Пластичная смазка
Владельцы патента RU 2346978:
Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти" (RU)
Использование: в области пластичных смазок для редукторов и подшипников качения, работающих при температуре от -60°С до +120°С. Сущность: смазка содержит в % мас.: литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты 5,5-8,5, литиевое мыло стеариновой кислоты 5,5-8,5, антиокислительная присадка фенольного типа 0,05-0,15, трикрезилфосфат 3,8-4,2, бензотриазол 0,05-0,2, синтетическое углеводородное масло остальное до 100. В качестве антиокислительной присадки фенольного типа использован 4-метил-2,6-дитретичный бутилфенол (агидол). В качестве синтетического углеводородного масла содержит полиальфаолефиновое масло с вязкостью 3,5-4,5 сСт при 100°С или изопарафиновое масло с вязкостью 3,0-4,0 сСт при 100°С. Технический результат - улучшение антикоррозионных свойств в тяжелых режимах узлов трения, изготовленных из цветных металлов и их сплавов. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.
Изобретение относится к области разработки пластичных смазок для редукторов и подшипников качения, работающих при температуре от -60°С до +120°С.
Известна пластичная смазка на основе синтетического и/или нефтяного углеводородного масла и сложного эфира пентаэритрита и синтетических жирных кислот, загущенных литиевыми мылами стеариновой и 12-оксистеариновой кислот, которая содержит в качестве полифункциональных присадок алкилированный изононилфенолом дитиофосфат молибдена и координационное соединение никеля и гидроксамовых кислот (Заявка РФ №93028308, 1996).
Недостатком указанной смазки является возможность разложения алкилдитиофосфата молибдена при рабочей температуре с выделением сероводорода, что может привести к коррозии конструкционных материалов подшипников и редукторов, изготовленных из цветных металлов и их сплавов.
Также известна пластичная смазка для тяжелонагруженных узлов трения скольжения. Смазка содержит, % мас.: стеарат лития - 5-12; 12-оксистеарат лития - 5-12; одновалентная окись меди (закись меди, Cu2O) - 5-10; низкомолекулярный полиизобутилен - 0,2-3; дифениламин - 0,1-1,0; полиальфаолефиновое масло с вязкостью 4-5 сСт при 100°С - 20-40; сложный эфир пентаэритритового спирта и синтетических жирных кислот фракции С5-С9 - остальное (Патент РФ №2224010, 2004).
Данная смазка содержит закись меди, и поэтому ее нельзя использовать для смазывания подшипников качения, а также прецизионных узлов трения скольжения, характеризующихся малыми зазорами между сопрягаемыми поверхностями трения.
Известна пластичная смазка, которая содержит литиевое мыло: 12-гидрооксистеариновой кислоты 11,5-15,5, борной кислоты 1,1-1,4, адипиновой кислоты 1,2-1,6; фенил-бета-нафтиламин (Неозон-Д) 0,8-1,2; диалкилдитиофосфат цинка 2-4; присадка на основе нитрованного масла 0,5-1,5; краситель жирорастворимый 0,03; смесь синтетического полиальфаолефинового и нефтяного масла, имеющая кинематическую вязкость при 100°С 13,5-14,5 мм2/с, - остальное (Патент РФ №2217483, 2003).
Данная смазка содержит серосодержащий диалкилдитиофосфат цинка, который в тяжелых режимах трения в результате разложения вызывает коррозию меди и ее сплавов.
Наиболее близкой к заявляемому составу является пластичная смазка, содержащая синтетическое углеводородное масло, литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты, литиевое мыло стеариновой кислоты, противоизносную присадку трикрезилфосфат и антифрикционную присадку бензотриазол (пластичная смазка «Эра», ВНИИ НП). Температурный интервал применения от минус 60 до плюс 120°С (Л.С.Яновский «Горючесмазочные материалы для авиационных двигателей», Казань, «Мастер Лайн», 2002, с.324, 327-328).
Недостатком смазки, описанной в прототипе, являются недостаточно высокие предохранительные свойства в тяжелых режимах трения, что может привести к коррозии конструкционных материалов подшипников и редукторов, изготовленных из цветных металлов и их сплавов, что сокращает срок службы этих механизмов.
Задачей предлагаемого изобретения является создание пластичной смазки, позволяющей удлинить срок службы механизмов, изготовленных из цветных металлов и их сплавов.
