pemantauan kondisi mesin dan pemeliharaan merupakan biaya signifikan di pabrik baja. Tribologi membantu dalam mengurangi pengeluaran ini. Tribologi adalah kata baru yang diciptakan oleh Dr. H. Peter Jost di Inggris pada tahun 1966. 'The Jost Report', yang diberikan kepada British Parliament – Ministry for Education and Science, menunjukkan 'Potensi penghematan lebih dari £ 515 juta per tahun untuk industri dengan aplikasi yang lebih baik dari prinsip dan praktik tribologi'. Namun tribologi bukan bidang baru.

Tribologi berasal dari kata Yunani, 'tribos', yang berarti menggosok atau menggosok. Dan dari awalan, "ology" berarti studi tentang. Oleh karena itu, tribologi adalah studi tentang 'menggosok', atau 'studi tentang hal-hal yang menggosok'.

Tribologi adalah ilmu pengetahuan dan teknologi dari permukaan yang saling berinteraksi dalam gerak relatif. Ini adalah studi (Fig 1) dari (i) gesekan, (ii) aus, dan (iii) pelumasan.

Fig 1 Studi tribologi

Tribologi adalah ilmu pengetahuan dan teknologi dari permukaan yang saling berinteraksi dalam gerak relatif dan dikenal sebagai studi gesekan, aus dan pelumasan. Ini adalah ilmu pengetahuan dan teknologi gesekan pelumasan dan aus dan sangat penting dalam konservasi bahan dan energi. Ini adalah pengetahuan lama yang sangat penting ketika berkaitan dengan segala sesuatu yang bergerak tetapi sebagai disiplin ilmu, tribologi relatif baru.

Tribologi, meskipun salah satu disiplin ilmu teknik tertua, ini adalah salah satu ilmu klasik yang paling kurang dikembangkan hingga saat ini. Alasannya adalah tribologi bukan benar-benar satu disiplin tunggal atau baik direpresentasikan oleh proses steady state. Ini melibatkan semua kompleksitas bahan.

Tribologi bersifat multidisipiliner dan meliputi teknik mesin (terutama elemen mesin seperti journal dan roller bearings dan gear), ilmu material, dengan penelitian tentang ketahanan aus, teknologi permukaan dengan analisis topografi permukaan dan coating, dan kimia pelumas dan aditif. Disiplin yang lebih muda dari tribologi adalah (i) bio-tribology, yang termasuk (di antara topik lain) aus, gesekan, dan pelumasan total joint replacement, dan (ii) nano-tribology, di mana gesekan dan aus dipelajari pada skala mikro dan nano.

Di setiap mesin ada banyak bagian komponen yang beroperasi dengan menggosok satu sama lain (bearings, gears, cams, ban, brakes, piston ring dll.). Kadang-kadang diinginkan untuk memiliki gesekan rendah, untuk menghemat energi, atau gesekan tinggi, seperti dalam hal rem. Tribologi menemukan aplikasi di semua sektor industri termasuk industri baja.

Akibat kemajuan teknologi, konservasi bahan dan energi semakin penting. Aus adalah penyebab utama pemborosan bahan, jadi setiap pengurangan aus dapat menghasilkan penghematan yang besar. Gesekan adalah penyebab utama dissipasi energi dan penghematan yang besar mungkin dengan kontrol gesekan yang ditingkatkan. Pelumasan adalah cara paling efektif untuk mengontrol aus dan mengurangi gesekan.

Tribologi adalah pengenalan zat di antara permukaan kontak bagian bergerak untuk mengurangi gesekan dan untuk mendissipasi panas. Pemilihan pelumas terbaik dan pemahaman tentang mekanisme di mana ia bertindak untuk memisahkan permukaan di bearing atau komponen mesin lainnya adalah area utama untuk studi dalam tribologi.

