Смазочный материал на основе композиции технического углерода для тяжелонагруженных узлов трения

Настоящее изобретение относится к смазочному материалу для тяжелонагруженных узлов трения - подшипников качения и скольжения, шарниров, опор, резьбовых соединений, зубчатых и других передач - состоящему из углеводородной основы, наполнителя и присадки, при этом состоит из смеси в мас.%: композиция технического углерода - 10-20; дитиофосфат цинка - 1-2; литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты - 13; полиизобутилен - 1-2; масло минеральное - остальное. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение противоизносных и противозадирных свойств смазки. 3 з.п. ф-лы, 6 пр., 4 табл., 1 ил.

 

Изобретение относится к смазочным материалам, используемым в тяжелонагруженных узлах трения - в подшипниках качения и скольжения, в шарнирах, опорах, резьбовых соединениях, зубчатых и других передачах и т.д. при максимальных температурах до 200°С.

В настоящее время широко используется универсальная смазка Литол-24 (ГОСТ 21150-75), имеющая сравнительно большой ресурс работы, которая успешно заменяет натриевые и литиевые смазки общего назначения. Смазка имеет удовлетворительные противозадирные характеристики, работает при 110-130°С и может кратковременно выдерживать температуру до 200°С. Однако во многих случаях этого недостаточно для нормальной работы механизмов и агрегатов.

Смазка Литол-24, кроме всего, характеризуется хорошими консервационными свойствами, достаточно надежно защищает металлические изделия от коррозии, может закладываться в узлы трения как несменяемая смазка и является многоцелевой смазкой. По своим трибологическим характеристикам Литол-24 относится к смазкам для средненагруженных узлов трения.

Известна среднетемпературная смазка по патенту UA 24433 А, 30.10.1998, которая в своем составе содержит загущенные нефтяные масла, графит, дисульфид молибдена и многофункциональную присадку. В качестве многофункциональной присадки применяется продукт присоединения диметилфосфита и 1,4-(арилсульфонил) хинонимина. Недостаток присадки: в данном случае не установлена точная химическая формула действующего вещества, что затрудняет контроль состава присадки, и обеспечение стабильности ее свойств.

В качестве прототипа выбрана среднетемпературная смазка по патенту РФ №2202601. Смазка содержит, 4-15 масс.% графита, 3-9 масс.% дисульфида молибдена, 2-4 масс.% полиизобутилена, 0,5-5,0 масс.% многофункциональной присадки - 1,4-ди-(N-арилсульфониламино)-2-(тиобензтиазол)бензола и до 100 масс.% загущенного мылом нефтяного масла и предназначена для тяжелонагруженных узлов трения, подшипников скольжения и качения, работающих в диапазоне температур от -60°С до +180°С, а также в обводненной, абразивной и агрессивной среде.

Недостатком смазки является дорогостоящий многокомпонентный состав.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение противоизносных и противозадирных свойств смазки за счет использования композиции технического углерода вместо графита и дисульфида молибдена.

Указанная задача решается тем, что в загущенную литиевым мылом 12-оксистеариновой кислоты масляную основу вводится композиция технического углерода, изготовленная по ТУ 025730-012-86136683-2015 и содержащая % масс.:

Технический углерод 90-93
Сера 1-2
Фосфор 1-2
Окись алюминия 5-6

Новым технологическим результатом, получаемым в соответствии с заявляемым изобретением, является создание смазки на основе композиции технического углерода с повышенными противоизносными и противозадирными свойствами. Согласно заявки на изобретение смазочный материал содержит в масс.%:

Композиция технического углерода 10-20;

Дитиофосфат цинка 1-2;

Литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты 13;

Полиизобутилен 1-2;

Масло минеральное - остальное.

Отличительными по отношению к среднетемпературной смазке для тяжелонагруженных узлов трения, качения и скольжения по патенту РФ 2202601, выбранной за прототип, являются: использование при приготовлении смазки композиции технического углерода вместо двух компонентов - графита и дисульфида молибдена, а также улучшенные противоизносные и противозадирные свойства. Смазка готовится с использованием компонентов, производимых по ГОСТ и ТУ.

