Антифрикционная смазочная композиция для узлов трения

 

АНТИФРИКЦИОННАЯ СМАЗОЧНАЯ КОШОЗИШЯ .ЦЛЯ УЗЛОВ ТРЕНИЯ, содержащая мыльную пластичную смазку, глицерин и порошкообразный металлический наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения износостойкости узлов трения и увеличения ресурса их работы при повышенных нагрузках и скоростях скольжения и в присутствии газообразного водорода в зоне фрикционного контакта, композиция дополнительно содержит азотнокислую медь, политетрафторэтилен , бензосульфокислый натрий, дициандиамид , а в качестве порошкообразного металлического наполнителя - эвтектический сплав, включающий , мас.%: Висмут 60 Свинец 18 Олово 12 Индий 10 при следующем соотношении компонентов в смазочной композиции, мас.%: 1-12 Глицерин Азотнокислая (Л 0,1-5,0 медь Политетрафтор0 ,05-8,0 этилен Бензосульфо0 ,2-3,0 кислый натрий 0,01-4,0 Дициандиамид Эвтектический 1-10 сплав Мыльная плас4;;ь Остальное тичная смазка оо 1 О5 сд

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (1() 0,1-5,0

0,05-8,0 медь

Политетрафторэтилен

Бензосульфокислый натрий

Дициандиамид

Эвтектический

0,2-3,0

0,01-4,0

1-10 сплав

Мыльная пласОстальное тичная смазка

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3669609/23-04 (22) 14.10.83 (46) 07.03.85.Бюл. ¹- 9 (72) И.М.Мельниченко, М.М.Близнец и В.Ф.Новиков (7 1) Гомельский государственный университет (53) 621.892(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 518517, кл. С 10 М 5/12, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР № 690063, кл. С 10 M 5/02, 1979.

3. Авторское свидетельство СССР № 667583, кл. С 10 M 5/02, 1979.

4. Авторское свидетельство СССР

¹ 836079, кл. С 10 M 5/02, 1981 (прототип). (54)(57) АНТИФРИКЦИОННАЯ СМАЗОЧНАЯ

КОМПОЗИПИЯ ДЛЯ УЗЛОВ ТРЕНИЯ, содержащая мыльную пластичную смазку, глицерин и порошкообразный металлический наполнитель, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью повышения износостойкости узлов трения и увеличения ресурса их работы при повышенных нагрузках и скоростях скольже4(11С 10 М 61/00; (С 10 М 161/00, 125: 20, 147 02, 135: 08, 133: 24, 125:04,) С 10 N 40:02, 10:IО, IÎ:08, 10: 06 ния и в присутствии газообразного водорода в зоне фрикционного контакта композиция дополнительно содержит азотнокислую медь, политетрафторэтилен, бензосульфокислый натрий, дициандиамид, а в качестве порошкообразного металлического наполнителя — эвтектический сплав, включающий, мас.Ж:

Висмут 60

Свинец 18

Олово 12

Индий 10 при следующем соотношении компонентов в смазочной композиции, мас ° 7

Глицерин 1-12

Азотнокислая

37á5

Поставленная цель достигается

30 тем, что антифрикционная смазочная композиция, содержащая мыльную пластичную смазку, глицерин и порошкообразный металлический наполнитель, дополнительно содержит азотно"

35 кислую медь, политетрафторэтилен, бензосульфокислый натрий, дициандиамид, а в качестве порошкообразного металлического наполнителя композиция — эв ектический сплав, включающий, мас. :

Висмут 60

Свинец 18

Олово 12

Индий 10

45 при следующем соотношении компонентов в смазочной композиции, мас. :

Глицерин 1 — 12

Азотнокислая медь О,! 5,0

Политетрафторэтилен 0,05-.8,0

Бензосульфокислый натрий 0,2-3,0

Дициандиамид

ЭвтектичесX) кий сплав

0,01-4,0

1 — 10

1 114

Изобретение относится к созданию антифрикционных смазочных материалов, обладающих высокими антифрикционными и.противоизносными свойствами в присутствии газообраз- 5 ного водорода в зоне фрикционного контакта.

Известна антифрикционная смазочная композиция, содержащая мыльный или углеводородный загуститель (S-35 мас.X), порошки металлов (5-30 мас. ), обработанные окисленными углеводородами или их продукта— ми нитровапия, и дисперсионную среду (1j.

