Противоизносная присадка


 


Владельцы патента RU 2525404:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный технический университет", ФГБОУ ВПО "АГТУ" (RU)
Перекрестов Аршавир Петрович (RU)
Чанчиков Василий Александрович (RU)

Настоящее изобретение относится к противоизносной присадке с находящимися в ней мицеллами на основе молекул твердой пластичной смазки оксида железа Fe3O4 с окружающими их молекулами олеиновой кислоты, при этом ядро мицеллы Fe3O4 легировано Со (II) при следующем соотношении компонентов, мас.%: Со (II) - 6%, Fe3O4 - 94%. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение триботехнических и эксплутационных характеристик присадки при минимизации концентрации присадки в смазочных материалах. 2 табл., 1 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к противоизносным присадкам к смазочным маслам для улучшения их трибологических свойств (подшипников скольжения и поршневых пар компрессов, насосов, двигателей внутреннего сгорания).

Известны магнитные жидкости, которые меняют свои свойства в зависимости от напряженности магнитного поля. Они также могут служить для уменьшения коэффициента трения и интенсивности изнашивания трущихся узлов (см. Берковский Б.М., Медведев В.Ф., Краков М.С. Магнитные жидкости. - М.: Химия, 1989. - с.159-166). Магнитная жидкость отличается от традиционных смазок наличием твердых частиц, поэтому они, в основном, применяются в узлах трения подшипников качения и скольжения, в зацеплении зубчатых колес.

Наиболее близкой, по сути, является противоизносная присадка к дизельному топливу (см. патент РФ №2276681, 2006 г.). Данная присадка содержит молекулы твердой пластичной смазки Fe3O4 (оксид железа), обладающие низким сопротивлением сдвигу, которые окружены молекулами поверхностно-активного вещества - олеиновой кислоты C18H34O2. Присадка обладает тем недостатком, что намагниченность мицелл с течением времени ослабевает.

Техническая задача - получение противоизносной мицеллярной наноприсадки для применения в трибосопряжениях с использованием смазочных материалов с более стабильной по времени намагниченностью частиц присадки.

Технический результат - повышение триботехнических и эксплуатационных характеристик присадки при минимизации концентрации присадки в смазочных материалах.

Он достигается тем, что ядро мицеллы Fe3O4 легировано Со (II) при следующем соотношении компонентов, масс.%: Со (II) - 6%, Fe3O4 - 94%.

Предлагаемая присадка представляет собой жидкость из основного продукта с введением в него фазочистого магнетита, легированного кобальтом.

Магнетит представляет собой ядро мицеллы, обладающее низким сопротивлением сдвигу, и окружающих его молекул поверхностно-активного вещества - олеиновой кислоты C18H34O2. Молекулы олеиновой кислоты абсорбируются на поверхности частиц магнетита в результате процесса хемосорбции.

Ядро частиц наноприсадки, состоящее из магнетита кобальта CoFe3O4, обладает достаточно высокими магнитными характеристиками и химической стабильностью. По сравнению с ядром из магнетита Fe3O4, такое ядро обладает более высокими значениями магнитных характеристик - коэрцитивной силой Нс, намагниченностью насыщения σs и коэффициентом прямоугольности петли гистерезиса λп. Свойства данных ферромагнитных материалов показаны на табл.1 (см. Субботин К.А., Михайленко А.И., Недидова Н.В. Влияние условий синтеза на магнитные свойства магнетита // Журнал прикладной химии. - 2000. - Т.73. - Вып.10. - С.1591-1595).

С целью подтверждения улучшения свойств противоизносной присадки и достижения технического результата, были проведены сравнительные трибологические испытания присадки-прототипа и предлагаемой присадки на машине трения (см. патент РФ №115917, 2012 г.). Испытания проводили по схеме «вал-втулка», на базовом масле МС-20 (ГОСТ 21743-76) в течение 10 часов, напряженность магнитного поля составляла 20 кА/м, давление в зоне трения составляло 1,5 МПа. Скорость скольжения составляла 0,1 с-1, что соответствует неустановившемуся (граничному) режиму смазки в паре трения. Материалы пары трения - баббит марки Б83 (втулка) и сталь 35 (вал). Результаты экспериментальных исследований показали высокую эффективность предлагаемой присадки и подтвердили ее повышенные триботехнические и эксплуатационные характеристики (табл.2).

Присадку получали следующим способом. Схема получения показана на чертеже. Синтез кобальтированного магнетита проводили методом одностадийного совместного осаждения железа и кобальта гидроксидами при интенсивном перемешивании. Полученный состав магнетита кобальта CoFe3O4 состоял из основы Fe3O4 (масс.94%) и Со (масс.6%). Данное вещество помещалось в ванну диспергатора с олеиновой кислотой, где происходил процесс диспергирования при температуре 28-30°С, при частоте 43 кГц в течение 20 часов. Затем раствор с мицеллами легированного кобальтом магнетита Fe3O4 направлялся в седиментационную камеру, где осаждался в течение 8 часов.