Пример 1. Готовим образец смазки №1 (прототип) среднетемпературной смазки для тяжелонагруженных узлов трения, качения и скольжения по патенту РФ 2202601. В термостатированный реактор с перемешивающим устройством загружают расчетное количество масла с антиокислительной и полифункциональной присадками, загущенного полиизобутиленом и литиевым мылом 12-оксистеариновой кислоты, доводят температуру до 60-110°С. После получения однородной смеси при перемешивании смесь охлаждают до температуры 30-60°С и добавляют графит и дисульфид молибдена, перемешивают в течение одного часа, анализируют.

Пример 2. Готовим образец смазки №2 для тяжелонагруженных узлов трения, качения и скольжения по предлагаемой рецептуре №1, аналог среднетемпературной смазки с использованием вместо графита композиции углерода. В термостатированный реактор с перемешивающим устройством загружают расчетное количество масла с дитиофосфатом цинка, загущенного полиизобутиленом и литиевым мылом 12-оксистеариновой кислоты, доводят температуру до 60-110°С. После получения однородной смеси при перемешивании смесь охлаждают до температуры 30-60°С и добавляют композицию углерода и дисульфид молибдена, перемешивают в течение одного часа, анализируют.

Пример 3. Готовим образец смазки №3 по предлагаемой рецептуре №2, аналог среднетемпературной смазки для тяжелонагруженных узлов трения, качения и скольжения с использованием композиции углерода вместо графита и дисульфида молибдена. В термостатированный реактор с перемешивающим устройством загружают расчетное количество масла с дитиофосфатом цинка, загущенного полиизобутиленом и литиевым мылом 12-оксистеариновой кислоты, доводят температуру до 60-110°С. После получения однородной смеси при перемешивании смесь охлаждают до температуры 30-60°С, добавляют композицию углерода и перемешивают в течение одного часа, анализируют.

Пример 4. Готовим образец смазки №4 по предлагаемой рецептуре №3, аналог среднетемпературной смазки для тяжелонагруженных узлов трения, качения и скольжения с использованием композиции углерода вместо графита и дисульфида молибдена. В термостатированный реактор с перемешивающим устройством загружают расчетное количество масла с дитиофосфатом цинка, загущенного полиизобутиленом и литиевым мылом 12-оксистеариновой кислоты, доводят температуру до 60-110°С. После получения однородной смеси при перемешивании смесь охлаждают до температуры 30-60°С, добавляют композицию углерода (20% масс.) и перемешивают в течение одного часа, анализируют.

Дисульфид молибдена вводится в состав смазки как эффективная антифрикционная присадка, улучшающая условия работы тяжелонагруженного узла трения, повышающая ресурс работы смазки, делающая возможным использование смазки в резьбовых соединениях. Известно также использование дисульфида молибдена для улучшения эксплуатационных свойств моторных масел (моторное масло фирмы Gastrol Magnatec SAE 5W40). Для проверки композиции углерода в качестве заменителя дисульфида молибдена в составе синтетического моторного масла приготовили образцы №5 и №6.

Пример 5. Готовим образец №5 моторного масла Nissan SAE 5W40 с дисульфидом молибдена. В термостатированный реактор с перемешивающим устройством загружают расчетное количество моторного масла Nissan SAE 5W40, доводят температуру до 60°С, добавляют 2% масс, дисульфида молибдена и перемешивают в течение одного часа, анализируют.

Пример 6. Готовим образец №6 моторного масла Nissan SAE 5W40 с композицией углерода. В термостатированный реактор с перемешивающим устройством загружают расчетное количество моторного масла Nissan SAE 5W40, доводят температуру до 60°С, добавляют 2% масс. композиции углерода и перемешивают в течение одного часа, анализируют.

Рецептуры приготовленных образцов смазок приведены в таблице 1.

Физико-химические показатели образцов смазок приведены в таблице 2.

Триботехнические свойства смазок на четырехшариковой машине трения при (20±5)°С приведены в таблице 3.