Недостатками этой смазки являются относительно высокий коэффициент трения смазываемого ею узла трения и недостаточно высокая противозадирная

20 стойкость в условиях повышенного содержания водорода в зоне фрикционного контакта, 1звестна также антифрикционная смазочная композиция, содержащая порошок меди (1-30 мас. ), политрифторхлорэтилен или политетрафторэтилен (0,1-10 мас. ) и мыльную пластичную смазку (до 100 мас. ) (2) .

Недостатками этой смазки являются способность меди при эксплуатации в тяжелонагруженных сопряжениях подвергаться наклепу (упрочнению) в зоне контакта и переходить в окисленные формы, обладающие абразивным действием, повышающие, вследствие этого, коэффициент трения и интенсивность износа сопряженных поверхностей, а также низкая противозадирная стойкость смазки в условиях присутствия значительного количества водорода в зоне фрикционного контакта.

Известна антифрикционная смазочная композиция, содержащая политетрафторэтилен (2-5 мас. ), порошок меди (10-15 мас. ), порошок свинца (2-4 мас. ) и мыльную пластичную смазку (до 100 мас,.X) (3) .

Недостатками известной композиции являются низкая противозадирная стойкость и высокий износ в условиях повышенного содержания водброда в зоне фрикционного контакта.

Наиболее близкой по составу и достигаемому результату к предлагаемой является антифрикционная смазочная композиция, содержащая бензойный альцегид (О, 2-8 мас. ), глицерин (1-15 Mac X), порошок меди (5-40 мас. и мыльную пластичную смазку (до 100 мас. ) f4) .

Недостатками известной смазочной композиции (смазки) являются высокий коэффициент трения и низкая долговечность смазки при повышенных скоростях скольжения и нагрузках на фрикционный контакт. Присутствующая в смазочной композиции медь способна подвергаться наклепу в зоне контакта и переходить в окисленные формы, обладающие абразивным действием и повышающие, вследствие этого, коэффициент трения и интенсивность износа сопряженных поверхностей. Кроме того, при наличии значительной концентрации водорода в зоне фрикционного контакта существенно уменьшается противозадирная стойкость известной смазки.

Цель изобретения — повышение износостойкости узлов трения и увеличение ресурса их работы при повышенных нагрузках и скоростях скольжения и в присутствии газообразного водорода в зоне фрикционного контакта.

1143

Мыльная пластичная смазка Остальное

В качестве мыльных пластичных смазок могут использоваться, например, пластичные смазки. ЦИАТИМ-201, ЦИАТИМ-203, ЦИАТИМ-221, Литол-24 и др. Введение пластичной смазки

1 ниже оптимальной концентрации способствует повышению коэффициента тре- 10 ния трибосопряжения, а выше оптимальной концентрации — снижает противоизносные и противозадирные свойства смазочной композиции.

Для дополнительного повышения износостойкости и нагрузочной способности трущихся поверхностей в . смазку дополнительно введен легко55

При высоких загрузочно — скоростных режимах эксплуатации узла трения на фрикционном контакте развиваются значительные температуры. Повышение температуры значительно снижает 2п адгезию пластичной смазки и поверхности вала и ее вязкость, что приводит к удалению смазочно G материала с фрикционного контакта и, в конечном итоге, к заеданию и выходу 25 из строя узла трения. Для повышения смазочных свойств композиции в базовую пластичную смазку введены политетрафторэтилен (ГОСТ 10007 †) и дициандиамид (ГОСТ 6988-73). gp

Введение политетрафторэтилена из дициандиамида выше оптимальной Kon— центрации приводит к значительному возрастанию вязкости и коэффициент.-. трения смазочной композиции, а ниже оптимальной концентрации — ухудшает ее антифрикционные свойства при повышенных температурах.

Однако при длительной эксплуатации смазочной композиции политет- 4< рафторэтилен и дициандиамид подвержены термодеструкции и термоокислению. Бензосульфокислый натрий (МРТУ 6-09-2069-65), введенный в плас— тичную смазку, пРедназначен для 45 стабилизации ее свойств при эксплуатации в области повышенных темпера-тур, нагрузок и скоростей. Введение бензосульфокислого натрия выше оптимальной концентрации снижает нагру-5О зочную способность узла трения при тяжелых режимах эксплуатации, а ниже оптимальной концентрации— уменьшает эффект стабилизации.

