Металлоплакирующая смазочная композиция
СОЮЗ СоаЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 Д .
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2l) 3877791/23-04
{22} 07.01.85 (46) 30.08.86. Бюл.У 32 (71) Гомельский государственный университет (72) В.Я.Кусочкин, В.Н.Стариков, И.П.Мазур и З,Г.Кашперко (53) 621,892(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 1030404, кл, С 10 М 5/02, )982.
Авторско свидетельство СССР
У 827538, кл. С 10 M 5/02, 1981. (54) (57 ) МЕТАЛЛОПЛАКИРУ9МЦАЯ СМАЗОЧНАЯ
K0MH03Rg9I содержащая мыльную пластичную смазку и порошок сплава, включающего, мас,%:
Олово
SU 1253990 А 1 (51}4 С 10 М 159/04; С 10 М 159/04, 117:02, 117:04, 117:06, 125:04, 171/06; С 10 Х 10:08,10:10,20:
;06,30:06
=--Свинец 30-36 .-
Висмут . Остальное отличающаяся тем, что, с целью уменьшения времени приработки и увеличения износостойкости пар трения, композиция дополнительно содержит дисперсионную среду, являющуюся основой мыльной пластичной смазки, а порошок сплава с размером частиц 0,1-0,75 мкм, нрн следующем соотношении компонентов, мас,X:
Порошок сплава l 5-4,5
Дисперсионная среда, являющаяся основой мыльной пластичной смазки 6,0-10,0
Мыльная пластичная смазка Остальное
Износ шаров, Состав смазочной композиции, редел ма с . Х прочноти на сдвиг, с/см мкм
«»»» ° »
Смазка
ВНИИНП228
Дясперсионная среда пластично смазки
Добавка порошка сплава
100
0,5- 0,3 ь5
95„0
0,5- 0,15
1,1
93„0
6,0
1,0
0,3- 0,}7
1;О
Ф 12539
Изобретение относится к смазочным материалам, а именно к металлоплакирующим смазочным композициям, и может быть использовано для повышения износостойкости и ускорения приработки в узлах трения машин, механизмов и приборов.
Целью изобретения является уменьшение времени приработки, повышение износостойкости пар трения, а также расширение области применения металлоплакирующей смазки.
В предлагаемой металлоплакнрующей смазочной композиции Ъ спользуется порошок сверхпластичного сплава олово " свинец — висмут звтектнческой концентрации с размером частиц 0,10,75 мкм.
Введение дисперсионной среды, являющейся основой мыльной пластичной 20 смазки, в предлагаемую металлоплакирующую смазочную композицию приводит к изменению ее вязкостнопластичных свойств. Введение дисперсионной среды выше оптимальной концентра- gg цни приводит к снижению предела прочности на сдвиг, а ниже оптммальнойк увеличению. Введение порошка присадки в металлоплакирующуЮ смазочную композицию вьппе или ниже оптимальной концентрации ухудшает ее предел прочности на сдвиг. Добавка порошка присадки в металлоплакирующую смазочную композицию в пределах 1,5-4,5 мас.Ж при дисперсности частиц 0 1-0,?5 мкм обеспечивает повьппение износостойкости узла трения и уменьшение времени приработки.
Металлоплакирующую смазочную композицию готовят следующим образом, 49
90 2
Порошки сверхпластичного сплава эвтектической концентрации олово— свинец — висмут г. сперсностью до
50 мкм получают методом ультразвукового распыления иэ расплава. Полученные.порошки вводят в дисперсионную среду товарной мыльной пластичной мазки и помещают в коллоидную мельницу промьппленного типа. Регулируя частоту вращения ротора, добиваотся мокрого измельчения частиц порошка до размеров 0 1-0 75 мкм. Полученную суспензию s виде гетерогенной системы иэ порошка наполнителя и дисперсионной среды заливают в мыльную пластичную смазку и подвергают механическому перемешиванию при комнатной температуре до получения однородной массы.