Pelumasan dilakukan untuk meminimalkan gesekan di antara dua permukaan yang saling berinteraksi dalam gerak relatif. Gesekan terjadi karena permukaan padat tidak pernah halus secara mikroskopis. Bahkan permukaan terbaik yang dimesin memiliki puncak dan lembah yang disebut 'kekasaran'. Ketika dua permukaan seperti itu bersentuhan, hanya puncak di permukaan yang membuat kontak sebenarnya. Kontak-kontak ini mendukung beban normal dan berdeformasi plastis dan menjadi cold welded. Bergantung pada magnitude beban normal, semakin banyak titik tinggi atau puncak yang bersentuhan dan 'luas nyata' kontak meningkat dibandingkan dengan 'luas tiruan', yaitu luas geometri permukaan yang bersentuhan. Fenomena ini disebut adhesion.

Gesekan diyakini disebabkan oleh adhesion ini. Ketika dua permukaan seperti itu harus digerakkan relatif satu sama lain, diperlukan gaya untuk meregangkan kontak-kontak ini. Gaya ini disebut gaya gesekan. Tribologi membantu dalam visualisasi konseptual yang lebih baik tentang masalah gesekan, aus dan pelumasan yang terlibat dalam gerak relatif di antara permukaan.

Tribologi adalah ilmu yang kompleks dengan kemungkinan kecil untuk perhitungan teoretis gesekan dan aus. Oleh karena itu, tribologi erat terkait dengan aplikasi praktis yang membuat kerja yang rumit dan pengalaman empiris berharga. Properti tribologis sangat penting untuk material yang bersentuhan dan sistem sensitif terhadap kondisi operasi dan lingkungan. Untuk memahami perilaku tribologis, pengetahuan fisika, kimia, metalurgi dan mekanika diperlukan yang membuat ilmu ini interdisipliner. Dengan mengoptimalkan gesekan dan aus dalam aplikasi teknologis, seperti komponen mesin atau dalam sistem pengolahan logam, baik lingkungan maupun biaya dapat dihemat.

Gesekan

Gesekan dapat didefinisikan sebagai resistensi terhadap gerakan sebuah badan terhadap badan lain dan sangat penting dalam operasi pengolahan logam. Gesekan bukan parameter material, tetapi respons sistem dalam bentuk gaya reaksi. Ia bergantung pada mis. suhu, kelembaban, beban, properti mekanis dan topografi permukaan. Secara umum hukum gesekan, yang dikenal sebagai Amonton’s- Coulomb’s law, menggambarkan koefisien gesekan (M) sebagai hubungan antara gaya gesekan Ft (gaya tegen) dan gaya normal Fn (beban).

M = Ft/Fn

Hukum ini diasumsikan akurat dalam kontak tribologis dengan tekanan kontak biasa (seperti sebagian besar kontak di sekitar) dan sering disebut sebagai Coulomb’s friction. Selama kontak, gesekan secara umum dapat dibagi menjadi dua komponen yaitu (i) komponen adhesif (Ma) dan komponen ploughing (Mp).

M = Ma + Mp

Komponen adhesif terkait dengan material yang bersentuhan dan dikontrol oleh gaya adhesif yang bekerja di area kontak nyata, yaitu asperities di permukaan. Gaya adhesif berasal dari gaya yang diperlukan untuk memutuskan ikatan antar permukaan saat permukaan geser satu sama lain. Oleh karena itu, adhesi dari dua padat yang bersentuhan penting dan bergantung pada kimia tribo surfaces di sliding interface.

Komponen ploughing berasal dari gaya deformasi yang bekerja selama ploughing dari material paling lembut yang bersentuhan oleh surface asperities dari material yang lebih keras dan terkait dengan topografi permukaan. Juga, partikel aus yang terkeras deformasi dan tertempel di interface bekerja dengan cara ploughing.

Bagian tambahan dari komponen ploughing adalah deformasi asperity yang terkait dengan deformasi asperity di level mikro.

Mekanisme Aus

Dalam kontak tribologis, aus terjadi akibat interaksi antara dua permukaan yang bersentuhan dan mengimplicasikan penghapusan bertahap material permukaan, yaitu kehilangan material. Aus dari material yang bersentuhan, sama seperti gesekan, adalah parameter sistem. Mekanisme aus yang penting dapat berupa abrasive, adhesive, fatigue dan tribo chemical wear. Biasanya ada kombinasi mekanisme aus dalam kontak. Ada hubungan inter antara gesekan dan aus. Seringkali gesekan rendah menghasilkan aus rendah. Namun, ini bukan aturan umum dan ada banyak contoh yang menunjukkan tingkat aus tinggi meski gesekan rendah.