Полученный раствор сливался и направлялся на экспертизу по определению размера полученных мицелл. Оптимальный диапазон размеров частиц присадки 10-7-10-9 м. Осадок из седиментационной камеры направлялся на повторную диспергацию, туда же направлялся раствор после проведения процесса измерения размера частиц присадки, если они оказываются больше оптимального.

Раствор с мицеллами нужного размера направлялся в накопитель. Из накопителя раствор поступал в смесительную камеру, где при температуре 25-30°С и скорости 300 об/мин смешивался с маслом до получения конечного продукта - смазочной композиции с концентрацией CoFe3O4 0,01% масс. Данный температурный и скоростной режим выбран с целью интенсивного перемешивания составляющих смазочной композиции при недопущении испарения присадки в процессе смешивания.

Преимуществом предлагаемой присадки является ее экономичность и эффективность: снижение концентрации присадки в смазочных материалах не ухудшает ее качественные и эксплуатационные характеристики. Из таблицы 2 видно, что при одинаковых концентрациях присадок (0,005-0,02 масс.%), предлагаемая присадка проявляет лучшие триботехнические свойства: коэффициент трения понижается в 1,5-2 раза, интенсивность изнашивания понижается в 1,5-5 раз. Это доказывает возможность и необходимость снижения концентрации предлагаемой присадки в смазочных материалах на 25-40%.

Положительный эффект заключается в том, что предлагаемая присадка позволяет при сравнительно низкой концентрации значительно снизить коэффициент трения и интенсивность изнашивания пар трения и, таким образом повысить, ресурс трибосопряжений машин и механизмов.

Таблица 1
Свойства ферромагнитных материалов
Состав Нc, Э σs λп
Fe3O4 100 60-78 0,31
CoFe3O4 560 60-78 0,38-0,44
Таблица 2
Результаты трибоиспытаний противоизносных присадок
Состав присадки Концентрация присадки в
базовом масле МС-20, %
Коэффициент трения Интенсивность изнашивания
Fe3O418Н34O2 0,005 0,0042 3,2*10-10
0,01 0,0035 2,7*10-10
0,02 0,002 2,1*10-10
CoFe3O418Н34O2 0,005 0,0031 2,3*10-10
0,01 0,002 1,2*10-10
0,02 0,0009 0,35*10-10

Источники информации

1. Берковский Б.М., Медведев В.Ф., Краков М.С. Магнитные жидкости. - М.: Химия, 1989. - с.159-166.

2. Патент РФ №2276681, 2006 г.

3. Субботин К.А., Михайленко А.И., Недидова Н.В. Влияние условий синтеза на магнитные свойства магнетита // Журнал прикладной химии. - 2000. - Т.73. - Вып.10. - С.1591-1595.

4. Патент РФ №115917, 2012 г.

Противоизносная присадка с находящимися в ней мицеллами на основе молекул твердой пластичной смазки оксида железа Fe3O4 с окружающими их молекулами олеиновой кислоты C18H34O2, отличающаяся тем, что ядро мицеллы Fe3O4 легировано Со (II) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Со (II) - 6%,
Fe3O4 - 94%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к производству листа из текстурированной электротехнической стали. Для снижения потерь в железе материала стальной лист толщиной 0,30 мм или менее содержит пленку форстерита и покрытие, создающее напряжение на поверхности стального листа, линейные канавки, сформированные с интервалом в 2-10 мм на поверхности листа в направлении прокатки для модификации магнитного домена, при этом глубина каждой из линейных канавок составляет 10 мкм или более, толщина пленки форстерита в нижней части линейных канавок составляет 0,3 мкм или более, общее напряжение на стальном листе, создаваемым пленкой форстерита и покрытием, составляет 10,0 МПа или выше в направлении прокатки и доля потерь на вихревые токи в потерях в железе W17/50 стального листа составляет 65% или менее в переменном магнитном поле 1,7 Тл и 50 Гц, создаваемом в стальном листе в направлении прокатки.

Изобретение относится к композиционным магнитным материалам. Предложен композиционный магнитный эластомер, состоящий из матрицы высокоэластичного полимера и наполнителя из магнитных частиц, причем в качестве наполнителя используются частицы электропроводящего магнитного наполнителя в концентрации 10-90 % общей массы, на поверхность которых предварительно нанесена пленка поверхностно-активного вещества.