В качестве мыльных пластичных смазок используют пластичные смазки
ВНИИНП-228, ЦИАТИМ-201 и др, Для определения оптимального количества указанных компонентов в металлсплакирующей смазочной композиции и их влияния на вязкостно-пластичные характеристики композиции измеряют пределы прочности на.сдвиг опытных образцов смазочной композиции на основе пластичной смазки ВНИИА-228 и порошков сплава олово — свинец— висмут, а также смазки без добавок порошка сплава. Испытания проводят на пластомере К-2 при 20 С.
"еэультаты испытаний представлены в табл.1, Для испытаний берут порошок сплава следующего состава, мас.7.: олово 17, свинец 33, висмут 50, с размером частиц 0,1-0,75 мкм.
Таблица1
1253990
Продолжение табл. l
Износ
Состав смазочной композиции, мас,Х шаров, мкм
Дисперсионная сдвиг, гс/см среда пластично смазки
О., 2ОЭ8
8,0
91,0
10,0
0,18
0,010,7
89,0
0,21
0,090,6
l5 0
84,0
0,11
0,71,5
4,0
94,5 6,0
0,61,4
Нет
92,5
0,51,3
8,0
1,5
90,5
0,31,0
Нет
10,0
88,5
О,l
15,0
83,5
0,03
1,01,7
4,0
93 0
0 91,&
Нет
6,0
91,0
89,0
0,71,3
8,0
3,0
О ° 5 l, l
97,0
Нет
82,0
0,04
0,31,0
15,0
0,09
4,0
91,5
6,0
Нет
89,5
87,5
0,81,4
8,0
4,5
0,5I 2
Нет
1090
85,5
Смазка
ВНИИНП228
Добавка порошка сплава редел рочности на
1,5
l 01,5
Продолжение табл. 1
Состав смазочной композиции, мас ° %
Износ редел прочности на шарон, мкм
Смазка
ВНИИНП228
Добавка
Дисцерси- сдвиг, онная гс/см порошка сплава среда пластично смазки
0,41,0
0,065
80,5
9I 0
1,22,1
0 15
89,0
6,0
1,11,9
0,14
87,0
8„D
5,0
1,01,7
85 0
10,0
0,91,6
0,13
80,0
15,0
0,71,4
0,18
40
Как видно из табл.1, оптимальным количеством дополнительно вводимой дисперсионной среды в смазочную композицию является 6-10 мас.%, прочностные характеристики смазочной композиции находятся в пределах товарной смазки. Дисперсионная среда снижает предел прочности смазки, порошок присадки повышает его. При введении дисперсионной среды более
l0 мас.% прочность смазки на сдвиг значительно понижается даже при максимальном содержании порошка присадки, т.е. вязкостно-пластичные свойства композиции существенно изменяются по сравнению с товарной смазкой. Это приводит к интенсивному вытеканию смазки из зоны трения и снижению фрикционно-износных характеристик узла трения в целом.
При введении в товарную смазку менее б мас.% базового масла при
4,5 мас,% порошка сплава прочность смазки выше допустимой, что также сказывается отрицательно как на рабочих характеристиках самой смазки, так и на работоспособности узла трения.
Кроме того, испытывают составы смазочных композиций с различным содержанием металлов в сплаве (табл,2).
1253990 8
Таблица 2
Смазка, мас.X
Износ шаров, мкм смазки, мас.7
ВНИИ11
0,3
228
90,5
8,0
1,5 нет
89,0
8,0
3,0 нет
8,0
87,5
4,5 нет
0,04
8,0
1,5
90,5
89,0
0,02
8,0
3,0
87,5
8,0
4,5
90,5 8,0
1,5
0,03.
89,0 8,0
3,0
4,5
0,032
8,0
87,5
0 05
8,0
90,5
1,5
0,04
89,0
8,0
3,0
4,5
87,5
0,045.