Adhesive Wear

Adhesive wear berarti kerusakan yang terjadi ketika dua badan logam bergosok satu sama lain tanpa kehadiran sengaja agen abrasif. Abrasive wear ditandai dengan kerusakan pada permukaan oleh material yang lebih keras yang diperkenalkan di antara dua permukaan yang bergosok dari luar. Tingkat abrasive wear bergantung pada ukuran dan keangungan partikel abrasif dan juga rasio antara kekerasan logam dan partikel abrasif, semakin tinggi kecenderungan untuk aus.

Adhesive wear berasal dari geseran kontak antara ketajaman dua padat dalam gerak relatif. Selama geseran, deformasi elastis dan plastik dari asperities terjadi yang menghasilkan area kontak di mana gaya ikatan memberikan adhesi yang kuat dan permukaan terjalin. Adhesive wear terjadi ketika gerak relatif tegen menyebabkan pemisahan di dalam asperities di material yang lebih lemuk bukan di interface dan oleh karena itu material terhapus.

Area kontak nyata terdiri dari semua area asperities yang terjalin di permukaan dan selama geseran penghapusan material menghasilkan aus yang dapat diukur sebagai penurunan volume atau berat. Namun, lebih umum untuk menyajikan aus dalam wear rate atau wear coefficient. Wear rate biasanya didefinisikan sebagai volume aus per jarak geseran dan beban.

Abrasive Wear

Abrasive wear memberikan deformasi plastik yang signifikan pada material permukaan dan terjadi ketika salah satu permukaan yang bersentuhan jauh lebih keras dari yang lain. Ini dikenal sebagai two body abrasion. Abrasion juga biasanya terjadi ketika partikel yang lebih keras diperkenalkan ke dalam tribo system. Ini dikenal sebagai three body abrasion ketika partikel tidak terlekat pada permukaan mana pun dan sebagai two body abrasion ketika partikel terlekat pada salah satu permukaan yang bersentuhan. Akibatnya, material yang lebih keras dari dua yang bersentuhan dapat secara abrasif aus. Asperities atau partikel yang tajam dan keras ditekan ke permukaan yang lebih lemuk yang menghasilkan aliran plastik dari material yang lebih lemuk di sekitar yang lebih keras. Akibat gerak tegen permukaan yang lebih keras menggores yang lebih lemuk dalam aksi ploughing, menghasilkan aus dan goresan atau gulma yang tersisa. Abrasive wear dapat lebih diklasifikasikan menjadi berbagai mekanisme aus seperti micro cutting, micro fatigue dan micro chipping. Tingkat abrasive wear didefinisikan dengan cara yang sama seperti untuk adhesive wear.

Fatigue Wear

Fatigue wear penting pada dies dan alat yang dimuat secara periodik, seperti rolls. Di alat yang dimuat, permukaan berada dalam kompresi dan stres geseran dihasilkan di bawah permukaan. Pemuatan berulang menyebabkan generasi mikroretakan, biasanya di bawah permukaan, di titik kelemahan, seperti inklusi atau partikel fase kedua. Pada pemuatan dan pembongkaran berikutnya, mikroretakan menyebar dan voids coalesce. Ketika retakan mencapai ukuran kritis, ia berubah arah untuk muncul ke permukaan dan partikel lembar datar terlepas. Ini juga dikenal sebagai delamination wear atau jika partikel relatif besar dikenal sebagai spalling. Ketika pemuatan normal digabungkan dengan geseran, lokasi stres geseran maksimum bergerak ke arah permukaan dan retakan fatigue mungkin berasal dari cacat permukaan.

Seperti semua proses aus, fatigue wear dipengaruhi oleh sejumlah besar variabel. Untuk mengurangi fatigue wear, external dan internal stress raisers harus dihindari dan interface yang kuat antara matrix dan partikel fase kedua harus dijamin. Komplikasi lebih lanjut timbul dalam hot working, di mana pemanasan tiba-tiba menghasilkan ekspansi permukaan dan stres di antara permukaan dan material massa. Setelah kontak, pendinginan permukaan lagi menginduksi stres. Dalam kombinasi dengan stres akibat pemuatan, thermal fatigue terjadi menghasilkan jaringan retakan seperti mozaik yang disebut crazing atau fire-cracking. Fatigue juga dapat menyebabkan kegagalan mendadak yang parah pada alat, seperti kegagalan lengkap rolls.