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения магнитных свойств по всей длине рулона в способе производства текстурованных листов из электротехнической стали из слябов, содержащих в мас.%: от 0,01 до 0,10 С, от 2,5 до 4,5 Si, от 0,02 до 0,12 Mn, от 0,005 до 0,10 Al и от 0,004 до 0,015 N, а от 0,005 до 0,06 S и/или от 0,005 до 0,06 S, температура стального листа контролируется таким образом, чтобы удовлетворять уравнению T(t)<FDT-(FDT-700)×t/6 (где T(t) - температура стального листа (°C), FDT - температура конца прокатки (°C) и t - время (c) после завершения чистовой прокатки) по всей длине рулона в ходе охлаждения после завершения чистовой прокатки при горячей прокатке, и, кроме того, температура концевого участка рулона стального листа, представляющего 10% длины рулона, контролируется таким образом, чтобы по истечении 3 секунд после завершения горячей прокатки она составляла не менее 650°C.
Изобретение относится к способам получения ферромагнитных жидкостей, применяемых в магнитожидкостных герметизирующих устройствах. Предложен способ получения ферромагнитной жидкости на полиэтилсилоксановой основе, включающий осаждение высокодисперсных частиц магнетита из водных растворов солей двух- и трехвалентного железа раствором аммиака, их стабилизацию себациновой кислотой и пептизацию в смешанном растворителе, содержащем полиэтилсилоксановую жидкость, легкокипящий углеводородный растворитель и фракцию алкильных производных бензола или олигомеров пропилена, выкипающих в пределах 250÷400°С, в количестве 5÷95% от содержания полиэтилсилоксановой жидкости в смешанном растворителе.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству электротехнической анизотропной стали, применяемой при изготовлении магнитопроводов силовых трансформаторов.

Способ изготовления для постоянного магнита включает этапы: а) изготовление постоянного магнита (1), (b) разламывание постоянного магнита (1) для получения двух или более отдельных частей (13) и с) восстановление постоянного магнита (1) путем соединения поверхностей разлома смежных отдельных частей (13) вместе.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения высоких стабильных магнитных характеристик текстурованного трансформаторного листа стальной сляб толщиной <100 мм с содержанием Si 2,5-3,5 мас.% подвергают термомеханическому воздействию, состоящему из следующих операций: необязательный первый нагрев до температуры T1 не выше 1250°C, первая черновая горячая прокатка до температуры T2 в диапазоне 900-1200°C, при этом степень обжатия (% Rid) при прокатке регулируют таким образом, что она составляет, по меньшей мере, 80% при отсутствии последующего нагрева до температуры Т3 или она составляет, по меньшей мере, 60% и определяют ее из следующего соотношения %Rid = 80 − (T3 − T2) 5 , при наличии последующего нагрева до температуры T3 ниже 1300°C, необязательный второй нагрев до температуры T3>Т2, вторая окончательная чистовая горячая прокатка до температуры T4<T3 до толщины катаной заготовки 1,5-3,0 мм, холодная прокатка за один или несколько этапов с необязательным промежуточным отжигом, при которой на последнем этапе степень обжатия составляет не менее 60%, первичный рекристаллизационный отжиг, необязательно в атмосфере обезуглероживания, вторичный рекристаллизационный отжиг.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению ферромагнитной порошковой композиции. Может использоваться в качестве сердечника в катушках индуктивности, статорах и роторах электрических машин, силовых приводах, датчиках и сердечниках трансформаторов.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам для постоянных магнитов. Сплав для постоянных магнитов содержит, масс.%: кобальт 34,5-35,5, никель 14,0-14,5, медь 3,8-4,2, алюминий 7,0-7,5, титан 5,0-5,5, сера 0,15-0,25, олово 0,1-0,2, гафний 1,0-2,0, железо - остальное.

Изобретение относится к нанокристаллическому сплаву на основе железа и способу его формирования и может быть использовано в трансформаторе, индукторе, входящем в состав двигателя магнитном сердечнике.
Настоящее изобретение относится к твердой смазке для абразивной обработки металлов и сплавов, содержащей хлорфторуглеродное масло, низкомолекулярный полиэтилен, минеральное масло, высокодисперсный порошок смеси продукта термического восстановления лейкоксена и карбида кремния или нитрида алюминия, при этом она дополнительно содержит линолевую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%: хлорфторуглеродное масло 6-8 низкомолекулярный полиэтилен 1-2 минеральное масло 11-14 высокодисперсный порошок   смеси продукта термического восстановления 15-18 лейкоксена и карбида кремния   или нитрида алюминия   линолевая кислота 16,5-31 стеариновая кислота остальное, при этом она содержит смесь продукта термического восстановления лейкоксена и карбида кремния или нитрида алюминия, взятых в соотношении, равном 0,5-1:1, соответственно.