8,0
8,0
0,04
90,5
1,5
0,02
8,0
89,0
3,0
87,5
8,0
0,02
1,5
0,17
8,0
90,5
3,0
8,0
0,13
89,0
0,13
87,5
8,0
0,16
0,13
0,13
4,5
97,5
8,0
Добавка дисперсионной среди товарной
90,5 8,0
89,0 8,0
Добавка порошка сплава, мас.X
Содержание компонента в .сплаве с дисперсностью частиц 0 50,65 мкм, мас.X лово Свинец Висмут
l7 33 50
14 34 . 52
20 32 48
18 30 52
16 36 48
18 37 45
l8 32 50
0,021
0,043
l253990
Таблица 3
Размер частиц
Износ Примечание шаров, мкм
Время приработки ч
Ппастичная смазка
Дисцерси онная среда пластичной смаз ки
Порошок сплава
ВНИИПНП228
Пояски матового оттенка на шарах
0,3
95 0
4-7 . 37
Локально расположенные
?-9
0,22
37 смятые
8-10
39 частицы порошка на
Аналогичные результаты получены для металлоплакирующих смазок с порошками сплавов, составы которых введены в смазку ЦИАТИИ-20!.
С целью определения эксплуатаци5 онных характеристик смазок проведены сравнительные испытания предлагаемой смазочной композиции, известной смазки-прототипа и товарной на прирабатываемость и износостойкость 10 трущихся поверхностей в высокооборотных шарикоподшипниковых опорах.
Известную металлоплакирующую смазку-прототип готовят механическим перемешиванием порошка присадки, полученного методом ультразвукового диспергирования из расплава и товарной мыльной пластичной смазки.
Предлагаемую металлоплакирующую смазочную композицию готовят по описанной методике. Составы смазочных композиций приведены в табл,3 (использовали порошок сплава, мас.Е: олово 17, свинец 33, висмут 50).
Подшипники испытывают в течение
30-500 ч на установках тина ЛСП-05.
В качестве испытуемых образцов приняты радиально-.упорные шарикоподшипники 4 — 1006095K и 4 — 1006095 ЮТ.
Иетодика испытаний заключается в следующем.
Состав смазочных композиций, мас,.Ж
Испытуемые подшипники после цикла технологической промывки тщательно осматривают с помощью микроскопа, 1 после чего в них закладывают исследуемую смазку в количестве 8-9 мг, затем подшипники монтируют в испытательный узел гиромотора.
Испытания проводят при осевой нагрузке l 7 Н на подшипник частотой вращения 60 тыс ° об/мин и комнатной температуре.
В начале двух первых часов испытаний запись измерения монтажной высоты, температуры, толщины несущего слоя смазки и момента трения выполняют через каждые 20 мин. Следующие измерения проводились через каждый l ч испытаний.
После 30-500 ч испытаний исследуемые подшипники демонтируют и производят внешний осмотр смазки и деталей подшипника с помощью микроскопа. Затем подшипник проходит цикл технологической промывки и повторного внешнего осмотра с помощью микроско па.
Следующий этап исследований— измерения величины износа в виде записи на круговую бумажную диаграмму.
Данные всех испытаний сведены в табл,3, 1253990
Примечание
Размер частиц мкм
Износ шаров, мкм
ПпастичДиспер иная
Порошок сплава ная реда ластич ой сма смазка
77,5 шариках. и кольцах, повышенный
12,5
0 21
7-9 момент трения
8-10 43
80,0
4-7
0,23
7-9
8-10
8,0
0,10,3
1,3
Беговые
90,7
0,30 5
О,!3
0,50,65
0,60,75
11,5
0,10,3
9,0
8,0
90,5
1,5
9,6 Нет
0,30,5
0,50,65
9,2
0,650 75
8,0
3,0
89,0
8 7
8,0
9,0 Нет
0,5-.
0 65. Состав смазочных композиций, мас,7.