Триботехнические свойства образцов моторного масла Nissan SAE 5W40 приведены в таблице 4.

Из таблиц 3 и 4 видно, что композиция углерода обеспечивает более высокие противозадирные и противоизносные триботехнические характеристики смазочному материалу и моторному маслу Nissan SAE 5W40 по сравнению с графитом и дисульфидом молибдена.

Влияние композиции углерода на свойства смазочного материала при различных температурах исследовали с помощью специального прибора (адгезиметра) [Шустер Л.Ш. Адгезионное взаимодействие твердых металлических тел/ Л.Ш. Шустер. - Уфа: Гилем. 1999. - 198 с.].

Определяли прочность τn на срез адгезионных связей и молекулярную составляющую коэффициента трения (τn/pr) при различных давлениях pr и температурах θ на фрикционном контакте.

Исследовали фрикционный подвижный контакт образцов из стали 45 и сферического индентора (радиусом 2,5 мм) из инструментальной стали ВК8. Нагрев зоны контакта осуществляли электроконтактным способом.

Зависимость прочности адгезионных связей на срез от давления определяли по ступенчато изменяющимся нагрузкам.

Перед каждым экспериментом поверхности образцов и индентора обезжиривали техническим спиртом, затем кисточкой наносили на них слой испытываемой смазки. Все эксперименты повторяли по 3 раза и рассматривали среднеарифметические результаты.

На фиг. 1 показано влияние температуры на триботехнические характеристики пары "инструментальная сталь ВК8 - сталь 45" при использовании в смазочном материале: 1 - графита с дисульфидом молибдена (образец №1); 2 - композиции углерода (образец №3).

Данные, приведенные на фиг. 1, позволяют объяснить улучшение противозадирных и противоизносных свойств образца №3 при высоких температурах. Из рисунка видно, что термическая деструкция активных компонентов композиции углерода, используемого вместо графита и дисульфида молибдена в смазке, уменьшают прочность τnn на срез адгезионных связей и молекулярную составляющую коэффициента трения (τnn/prn), в значительной мере влияющих на интенсивность изнашивания и локальную прочность фрикционного контакта [Шустер Л.Ш. Адгезионное взаимодействие твердых металлических тел/ Л.Ш. Шустер. - Уфа: Гилем. 1999 - 198 с.]. Причем в исследованном диапазоне температур до 600°С при сравнении смазочного материала, модифицированного графитом, дисульфидом молибдена, и смазочного материала, модифицированного композицией углерода, это уменьшение весьма существенно: в 2-3 раза.

При испытании смазочных материалов на ЧШМ происходит естественный разогрев зон фрикционного контакта за счет диссипации потерь энергии на трение. Как следует из фиг. 1, происходящая при этом термическая деструкция композиции углерода, входящего в состав разработанной смазки, приводит, как видно из таблицы 3, к улучшению противозадирных характеристик Ркр, Рсв, Из, а также к уменьшению показателя износа Du.

Перечень фигур. На фиг. 1 приведены температурные зависимости предельных величин prn, τnn, τnn/prn, соответствующих пластическим деформациям на фрикционном контакте.

1. Смазочный материал для тяжелонагруженных узлов трения - подшипников качения и скольжения, шарниров, опор, резьбовых соединений, зубчатых и других передач - состоящий из углеводородной основы, наполнителя и присадки, отличающийся тем, что состоит из смеси в мас.%: композиция технического углерода - 10-20; дитиофосфат цинка - 1-2; литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты - 13; полиизобутилен - 1-2; масло минеральное - остальное.

2. Смазочный материал по п. 1, отличающийся тем, что композиция технического углерода включает в себя в мас.%: технический углерод - 90-93; сера - 1-2; фосфор - 1-2; окись алюминия - 5-6.

3. Смазочный материал по п. 1, отличающийся тем, что в качестве антиокислительной присадки используется дитиофосфат цинка.

4. Смазочный материал по п. 1, отличающийся тем, что композиция технического углерода одновременно выполняет функции графита и дисульфида молибдена.