Для решения поставленной задачи предлагается пластичная смазка, содержащая синтетическое углеводородное масло, литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты, литиевое мыло стеариновой кислоты, противоизносную присадку трикрезилфосфат и антифрикционную присадку бензотриазол, которая отличается тем, что дополнительно содержит антиокислительную присадку фенольного типа, при следующем соотношении компонентов, % мас.:
| Литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты | 5,5-8,5 |
| Литиевое мыло стеариновой кислоты | 5,5-8,5 |
| Антиокислительная присадка | 0,05-0,15 |
| Трикрезилфосфат | 3,8-4,2 |
| Бензотриазол | 0,05-0,2 |
| Синтетическое углеводородное масло | ост. до 100 |
Причем в качестве присадки фенольного типа содержит 4-метил-2,6-дитретичный бутилфенол (агидол), а в качестве синтетического углеводородного масла содержит полиальфаолефиновое масло с вязкостью 3,5-4,5 сСт при 100°С или изопарафиновое масло с вязкостью 3,0-4,0 при 100°С.
Для получения смазки используют литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты и литиевое мыло стеариновой кислоты по СТП предприятия-изготовителя, присадку фенольного типа - агидол по ТУ 38.5901237-90 и другие присадки фенольного типа, трикрезилфосфат по ГОСТ 5728, бензотриазол по ТУ 6-09-1291-87, полиальфаолефиновое масло - ПАОМ-4 по ТУ 053-004-54409843-2004, изопарафиновое масло по ТУ 38.101228-72.
Предлагаемую смазку готовят термомеханическим диспергированием в масляной основе литиевого мыла 12-окситеариновой кислоты, литиевого мыла стеариновой кислоты и присадок при максимальной температуре в реакторе 215°С в течение 2-2,5 часов, затем сливают на барабан под давлением азота. После охлаждения массу подвергают механической обработке и отбирают пробы для анализов.
По вышеприведенной технологии приготовлено 4 образца смазки (табл.1). В табл.2 приведены результаты по коррозионному действию опытных образцов на металлы.
Приведенные в табл.2 данные показывают, что разработанная смазка при заявленном соотношении компонентов обладает улучшенными по сравнению с прототипом (смазкой Эра») антикоррозионными свойствами в тяжелых режимах трения механизмов, изготовленных из цветных металлов и их сплавов, что подтверждается данными, полученными при более жестких условиях испытания (п.4): после искусственного старения смазки при длительном воздействии температуры 120°С за 36 часов с последующим воздействием при 60°С за 24 ч над водой по ГОСТ 4699 (методика ВНИИ НП) при сопоставлении со смазкой «Эра».
Из данных табл.2, п.4 следует, что при использовании заявляемой смазки происходит незначительное изменение веса пластин из цветных металлов и их сплавов, тогда как для смазки «Эра» этот показатель почти на порядок больше. Таким образом, использование предлагаемой смазки в механизмах, изготовленных из цветных металлов и их сплавов, удлиняет срок их службы.
Предлагаемая пластичная смазка характеризуется низкой испаряемостью, стабильными реологическими свойствами, высокой работоспособностью, что обеспечивает длительный ресурс работы узлов трения. Улучшение ее объемно-механических и пусковых свойств дает возможность использовать смазку при низких температурах (до -60°С), что подтверждено данными табл.3.