0,10,3
0,30,5
Время приработки, ч
12
Продолжение табл. 3 дорожки внутреннего и наружного колец, покрыты равномерной пленкой из материала сплава
1253990 шаров, мкм
Пластички, ч исперси иная
Порошок сплава ная смазка ки
87 5
8,0
4,5
0,10,3
1010
0,30,5
10,3 Нет
0 50,65
0,650,75 I0 2
8,0
13 0 0,09
0,10,3
0,30,5
13,0
12,7
0,50,65
0,650 75
12 4
ЦИАТИИ201
Пояски
65 0,35 матового оттенка на шарах
95,0
5,0
4-7 43
Локально
43 0,26
8-10
77,5
12,5
47 0,24
8-10
80,0
49 О, 25 Повышенный момент трения
7-9 52
8-10 56
Состав смазочных композиций, мас.l среда пластичной смаз
Размер Время частиц примкм работ14
Продолжение табл ° 3
Износ Примечание расположенные смятые частицы порошка на шариках и кольцах е
1253990!
Продолжение табл. 3
Размер час гиц мкм
Износ
Пр име чан ие шаров, мкм
ПластичДисперси онная
Порошок сплава ная смазка среда пластичной смаз ки
Ф
0,10,3
Беговые дорожки внутреннего
1,3
8,0
90,7
0i30,5
15,5 О,!6
16,0
0,50,65
0,650,75
15,5
90,5
8,0! 5
0,1О,З
13,0 0,03
13 4
0,30,5
0,50 65!
3,1
0,650 75
12,2
89,0
8,0
3,0
О 10,3
12,5
13,0 Нет
0,3095
0 50,65
12 3
0,650,75!
2 0
87,5
8,0
0,10 3
4,5
13,3
0,30,5
13;5.
0,50,65
Состав смазочнык композиций, мас.X
Время приработки, ч и наружного колец покрыты равномерной пленкой из материала присадки
1253990
l8
Продолжение табл. 3
Размер Время частиц примкм работИзнос Примечание шаров, мкм
Дисперсн
Порошок онная сплава
Пластички, ч ная среда пластичной смаз ки смазка
0,650,75
13,6
87э3
8,0
0,1—
0,3
16,1
0,30,5
16,2 0 10
15 8
0,50,65
0,65О, 75.
ВНИИПИ Заказ 4686/28 Тираж 482 Подписное
Произв,-полигр. пр-тне, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Состав смазочных композиций, мас..7
Как видно из табл.3, период пгиработки поверхностей трения в подшипнике при использовании предлагаемой металлоплакирующей смазочной, Р композиции меньше в 4-5 раз по сравaqpmo с известной смазкой-прототипом.
Износ деталей подшипников с предлагаемой смазочной композицией на основе смазки ВНИИНП-228 отсутствует, а на основе смазки ЦИАТИМ-201 составляет 0,02-0,03 мкм, в то время как у известной смазки-прототипа этот показатель равен соответственно ука- 4О эанной основе 0,21-0,23 мкм и 0,240,26 мкм.
Кроме того, анализ проведенных сравнительных испытаний показывает, что толщина несущего слоя из материала присадки (порошка сплава) в подшипниках с предлагаемой металлоплакирующей смазочной композицией в 1,5-2 раза больше, чем с известной смазкой-прототипом и достигает 0,250,3 мкм; стабилизация монтажной
I высоты наступает значительно раньше в подшипниках с предлагаемой металлоплакирующей смазочной композицией и не превышает 25-30 мкм; отношение температуры самонагрева и элементов трения для подшипников с металлоплакирующей смазочной композицией и с известной смазкой-прототипом не превышало 1 а в некоторых случаях и меньше, Таким образом, предлагаемая металлоплакирующая смазочная композиция по сравнению со смазкой-прототипом позволяет сократить время приработки и значительно уменьшить износ узлов трения. Высокая дисперсность частиц порошка присадки, низкий износ и малое время приработки позволяет применять указанную металлоплакирующую смазочную композицию в приборных подшипниках качения, что расширяет область применения металлоплакирующей смазки.