Tribo Chemical Wear

Dalam tribo chemical wear, proses aus didominasi oleh reaksi kimia di kontak dan material oleh karena itu dikonsumsi. Di sini, kondisi lingkungan dalam kombinasi dengan mekanisme kontak mekanis sangat penting. Tindakan kimia, seperti difusi atau larutan, bukan merupakan mekanisme aus sendirian tetapi selalu dalam kombinasi dan interaksi dengan mekanisme aus lain. Lebih benar untuk berbicara tentang berbagai mekanisme aus mekanis dan mempertimbangkan efek kimia sebagai parameter pengaruh tambahan yang mengubah properti material permukaan yang bersentuhan.

Tribo Film Formation

Suhu lokal yang tinggi dan tekanan yang diperoleh dalam kontak permukaan ketika dua badan bergeser satu sama lain menghasilkan deformasi geseran lokal dan retakan permukaan. Suhu lokal yang tinggi dapat mempercepat reaksi kimia atau melelehkan permukaan secara lokal dan aus terjadi. Namun, kondisi-kondisi ini tidak harus hanya destruktif bagi permukaan tetapi dapat memungkinkan pembentukan tribo film dengan properti tribologis baru. Biasanya tribo film dibagi menjadi dua kelompok yaitu transformation type tribo film dan deposition type tribo film. Keduanya mengubah topografi permukaan, kimia dan properti mekanis. Dalam pembentukan transformation type tribo film, transformasi permukaan asli diperoleh oleh deformasi plastik, fase transformasi, difusi dll. tanpa transfer material. Di sisi lain deposition type tribo film hanya diperoleh oleh transfer material, yaitu oleh molekul dari permukaan lawan, lingkungan atau oleh wear debris. Akibatnya, topografi permukaan, reaktivitas kimia dan adhesi dapat mempengaruhi pembentukan tribo film.

Pelumasan

Pelumas terutama digunakan untuk menurunkan gesekan (dan seringkali getaran sebagai konsekuensi) dan aus. Mereka adalah agen yang diperkenalkan di antara dua permukaan dalam gerak relatif untuk meminimalkan gesekan. Pemilihan dan aplikasi pelumas ditentukan oleh fungsi yang diharapkan dilakukan. Fungsi utama pelumas adalah sebagai berikut.

• Untuk mengontrol gesekan
• Untuk mengontrol aus
• Untuk mengontrol suhu
• Untuk mengontrol korosi
• Untuk menghapus kontaminan
• Untuk membentuk seal (grease)

Penurunan gesekan dapat dilakukan dengan dua mekanisme berbeda. Jika pelumas sepenuhnya memisahkan permukaan padat, gerak relatif terjadi sebagai geseran di dalam pelumas dan gesekan adalah akibat resistensi geseran pelumas. Jika pelumas tidak dapat sepenuhnya memisahkan permukaan, gaya gesekan dapat dikurangi ketika geseran terjadi di antara tipis film gesekan rendah yang teriklan pada permukaan. Gesekan yang lebih rendah juga menghasilkan panas yang lebih sedikit, yang mengarah pada suhu yang lebih rendah.

Pengurangan aus juga dicapai dengan pemisahan – sepenuhnya atau sebagian – dari dua permukaan padat. Aus juga dikurangi oleh fakta bahwa pelumas menurunkan suhu, membawa partikel aus yang mungkin dan mencegah kontaminan dari lingkungan sekitar.

Sisa pelumas dapat menjadi masalah dalam berbagai proses produksi. Misalnya, sisa yang dipindahkan dari alat ke lembar baja dapat memperburuk pelacukan badan mobil. Dalam beberapa kasus detergen yang tidak ramah lingkungan harus digunakan untuk membersihkan permukaan. Pelumas itu sendiri juga dapat tidak cocok baik dari segi kesehatan maupun lingkungan.