765 4 плавкий (температура плавления

58 С) эвтектический сплав (МРТУ 6-09-353-63), содержащий, мас.7:

Висмут 60

Свинец 18

Олово 12

Индий 10 способный при трении генерировать на пятнах касания пластичную пленку, защищающую поверхность от схватывания при тяжелых Режимах трения. Введение в смазочную композицию сплава позволяет компенсировать износ стального контртела и улучшить мтнкрогеометрию его поверх— ности путем заполнения углублений между микронеровностями расплавом сплава. Введение эвтектического сплава выше оптимальной концентрации увеличивает коэффициент трения трибосопряженпя, а ниже оптимальной концентрации — уменьшает нагрузочную способность узла грения.

При эксплуатации пар трения в условиях повьпиенных. нагрузок и скоростей скольжения в результате дегидрирования углеводородных компонентов смазочной композиции в зоне фрикционного контакта образуется значительное количество диффузионно-способного водорода, что приводит к наводораживанию и повышенному водородному износу металлического контртела.

С целью снижения содержания ак— тивного водорода в зоне трения в смазку введена азотнокислая медь (ГОСТ 4163-68),обладающая свойствами ингибитора наводораживанил металлов при трении. Под действием контактных деформаций и вспышек температур, развивающихся па пятнах касания, происходит нагреванне и разложение азотнокислой меди с выделением атомарного кислорода, в результате чего наблюдается равномерный ток кислорода в зону фрикционного контакта, его взаимодействие с водородом с образованием молекул воды, О которые, адсорбируясь на продуктах диспергирования фрикционно взаимодействующих материалов, снижают силу трения фрикционного сопряжения.

Таким образом, в результате химичес" кого взаимодействия водорода и кислорода снижается содержание атомарного водорода в зоне фрикционного контак1143765

Таблица 1

Компоненты

Состав, мас.X

Предлагаемый

Известный

1 2 3 4 5 6

12 6, 1

Глицерин

0 5

10

0,1

Азотнокислая медь

5 0,05

0,05 9

Бензосульфокислый натрий

0,2

0,1

1,5

Дициандиамид

0,01 2

0,05

Звтектический сплав

0,2

5,5

12

Бензойный альдегид

Порошок меди

ЦИАТИМ-201

До 100

3 та. При этом повышается водородная износостойкость металлических пар трения. Кроме того, азотнокислая медь в сочетании с глицерином (ГОСТ 6259-75) активирует образование медных пленок переноса на сопряженных металлических поверхностях, обеспечивая тем самым работу узла трения в режиме избирательного переноса.

Введение в смазочную композицию 10 азотнокислой меди ниже оптимальной концентрации ие обеспечивает работу узла трения в режиме избирательного ,переноса, а выше оптимальной концентрации — снижает ее противоиз- 15 носные и антифрикционные свойства.

Технология получения антифрикционной смазочной композиции для узлов трения состоит в добавлении в базовую мыльную пластичную смазку 20 необходимых. ингредиентов и перемешивании полученного состава при комнатной температуре.

Составы предлагаемых и известной смазок приведены в табл.1. В табл.2 25 даны свойства предлагаемых и известной смазок.

Политетрафторэтилен 0,01 8

Лабораторные испытания смазочных композиций осуществляют на установке СИЦ-2 при нормальной нагрузке

10 МН/м и скорости скольжения

0,5 м/с для пары трения сталь 40X— бронза БрАЖ-9-4.

Как следует из данных табл.2, сочетание выбранных компонентов смазочной композиции позволяет снизить износ бронзового подшипника на

25-243Х и уменьшить коэффициент трения парь, бронза-сталь после длительной эксплуатации на 2 1-1837. При отклонении состава композиции от оптимального такой эффект не получается (составы 1 и 5).

Антифрикционная смазочная композиция для узлов трения рекомендуется к применению в парах трения скольжения, функционирующих при высоких температурах и нагрузках, например в шарнирно-болтовых сопряжениях, винтовых передачах, герметизированных опорах и других отраслях техники.

До 100 До 100 До 100

1143765.Продолжение табл.1

Компоненты

Состав, мас.Х

Известный

Предлагаемый л

До 100

ЦИАТИМ- 2 2,1

Литол-21.

До 100.Таблица 2

Свойства

Состав, мас. Х

Фрикционные свойства смазочных композиций после 100 ч эксплуатации: коэффициент трения

Редактор Г.Волкова.

Заказ 853/23

Тираж 546 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра шская наб. . 4/5

Э Э У д

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 линейный износ бронзовМо подшипника; мм/км

L М

1 2 3 4 5 6

Ю»

1 2 3 4 5 6

0,096 0,07 0,03 0,06 0,11 0,085

0,031 0,016 0,007 0,018 0,029 0,024

Составитель Е.Пономарева

Техред А.Бабинец Корректор О.Луговая