Смазочная композиция
Владельцы патента RU 2303051:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Красноярский государственный технический университет (КГТУ) (RU)
Изобретение относится к составам смазочной композиции, используемым в тяжелонагруженных узлах трения машин и механизмов. Сущность: композиция содержит в мас.%: ультрадисперсный порошок модифицированной технической сажи (УДП-МТС) 0,1-0,5 и смазочный материал до 100. УДП - МТС представляет собой смесь углерода с сульфидом цинка (ZnS), доля которого по массе не более 2%, сульфида олова (SnS) - не более 0,3% и карбоната магния (MgCO3) - не более 0,5%. Технический результат - улучшение противоизносных и антифрикционных характеристик смазочных материалов, что позволяет продлить срок службы узлов трения. 2 табл.
Изобретение относится к составам смазочной композиции на основе смазочного материала и твердых добавок в виде углеродного порошка, используемым в тяжелонагруженных узлах трения машин и механизмов.
Известно смазочное масло (смазочная композиция) (Авт.свид. СССР №1770350, С10М 125/02, 23.10.1992), которое содержит в качестве твердой добавки 0,1-1 мас.% смеси ультрадисперсных порошков алмаза, графита и аморфного углерода при массовом соотношении алмазной и неалмазной углеродной модификаций от 30:70 до 99:1.
Недостатком смазочной композиции являются пониженные антифрикционные и противоизносные свойства, недостаточно высокая прирабатываемость пар трения.
Известна смазочная композиция (Смазка и смазочные материалы в трибосистемах: Научное издание / В.Ф.Терентьев, В.Е.Редькин, С.И.Щелканов. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2002, 187 с.), более близкая к заявляемой, которая содержит в качестве твердой добавки 0,1-0,7 мас.% ульрадисперсного порошка алмазографита (УДП-АГ), остальное смазочный материал.
Данная композиция обладает недостаточно высокими противоизносными и антифрикционными показателями. Порошок является дорогостоящим и для него требуется сложный процесс приготовления.
Задачей изобретения является повышение противоизносных и антифрикционных свойств смазочной композиции, улучшение приработочных свойств.
Поставленная задача решается тем, что смазочная композиция, содержащая смазочный материал и твердую добавку, согласно изобретению содержит в качестве твердой добавки ультрадисперсный порошок модифицированной технической сажи (УДП-МТС) в следующих соотношениях, мас.%:
| Ультрадисперсный порошок | |
| модифицированной | |
| технической сажи | 0,1-0,5 |
| Смазочный материал | до 100 |
Порошок ультрадисперсной модифицированной технической сажи представляет собой смесь углерода с сульфидом цинка (ZnS), доля которого по массе не более 2%, сульфида олова (SnS) - не более 0,3% и карбоната магния (MgCO3) - не более 0,5%.
Для приготовления композиции смазочного материала использовали трансмиссионное масло ТМ-5-18 ТУ 38-401-58-70-93 и моторное 10W40.
Процесс приготовления заключается в смешивании компонентов смазочного материала и УДП-МТС с последующим ультразвуковым диспергированием с частотой 25 кГц в течение 10 минут.
Составы композиции приведены в табл.1.
Эксплуатационные характеристики композиции испытывались на четырехшариковой машине трения 4ШМТ по ГОСТ 9490-75.
Результаты испытаний приведены в таблице 2.
Проведенные испытания при содержании в смазочной композиции твердой добавки менее 0,1% показали, что противоизносные и антифрикционные свойства композиции не отличаются от чистого масла. При содержании твердой добавки более 0,5% происходит рост момента трения и температуры. Оптимальное содержание УДП-МТС в смазочном материале находится в пределах не более 0,2%.
Улучшение противоизносных и антифрикционных свойств заявляемой смазочной композиции связано с тем, что на поверхности узлов трения появляется пленка из атомов Zn, Sn, Mg и соединений серы с железом, обеспечивающая минимальный коэффициент трения.
Разработанный состав смазочной композиции по сравнению с прототипом имеет лучшие противоизносные и антифрикционные свойства, которые позволяют продлить срок службы узлов трения в 2-2,5 раза, повысить КПД узла трения, а также механической системы в целом.
| Таблица 1 | |||
| № Смазочной композиции | Тип смазочного материала | Содержание компонентов, % | |
| Базовый смазочный материал | УДП-МТС | ||
| 1 | ТМ-5-18+0,1% УДП-МТС | 99,9 | 0,1 |
| 2 | ТМ-5-18+0,2% УДП-МТС | 99,8 | 0,2 |
| 3 | ТМ-5-18+0,3% УДП-МТС | 99,7 | 0,3 |
| 4 | ТМ-5-18+0,5% УДП-МТС | 99,5 | 0,5 |
| 5 | 10W40+0,1% УДП-МТС | 99,9 | 0,1 |
| 6 | 10W40+0,2% УДП-МТС | 99,8 | 0,2 |
| 7 | 10W40+0,3% УДП-МТС | 99,7 | 0,3 |
| 8 | 10W40+0,5% УДП-МТС | 99,5 | 0,5 |
| Таблица 2 | |||
| № Смазочной композиции | Нагрузка, кгс | Нагрузка сваривания, кгс | Обобщенный показатель износа (ОПИ) |
| 1 | 20 | 50 | 0,363 |
| 2 | 20 | 100 | 0,356 |
| 3 | 20 | 90 | 0,365 |
| 4 | 20 | 75 | 0,371 |
| 5 | 20 | 50 | 0,345 |
| 6 | 20 | 100 | 0,335 |
| 7 | 20 | 90 | 0,346 |
| 8 | 20 | 75 | 0,355 |
| По прототипу | 20 | 32 | 0,483 |
Смазочная композиция, содержащая смазочный материал и твердую добавку, отличающаяся тем, что композиция содержит в качестве твердой добавки ультрадисперсный порошок модифицированной технической сажи в следующих соотношениях, мас.%:
| ультрадисперсный порошок | |
| модифицированной технической сажи | 0,1-0,5 |
| смазочный материал | до 100 |
где ультрадисперсный порошок модифицированной технической сажи представляет собой смесь углерода с сульфидом цинка (ZnS), доля которого по массе не более 2%, сульфида олова (SnS) не более 0,3% и карбоната магния (MgCO3) не более 0,5%.