Pelumas dapat berupa fluida atau padat, tetapi tidak harus minyak atau lem. Misalnya, juga logam, oksida, sulfida, grafit dll. dapat bertindak sebagai pelumas. Berikut adalah tipe yang umum diketahui.

• Liquid Lubricants – Liquid minerals dapat berupa mineral oil murni, mineral oil plus additive, atau synthetic lubricants
• Quasi-solid lubricants (Grease)
• Solid lubricants

Bergantung pada persyaratan aplikasi tipis, tipe pelumas tertentu dipilih.

Liquid Lubricants

Cairan secara umum dipilih sebagai pelumas karena dapat ditarik di antara bagian bergerak oleh aksi hidraulik. Selain menjaga bagian tetap terpisah, mereka juga bertindak sebagai pembawa panas. Untuk memilih pelumas cair untuk aplikasi tertentu, pertimbangan utama biasanya adalah efek perubahan suhu terhadap viskositas pelumas yang harus minimum. Liquid Lubricants secara umum inert terhadap permukaan logam dan komponen lainnya.

Teknologi pemurnian modern telah memungkinkan produksi pelumas berkualitas baik dari berbagai jenis minyak mentah. Sebuah pabrik pengolahan minyak hanya menghasilkan base lube oil stocks dengan viskositas yang berbeda. Mereka tidak cocok untuk konsumsi langsung. Oleh karena itu, minyak dicampur untuk mencapai viskositas yang tepat dan aditif ditambahkan untuk meningkatkan kualitas lainnya.

Synthetic liquid lubricants dapat dikarakterisasikan sebagai cairan berminyak dan netral. Mereka tidak diperoleh dari minyak mentah petroleum. Namun, mereka memiliki properti yang hampir sama dengan pelumas petroleum. Pelumas ini digunakan dalam situasi di mana minyak petroleum tidak dapat digunakan. Beberapa kelas kimia spesifik dari synthetic lubricants adalah di-esters, organo-phosphate esters, silicone polymers dll.

Karakteristik pelumas penting dijelaskan di bawah ini.

Specific gravity adalah rasio berat volume tertentu zat pada 15 derajat C terhadap air.

Viskositas adalah ukuran resistensi minyak terhadap aliran. Semakin tinggi viskositas minyak, semakin tinggi resistensinya terhadap aliran. Sebagai contoh, air kurang viskus dan oleh karena mengalir bebas dibandingkan dengan gula merah yang memiliki viskositas tinggi dan mengalir lambat. Film minyak ideal di bearing tergantung pada pemilihan minyak dengan viskositas yang tepat untuk mempertahankan pemisahan antara dua permukaan logam.

Kecepatan journal dan viskositas berkaitan erat dalam mempertahankan film minyak yang baik di bearing. Semakin lambat kecepatan journal, semakin tinggi viskositas atau minyak yang lebih tebal yang diperlukan. Saat kecepatan journal meningkat, minyak yang lebih tipis dengan viskositas lebih rendah yang diperlukan.

Beban bearing juga harus dipertimbangkan karena minyak harus memiliki viskositas yang cukup untuk mempertahankan film minyak yang baik untuk mendukung beban. Secara teknis, didefinisikan sebagai gaya yang diperlukan untuk memindahkan permukaan datar satu sentimeter persegi di atas permukaan datar lain pada laju satu sentimeter per detik, ketika kedua permukaan dipisahkan oleh lapisan cairan tebal satu sentimeter. Satuan gaya ini adalah 'poise' dan disebut absolute viscosity.

Kinematic viscosity adalah rasio absolute viscosity terhadap specific gravity minyak pada suhu di mana viskositas diukur. Satuan-nya adalah 'stokes'. Untuk keperluan praktis, viskositas minyak petroleum dinyatakan dalam waktu dalam detik yang dibutuhkan oleh jumlah minyak tertentu untuk mengalir melalui tabung kapiler standar. Ini dinyatakan sebagai Saybolt universal seconds pada 40 derajat C atau 100 derajat C.

Viscosity index (VI) adalah ekspresi efek perubahan suhu terhadap viskositas minyak. Perubahan ini dapat dievaluasi secara numerik dan hasilnya dinyatakan sebagai VI.