| Таблица 1 | |||||
| Составы приготовленных образцов смазок | |||||
| № п/п | Наименование компонентов | Содержание компонентов в смазке, % мас. | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | ||
| 2 | Литевое мыло 12-оксистеариновой кислоты | 7,0 | 8,5 | 5,5 | 7,0 |
| 3 | Литиевое мыло стеариновой кислоты | 7,0 | 5,5 | 8,5 | 7,0 |
| 4 | Антиокислительная присадка фенольного типа | 0,1 | 0,1 | 0,15 | 0,05 |
| 5 | Трикрезилфосфат | 4,0 | 3,8 | 4,2 | 4,0 |
| 6 | Бензотриазол | 0,2 | 0,15 | 0,2 | 0,05 |
| 7 | Полиальфаолефиновое масло | ост. до 100 | ост. до 100 | ост до 100 | - |
| 8 | Изопарафиновое масло | - | - | - | ост. до 100 |
| Таблица 2 | ||||
| Результаты по коррозионному действию опытных образцов на металлы | ||||
| Условия испытаний | Состояние поверхности металлов | |||
| Образец 1 | Образец 2 | Образец 3 | Образец 4 | |
| 1. Ускоренный метод определения коррозионного действия на металлы при 100°С за 3 ч (ГОСТ 9.080) Сталь 45 Медь М-1 Латунь Л-62 Бронза Браж Мц 10-3-1,5 | Чистая Чистая Чистая Чистая | Чистая Чистая Чистая Чистая | Чистая Чистая Чистая Чистая | Чистая Чистая Цвета побежалости Чистая |
| 2. Предохранительные свойства при 60°С за 24 ч над водой (ГОСТ 4699) Сталь 45 Медь М-1 Латунь Л-62 Бронза Брофт 6,5-0,15 | Чистая Чистая Чистая Чистая | Чистая Чистая Чистая Чистая | Чистая Чистая Чистая Чистая | Чистая Чистая Цвета побежалости Чистая |
| 3. Коррозионная активность смазки при длительном воздействии повышенной температуры 120°С за 36 ч (Методика ВНИИНП) Медь М-1 Латунь Л-62 Бронза Брофт 6,5-0,15 Бронза Браж Мц 10-3-1,5 | Изменение веса, г/м2 | |||
| 0,0 0,0 0,0 0,0 | 0,0 0,0 0,0 0,0 | 0,0 0,0 0,0 0,0 | -0,1 0,0 0,0 0,0 | |
| 4. Предохранительные свойства при 60°С за 24 ч над водой (ГОСТ 4699) после искусственного старения смазки при длительном воздействии повышенной температуры 120°С за 36 ч (Методика ВНИИ НП) Сталь 45 Медь М-1 Латунь Л-62 Бронза Брофт 6,5-0,15 Бронза Браж Мц 10-3-1,5 | Изменение веса, г/м2 (в числителе результаты по прототипу со смазкой «Эра», в знаменателе - с заявленной смазкой) | |||
| 0,0/00 -0,4/-0,05 0,45/-0,07 -0,48/-0,06 -0,42/-0,06 | 0,0/00 -0,4/-0,05 -0,45/-0,07 -0,48/-0,06 -0,47/-0,06 | 0,0/00 -0,4/-0,04 -0,45/-0,05 -0,5/-0,05 -0,44/-0,07 | 0,0/00 -0,43/-0,06 -0,44/-0,09 -0,47/-0,08 0,44/-0,08 |
| Таблица 3 | ||||
| Характеристика эксплуатационных свойств опытных образцов | ||||
| Образец 1 | Образец 2 | Образец 3 | Образец 4 | |
| Эффективная вязкость при -60°С и среднем градиете скорости деформации 10-1, Па·с | 540 | 460 | 710 | 600 |
| Предел прочности на сдвиг при 50°С, Па | 270 | 250 | 350 | 300 |
| Испаряемость при 120°С за 1 ч, % мас. | 1,0 | 1,4 | 0,8 | 1,0 |
| Момент страгивания при -60°С, мНм | 1,0 | 0,8 | 1,2 | 1,0 |
| Работоспособность на 5-шариковой машине трения при 150°С, мин | 450 | 440 | 400 | 470 |
| Работоспособность на стенде 16Т-23-1 при трении скольжения при 150°С и нагрузке 750 кг/ч | 7,8 | 8,0 | 7,0 | 7,4 |
1. Пластичная смазка, содержащая синтетическое углеводородное масло, литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты, литиевое мыло стеариновой кислоты, противоизносную присадку трикрезилфосфат и бензотриазол, отличающаяся тем, что дополнительно содержит антиокислительную присадку фенольного типа при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты | 5,5-8,5 |
| литиевое мыло стеариновой кислоты | 5,5-8,5 |
| антиокислительная присадка | 0,05-0,15 |
| трикрезилфосфат | 3,8-4,2 |
| бензотриазол | 0,05-0,2 |
| синтетическое углеводородное масло | остальное до 100. |
2. Пластичная смазка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве присадки фенольного типа содержит 4-метил-2,6-дитретичный бутилфенол (агидол).
3. Пластичная смазка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве синтетического углеводородного масла содержит полиальфаолефиновое масло с вязкостью 3,5-4,5 сСт при 100°С или изопарафиновое масло с вязкостью 3,0-4,0 сСт при 100°С.