 

Похожие патенты:

Настоящее изобретение относится к пакету присадок к моторным маслам, содержащему моющую присадку, беззольный азотсодержащий дисперсант, фенил-α-нафтиламин, антиоксиданты и деактиватор металлов в виде продукта конденсации бензотриазола, формальдегида и амина или производного толутриазола, при этом в качестве моющей присадки содержит высокощелочную коллоидную дисперсию карбоната кальция, стабилизированную алкилсалицилатом и сульфонатом кальция, в качестве антиоксидантов - раствор в масле смеси аминной соли диалкилфенилдитиофосфорной кислоты с цинковой солью диалкилдитиофосфорной кислоты, взятых в соотношении (1,5-1,7):1, алкилированный дифениламин и фенольный антиоксидант при следующем соотношении компонентов, мас.%: высокощелочная коллоидная дисперсия карбоната кальция, стабилизированная алкилсалицилатом кальция и сульфонатом кальция, 23,0-27,0; беззольный азотсодержащий дисперсант 18,0-22,0; фенил-α-нафтиламин 9,0-11,0; раствор в масле смеси аминной соли диалкилфенилдитиофосфорной кислоты с цинковой солью диалкилдитиофосфорной кислоты, взятых в соотношении (1,5-1,7):1, 10,0-14,0; алкилированный дифениламин 9,0-11,0; фенольный антиоксидант 1,0-10,0; продукт конденсации бензотриазола, формальдегида и амина или производное толутриазола - до 100.

Настоящее изобретение относится композиционному смазочному материалу на основе смазочных коммерческих масел, при этом он содержит углеродные наноматерилы - нанотрубки и нановолокна - в соотношении 70:30 мас.

Настоящее изобретение относится к триботехническому составу, характеризующемуся тем, что он выполнен в виде композиции, составленной из природных минералов, полученных при измельчении керна, взятого из нескольких скважин с разной глубины, при этом композиция содержит природные минералы при следующем соотношении компонентов, мас.%: Антигорит 5-7; Лизардит 1-3; Тремолит 1-5; Хлорит 23-35; Тальк 26-38; Карбонат 22-26; Магнетит 1-3; Примеси 1-3, причем триботехнический состав содержит субмикронных частиц не более 20 мас.% порошка и частицы размером не более 15 мкм.

Настоящее изобретение относится к модификатору трения, содержащему смазку, порошкообразный графит в качестве сыпучего наполнителя, при этом в качестве основы применяют отработанную смазку Буксол, кроме того, в качестве ингибитора модификатор трения содержит дистиллят талового масла, при следующем соотношении мас.%: отработанная смазка Буксол 84-88%; дистиллят талового масла 0,5-1,0; графит остальное.

Настоящее изобретение относится к смазке для цилиндров двухтактного судового двигателя, имеющей значение щелочного числа BN, определенное в соответствии со стандартом ASTM D-2896, большее или равное 15 миллиграммам поташа на грамм смазки, включающей следующие компоненты: (a) одно или более чем одно основное масло смазки для судовых двигателей, (b) по меньшей мере один детергент на основе щелочных или щелочноземельных металлов, являющийся сверхосновным за счет солей, представляющих собой карбонаты металлов, (c) по меньшей мере один нейтральный детергент, (d) один или более чем один маслорастворимый алкоксилированный алифатический амин, имеющий значение BN, определенное в соответствии со стандартом ASTM D-2896, составляющее от 100 до 600 миллиграммов поташа на грамм, где процентное содержание по массе алкоксилированных алифатических аминов по отношению к суммарной массе смазки выбрано таким образом, что вклад в значение BN, обеспечиваемый каждым из этих соединений, составляет от 2 до 8 миллиграммов поташа на грамм смазки, и где вклад в суммарное значение BN, обеспечиваемый солями, представляющими собой карбонаты металлов, составляет максимум 65% суммарного значения BN данной смазки для цилиндров, измеренного в соответствии со стандартом ASTM D2896.