Pour point minyak adalah kualitas penting. Ini adalah suhu di mana minyak tetap cair. Ini mencerminkan kemampuan minyak untuk bekerja pada suhu rendah.

Flash point adalah suhu di mana minyak mengeluarkan uap yang cukup yang dapat dihidupkan. Ini mencerminkan kemampuan minyak untuk bekerja pada suhu yang lebih tinggi tanpa bahaya kebakaran.

Proses pemurnian dan pembuatan memberikan kualitas baik pada oli pelumas. Namun masih tidak dapat digunakan secara langsung. Oli pelumas mudah terkontaminasi dan terdekomposisi di dalam kondisi kerja yang tegas. Oleh karena itu, senyawa kimia dan agen lain yang disebut aditif ditambahkan ke minyak. Sebagian besar aditif pelumas modern dapat diklasifikasikan sebagai (i) yang dirancang untuk melindungi pelumas selama pelayanan dengan mempertahankan kerusakan, (ii) yang melindungi pelumas dari produk pembakaran bahan bakar yang berbahaya, dan (iii) yang meningkatkan properti fisik yang ada atau memberikan karakteristik baru.

Penggunaan aditif kimia dalam pelumas sangat luas. Mereka digunakan dari oli instrumen dan spindel paling ringan hingga oli gear paling kental, oli otomotif, cutting oils, dan fluida hidraulik. Ada lebih dari 50 karakteristik oli dasar pelumas yang dapat ditingkatkan oleh aditif. Secara umum, aditif harus memiliki properti yaitu (i) larut dalam minyak petroleum dasar, (ii) tidak larut dan tidak bereaksi dengan larutan air, (iii) tidak boleh memberikan warna gelap pada minyak, (iv) memiliki volatilitas rendah, (v) harus stabil dalam blending, penyimpanan dan penggunaan, dan (vi) tidak boleh memberikan bau yang tidak menguntungkan.

Berbagai jenis aditif yang digunakan beserta tujuannya adalah sebagai berikut.

• Anti-oxidant digunakan untuk meningkatkan umur minyak dan mesin dan untuk mencegah oksidasi
• Corrosion inhibitor untuk melindungi terhadap serangan kimia dari bearing legasing dan permukaan logam.
• Detergents untuk kebersihan permukaan yang dilumasi.
• Rust inhibitor untuk menghilangkan karat dalam kehadiran air dan kelembaban
• Pour depressant untuk meningkatkan fluida pada suhu rendah
• Viscosity index improver untuk menurunkan laju perubahan viskositas dengan perubahan suhu
• Anti-foam agent untuk mencegah pembentukan busa stabil
• Extreme pressure agent untuk meningkatkan kekuatan film dan kapasitas pemikulan beban

Ada lebih dari 300 oli pelumas yang berbeda dari tipe industri dan otomotif. Ini biasanya diklasifikasikan sebagai (i) spindle oils, (ii) gear oils, (iii) general bearing oils, (iv) electric motor oils, (v) steam cylinder oils, (vi) turbine oils, (vii) air compressor oils, (viii) refrigeration compressor oils, (ix) hydraulic oils, (x) cutting oils, dan (xi) automotive oils. Setiap tipe oli ini memiliki karakteristik tertentu yang membuatnya cocok untuk aplikasi tertentu.

Quasi-solid Lubricants (Grease)

Lem pelumas adalah pelumas semi-padat. Biasanya adalah mineral oil yang ditambahkan sabun khusus untuk menghasilkan campuran plastik. Sabun disebut thickener. Beberapa aditif juga ditambahkan seperti dalam hal oli untuk memberikan karakteristik khusus. Keuntungan menggunakan lem adalah sebagai berikut.

• Aplikasi yang lebih jarang diperlukan. Ini menghasilkan penghematan biaya pelumas dan pemeliharaan.
• Ia bertindak sebagai seal terhadap masuknya kotoran dan debu.
• Tetes dan percikan hampir dihilangkan.
• Seal yang lebih murah diperlukan untuk bearing yang dilumasi lem.
• Lem memastikan beberapa pelumasan bahkan ketika bearing diabaikan untuk waktu yang lama.
• Karena sifat menempel dari lem, kemungkinan karat di bearing sangat berkurang bahkan ketika mesin diam.