Настоящее изобретение относится к смазочной композиции, содержащей минеральное масло и порошкообразный наполнитель, полученный при испарении и конденсации пара в плазменном испарителе, при этом масло в качестве порошкообразного наполнителя содержит смесь наноразмерного порошка латуни дисперсностью 10… 30 нм, ультрадисперсного порошка полититаната калия интеркалированного цинком дисперсностью 100… 300 нм и поверхностно-активное вещество, причем ультрадисперсный порошок полититаната калия интеркалированного цинком получен химическим методом, при следующем соотношении компонентов в масс.%: порошкообразный наполнитель, состоящий из   смеси наноразмерного порошка латуни,   ультрадисперсного порошка полититаната   калия, интеркалированного цинком, и   поверхностно-активного вещества 0,2 минеральное масло 99,8 Техническим результатом настоящего изобретения является повышение антифрикционных и антизадирных свойств масла.

Настоящее изобретение относится к пластичной смазке на основе углеводородной дисперсионной среды и полимочевины, при этом она содержит в качестве углеводородной дисперсионной среды полиалкилбензол или его смесь с нефтяным маслом при следующем соотношении компонентов, мас.%: полимочевина - 6-15; дисперсионная среда - остальное, при этом дисперсионная среда имеет состав, мас.%: полиалкилбензол - 5-100; нефтяное масло - 0-95.
Настоящее изобретение относится к антифрикционной смазке для узлов трения на основе литиевого мыла стеариновой кислоты и минерального масла, при этом она дополнительно содержит полиэтиленовый воск и суспензию титаната калия при следующем соотношении компонентов, мас.%: литиевое мыло стеариновой кислоты 5,0-12,0; полиэтиленовый воск 1,0-7,0; суспензия титаната калия 1,0-15,0; минеральное масло - остальное до 100%, причем суспензия титаната калия имеет следующий состав (мас.%): порошок титаната калия 60,1-70,0, минеральное масло - остальное до 100%.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при ошиновке энергоемких технологических установок, электролизеров химической промышленности, цветной металлургии, силовой преобразовательной техники.
Настоящее изобретение относится к композиции рабочей жидкости для холодильной машины, при этом она содержит масло для холодильных машин, содержащее смесь по меньшей мере двух сложных эфиров, выбранных из группы сложных эфиров по меньшей мере одного многоатомного спирта, и жирной кислоты с содержанием C5-C9 жирной кислоты 50-100% мол., фторпропеновый хладагент и/или трифторйодметановый хладагент (варианты).
Настоящее изобретение относится к компрессорному маслу, содержащему базовое нефтяное масло и полиметилсилоксан, при этом оно дополнительно содержит 4,4'-динонилдифениламин, пентаэритритовый эфир 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенилпропионовой кислоты, 1,2,3-бензотриазол, сложный эфир диалкилдитиофосфорной кислоты и смесь сложных аминов, а в качестве базового масла оно содержит гидрированный остаточный компонент с содержанием ароматических углеводородов 19,0-22,0%, при следующем соотношении компонентов, % мас.: 4,4'-динонилдифениламин 0,95-1,0; пентаэритритовый эфир 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил пропионовой кислоты 0,55-0,65; 1,2,3-бензотриазол 0,045-0,055; сложный эфир диалкилдитиофосфорной кислоты 0,055-0,065; смесь алифатических и ароматических аминов 0,055-0,065; полиметилсилоксан 0,004-0,005; базовое масло - гидрированный остаточный компонент до 100.
Настоящее изобретение относится к смазочной композиции, содержащей полисилоксановую жидкость, нефтяное масло марки МС-14, церезин марки 80, литиевое мыло стеариновой или 12-оксистеариновой кислоты, при этом она дополнительно содержит биоцид на основе 2-октил-3(2Н)-изотиазолона при следующем соотношении компонентов, мас.%: полисилоксановая жидкость - 56-59; церезин марки 80 - 16-20; литиевое мыло стеариновой или 12-оксистеариновой кислоты - 5,5; биоцид на основе 2-октил-3(2Н)-изотиазолона - 1,0; нефтяное масло - остальное.

Изобретение относится к способу селективного получения смазки. Смазка имеет вязкость 4,0 сСт при 100°C, летучесть с потерей массы по Noack менее 15%, индекс вязкости более 120, температуру застывания ниже -50°C и вязкость при -40°C менее 3000 сСт.

Изобретение относится к устройству термогравитационной очистки турбинных и трансформаторных масел от механических примесей и воды, содержащему первую емкость, систему отвода масла из первой емкости, систему подачи масла в первую емкость, включающую ламинирующее поток масла устройство, расположенное в первой емкости выше уровня ее донной части.

Настоящее изобретение относится к органической смазке, представляющей собой мелкие частички человеческого или животного волоса, при этом размещение данной смазки осуществляют на поверхности трения вращающейся шайбы со спиралевидной канавкой, идущей от края шайбы к центру с выходом в центре шайбы «на нет» и с хвостовиком шайбы, для осуществления вращения.
Наверх