Настоящее изобретение относится к ремонтно- восстановительной присадке к смазочным материалам, содержащей: каолин 1,0-5,0 мас. %; дисульфид молибдена 5,0-20,0 мас.
Настоящее изобретение относится к области нефтехимии, в частности - к смазочному маслу, пригодному для использования в газотурбинных двигателях. Заявлена композиция смазочного масла, содержащая трикрезилфосфат или триксиленилфосфат (1,5-3 мас.%), алкилированный фенил-альфа-нафтиламин (0,5-1 мас.%), алкилированный эфир 3,5-бис-(1,1-диметилэтил)4-гидроксибензопропановой кислоты (1-2 мас.%), производное толуолтриазола (0,002-0,006 мас.%) и базовое полиальфаолефиновое масло (до 100 мас.%).

Настоящее изобретение относится к концентрату смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), содержащему продукты взаимодействия триэтаноламина с олеиновой кислотой, борной кислотой, моноалкилфосфорной кислотой, целевые добавки - пеногаситель и отдушку и воду, при этом в качестве продукта взаимодействия триэтаноламина с олеиновой кислотой используют триэтаноламиновые мыла олеиновой кислоты и триэтаноламиновые мыла оксиэтилированной олеиновой кислоты на 7 молей окиси этилена, в качестве продукта взаимодействия триэтаноламина с борной кислотой используют продукт взаимодействия триэтаноламина с модифицированной борной кислотой, в качестве продукта взаимодействия триэтаноламина с моноалкилфосфорной кислотой используют продукт, где в качестве спиртового агента служит полиэтиленгликоль 400, концентрат дополнительно содержит водный раствор полиэтиленгликоля 1500 в концентрации 30-35% масс, и ингибитор меди, в качестве которого используют продукт взаимодействия бензотриазола с триэтаноламином в массовом соотношении 1:5, при следующем соотношении компонентов, мас.%: триэтаноламиновые мыла олеиновой кислоты - 10,0-20,0; триэтаноламиновые мыла оксиэтилированной олеиновой кислоты на 7 молей окиси этилена - 10,0-12,0; продукт взаимодействия триэтаноламина с модифицированной борной кислотой - 25,0-28,0; продукт взаимодействия триэтаноламина с моноалкилфосфорной кислотой, где в качестве спиртового агента служит полиэтиленгликоль 400, - 25,0-30,0; водный раствор 30-35% полиэтиленгликоля 1500 - 10,0-12,0; продукт взаимодействия бензотриазола с триэтаноламином в массовом соотношении 1:5 - 0,3-0,5; пеногаситель - 0,05-0,07; отдушка - 0,003-0,005; вода - до 100%.

Настоящее изобретение относится к применению растворимого в масле моно-, ди- или триглицерида по крайней мере одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты или его производного, в качестве противоизносной присадки и/или модификатора трения в безводной смазочной композиции и/или в топливной композиции, в котором глицерид представляет собой глицерид по крайней мере одной многоосновной гидроксикарбоновой кислоты и по крайней мере одной другой карбоновой кислоты, которая представляет собой насыщенную, мононенасыщенную или полиненасыщенную, разветвленную или прямую, одноосновную карбоновую или многоосновную карбоновую кислоту, имеющую 4-22 атома углерода, или его производное.

Настоящее изобретение относится к твердой смазочной композиции, включающей порошкообразный полимер, антифрикционный наполнитель и добавку, при этом ее получают путем смешения указанных компонентов в вибромельнице, причем порошкообразный полимер используют в качестве носителя, а полимер-носитель выбирают из порошкообразных термостойких полимеров, таких как полифениленсульфид и полиэфирэфиркетон, в качестве антифрикционного наполнителя используют дисульфид молибдена, графит или их смесь, а в качестве добавки - самосмазывающийся полимер, выбранный из группы, содержащей политетрафторэтилен и сверхвысокомолекулярный полиэтилен, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: порошкообразный полимер-носитель 70-25; антифрикционный наполнитель 29,9-70; самосмазывающийся полимер 0,1-5.