Komponen primer lem adalah sabun dan mineral oil. Sabun dapat berasal dari lemak hewan atau sayuran atau asam lemak. Selain itu, beberapa aditif juga ada. Kadang-kadang filler juga ditambahkan untuk memberikan karakteristik khusus.

Lem diklasifikasikan berdasarkan senyawa sabun yang digunakan dalam pembuatannya. Properti lem sangat dipengaruhi oleh tipe senyawa sabun yang digunakan dalam pembuatan lem. Tipe lem umum yang tersedia adalah (i) calcium base grease, (ii) sodium base grease, (iii) lithium base grease, dan (iv) barium base grease.

Calcium base di lem memberikan lem tampilan halus seperti baterai. Lem ini sangat tahan air. Lemak makan seperti minyak kelapa sawit atau minyak benih kapas hydrated lime digunakan untuk membuat sabun. Lem ini memerlukan penambahan air sebagai stabilizer. Ini tidak dapat menahan suhu di atas 80 derajat C. Ini merusak minyak dan sabun dan terpisah. Partikel sabun yang terpisah menjadi keras dan abrasif dan menyebabkan scoring pada bearing. Sodium base grease di sisi lain, dapat digunakan di tempat suhu lebih tinggi hingga 120 derajat C. Sodium base grease bersifat fibrous. Ini memungkinkan lem untuk menahan beban tinggi pada ball dan roller bearings. Namun, sodium base grease kurang tahan air. Barium base grease baik hingga 175 derajat C dan di atasnya. Lem ini memiliki resistensi air yang baik. Lithium base grease juga cocok untuk aplikasi suhu tinggi dan memiliki properti tahan air yang luar biasa. Untuk suhu rendah juga lem ini cocok.

Untuk menahan suhu dan kondisi beban yang sangat tinggi, beberapa lem khusus digunakan karena lem berbasis sabun tidak mampu menahan kondisi seperti itu. Ini disebut non-soap base greases. Modified bentonites clay dan silica gels digunakan dengan synthetic fluids. Beberapa lem berbasis sabun digunakan dengan synthetic fluids bukan mineral oil. Seperti dalam hal oli, aditif juga ditambahkan ke lem untuk memberikan karakteristik khusus. Aditif umum yang digunakan adalah antioxidants, corrosion inhibitors, EP agents, rust inhibitors dan tackiness additives.

Dua karakteristik paling penting dari lem adalah consistency dan drop point. Consistency dinyatakan dalam angka dalam bagian pertiga milimeter. Metode uji standar ASTM D217-52T digunakan untuk menentukan properti ini. Ini disebut penetration test. National Lubricating Grease Institute (NLGI) USA telah mengklasifikasikan lem ke dalam berbagai kelas berdasarkan bacaan penetration yang ditentukan dari uji di atas. Drop point didefinisikan sebagai suhu di mana lem berubah dari quasi-solid ke keadaan cair di bawah kondisi uji yang ditetapkan. Uji ASTM D566-42 digunakan untuk menentukan drop point. Ini digunakan sebagai indikator kualitatif dari resistensi terhadap panas.

Solid Lubricants

Solid lubricants adalah tipis film padat yang diletakan di antara dua permukaan yang bergosok untuk mengurangi gesekan dan aus. Kebutuhan akan solid lubricants telah tumbuh pesat dengan kemajuan teknologi. Solid lubricants memiliki karakteristik low sheer strength, low hardness, high adhesion to substrate material, continuity, self-healing ability (film harus segera kembali terbentuk jika rusak), bebas dari kotoran abrasif, thermal stability, dan chemical inertness. Berbagai senyawa anorganik seperti grafit, molybdenum disulphide, tungsten disulphide, boron nitride, dan senyawa organik seperti aluminium, zinc, sodium, lithium stearate dan waxes digunakan sebagai solid lubricants. Solid lubricants telah menemukan aplikasi luas di tempat minyak konvensional gagal bekerja di kondisi kerja ekstrim.