Настоящее изобретение относится к смазочному материалу, содержащему углеводородное масло, выбранное из группы, включающей минеральное масло Группы I, II или III, или поли-альфа-олефин Группы IV; сложноэфирное масло в количестве 5 мас.

Изобретение относится к композиции смазки, включающей: (a) от 65 до 90 мас. % одного или более чем одного базового масла, (b) от 2 до 15 мас.

Настоящее изобретение относится к маслу для гидравлических систем промышленного оборудования, содержащее нефтяное масло, дибутилпаракрезол, диалкилдитиофосфат цинка, алкилсалицилат кальция и полиметилсилоксаны, при этом оно дополнительно содержит триалкилфосфат и модифицированные полиолы в ксилоле, а диалкилдитиофосфат цинка включает в себя короткий бутил- и длинный октилалкильные радикалы при следующем соотношении компонентов, мас.%: дибутилпаракрезол 0,40-0,60; диалкилдитиофосфат цинка 0,30-0,50; алкилсалицилат кальция 0,05-0,15; триалкилфосфат 0,10-0,20; модифицированные полиолы в ксилоле 0,01-0,02; полиметилсилоксаны 0,003-0,007; нефтяное масло - до 100.

Изобретение относится к твердосмазочным материалам на основе ультрадисперсных наноалмазов, применяемых в качестве добавки к нефтяным смазочным маслам для защиты контактных поверхностей узлов рения от износа и для снижения коэффициента трения.
Настоящее изобретение относится к смазочной композиции на основе синтетического солидола, включающей антифрикционную и противоизносную присадки, при этом в качестве антифрикционной присадки она содержит ундецилат меди, а в качестве противоизносной присадки - миристат меди при следующем соотношении компонентов, масс.%: Ундецилат меди - 5-10; Миристат меди - 5-10; Синтетический солидол - до 100.

Изобретение относится к солевому производному амида поли(гидроксикарбоновой кислоты), имеющему формулу (III), смазочной композиции и топливной композиции, содержащей солевое производное амида поли(гидроксикарбоновой кислоты), и применению солевого производного амида поли(гидроксикарбоновой кислоты) для уменьшения летучести фосфора смазочной композиции.
Настоящее изобретение относится к смазке для холодной обработки металлов давлением, включающей отходы производства полиэтилена 10-30 мас.%; хлорпарафин 5-20 мас.%; осерненное масло с содержанием серы 1-20% 5-20 мас.%; хлористую медь 0,5-1,0 мас.%; триэтаноламин 3,0-3,5 мас.%; олеиновую кислоту 2,0-3,0 мас.%; бис(2-гидроксиэтил)олеиламин 3,0-6,0 мас.%; низкоэтерифицированный пектин 10,0-15,0 мас.%; масло минеральное И-12 до 100.

Изобретение относится к функциональным флюидам, подходящим для применения в двигателе внутреннего сгорания, в частности к бензиновой композиции, подходящей для применения в двигателе с искровым зажиганием.

Изобретение относится к полимерной дисперсии для улучшения индекса вязкости моторных масел и способу ее получения. .

Изобретение относится к полутвердым смазочным материалам, а именно к смазочным пастам универсального назначения, используемым в узлах трения, подшипниках различных промышленных машин, механизмов, приборов и бытовых устройств, и обеспечивает увеличение ресурса их работы, а также к способам получения таких материалов.

Настоящее изобретение относится композиционному смазочному материалу на основе смазочных коммерческих масел, при этом он содержит углеродные наноматерилы - нанотрубки и нановолокна - в соотношении 70:30 мас.

Настоящее изобретение относится к смазочному материалу для тяжелонагруженных узлов трения - подшипников качения и скольжения, шарниров, опор, резьбовых соединений, зубчатых и других передач - состоящему из углеводородной основы, наполнителя и присадки, при этом состоит из смеси в мас.: композиция технического углерода - 10-20; дитиофосфат цинка - 1-2; литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты - 13; полиизобутилен - 1-2; масло минеральное - остальное. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение противоизносных и противозадирных свойств смазки. 3 з.п. ф-лы, 6 пр., 4 табл., 1 ил.

Наверх