пластичная смазка
Классы МПК: | C10M161/00 Смазочные составы, отличающиеся добавкой, являющейся смесью высокомолекулярного и низкомолекулярного соединений, причем каждое из этих соединений является существенным C10M147/02 мономер, содержащий только углерод, водород и галоген C10M125/26 соединения, содержащие кремний или бор, например диоксид кремния, песок C10M133/08 содержащие оксигруппы |
Автор(ы): | Мельников Вячеслав Георгиевич (RU), Терентьев Владимир Викторович (RU) |
Патентообладатель(и): | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2005-12-28 публикация патента:
10.03.2007 |
Изобретение относится к составам смазочных материалов и может быть использовано для смазывания тяжелонагруженных узлов трения различных механизмов, в частности узлов трения скольжения и качения текстильной, машиностроительной и других отраслей промышленности. Сущность: смазка на основе минерального масла включает триэтаноламин, антифрикционный и противоизносный наполнители, причем в качестве антифрикционного наполнителя содержит порошок политетрафторэтилена, обработанного в плазме тлеющего разряда, а в качестве противоизносного наполнителя - порошок природного серпентина. Смазка содержит, мас.%: политетрафторэтилен 3-12, серпентин 0,5-4,5, триэтаноламин 1,0-2,0, минеральное масло до 100. Технический результат - снижение интенсивности изнашивания в 3,5-7,5 раз и коэффициента трения 1,2-5,5 раз. 2 табл.
Формула изобретения
Пластичная смазка на основе минерального масла, включающая триэтаноламин, антифрикционный и противоизносный наполнители, отличающаяся тем, что в качестве антифрикционного наполнителя она содержит порошок политетрафторэтилена, обработанный в плазме тлеющего разряда, а в качестве противоизносного наполнителя - порошок природного серпентина при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Политетрафторэтилен | 3-12 |
Серпентин | 0,5-4,5 |
Триэтаноламин | 1,0-2,0 |
Минеральное масло | До 100 |
Описание изобретения к патенту
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к составам смазочных материалов и может быть использовано для смазывания тяжелонагруженных узлов трения различных механизмов, в частности узлов трения скольжения и качения текстильной, машиностроительной и других отраслей промышленности.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известна пластичная смазка на основе минерального масла, 12-оксистеарата лития и дисульфида молибдена, которая дополнительно содержит политетрафторэтилен, алкилполисульфид и N-фенил- -нафтиламин [Пат. РФ №719127, кл. С 10 М 161/00. Опубл. 27.10.96]. Недостатком смазки являются недостаточно высокие антифрикционные свойства (коэффициенты трения более 0,05).
Известна также пластичная смазка для пар трения на основе минерального масла, дополнительно содержащая антиоксидант, в качестве которого взят N,N/-ди- -нафтил-парафенилендиамин и полимерную добавку, в качестве которой взят полиэтилен, предварительно подвергнутый воздействию ионизирующей радиации (облучению) при следующем соотношении компонентов, мас.%: облученный полиэтилен - 5-15; антиоксидант - 0,05-1,5; минеральное масло - остальное [Пат. РФ №02115698, кл. С 10 М 161/00. Опубл. 20.07.98]. При использовании этой смазки улучшаются антифрикционные свойства (снижается коэффициент трения), однако интенсивность изнашивания остается достаточно высокой - более 10 мкм/км, что является ее недостатком.
Наиболее близким к заявленному техническому решению по совокупности признаков, т.е. прототипом, является пластичная смазка на основе минерального масла [Пат. РФ №2017796, кл. С 10 М 161/00. Опубл. 15.08.94], содержащая компоненты, мас.%:
Диизооктилсебацинат | 3-7 |
Гидрофобизированный силикагель | 14-16 |
Дисульфид молибдена | 3-17 |
Политетрафторэтилен | 1-5 |
Диалкилдитиофосфат цинка | 0,5-1,5 |
Нафтенат меди | 0,1-1,0 |
Триэтаноламин | 0,5-1,5 |
Минеральное масло | до 100 |
Недостатком прототипа является сложность состава, относительно высокие коэффициенты трения (f>0,03) и интенсивность изнашивания (I>7 мкм/км).
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретательская задача состояла в разработке состава пластичной смазки, обеспечивающей низкие значения интенсивности изнашивания и коэффициента трения.
Поставленная задача достигается путем создания пластичной смазки на основе минерального масла, включающей триэтаноламин, антифрикционный и противоизносный наполнители, которая в качестве антифрикционного наполнителя содержит порошок политетрафторэтилена, обработанного в плазме тлеющего разряда, а в качестве противоизносного наполнителя - порошок природного серпентина, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Политетрафторэтилен | 3-12 |
Серпентин | 0,5-4,5 |
Триэтаноламин | 1,0-2,0 |
Минеральное масло | до 100 |
Порошок политетрафторэтилена дисперсностью 40-150 мкм серийно выпускается согласно ТУ 6-05-041-363-72 и ТУ 6-05-810-88 (чистый и наполненный) обрабатывался в плазмотроне с мощностью 20-70 Вт и давлении плазмообразующего газа (воздуха) - 25-75 Па. Обработка в плазме тлеющего разряда порошков политетрафторэтилена осуществлялась во взвешенном слое в течение 0,5-5 мин.
Серпентин - природный минерал из класса силикатов [Нечаев А.В. Минералогия. - М.: Госиздат, 1924. - 295 с.]. Порошок серпентина дисперсностью 5-40 мкм получали измельчением материала в мельнице ударно-отражательного действия.
В качестве минерального масла могут быть использованы минеральные масла любой группы (индустриальные, трансмиссионные, моторные, гидравлические и др.) [Товарные нефтепродукты, свойства и применение. Справочник./Под. ред. В.М.Школьникова. - М.: Химия, 1978. - 472 с.].
СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Пример 1. В 95,5 г (95,5 мас.%) индустриального масла И-40 помещают 3 г (3 мас.%) порошка политетрафторэтилена Ф-40, обработанного в плазме тлеющего разряда при давлении газа (воздуха) - 25 Па, мощности плазмотрона - 20 Вт и времени обработки 0,5 мин, 0,5 г (0,5 мас.%) порошка измельченного природного серпентина дисперсностью 0,5-40 мкм, 1 г (1 мас.%) триэтаноламина. Смесь при перемешивании нагревают до 100-110°С в течение 25-40 мин. Затем смесь охлаждают и пластичная смазка готова к применению.
Примеры получения пластичной смазки с другими значениями ингредиентов, а также режимы обработки порошка политетрафторэтилена марки Ф-40 перед смешиванием, приведены в табл.1.
Таблица 1 | ||||
№ примеров | 1 | 2 | 3 | |
Содержание | ||||
политетрафторэтилена, мас.% | 3,0 | 7,5 | 12,0 | |
Содержание | ||||
серпентина, мас.% | 0,5 | 2,5 | 4,5 | |
Содержание | ||||
Триэтаноламина, | 1,0 | 1,5 | 2,0 | |
мас.% | ||||
Содержание | 95,5 | 88,5 | 81,5 | |
минерального масла, мас.% и марка масла | индустриальное И-40 | моторное 5W40 | гидравлическое ИГП-40 | |
Режимы обработки порошка политетрафт орэтилена | Мощность плазмотрона, Вт | 20 | 45 | 70 |
Давление газа (воздуха), Па | 25 | 50 | 75 | |
Время обработки, мин | 0,5 | 2,5 | 5,0 |
Полученные пластичные смазки были испытаны на трение и износ на серийной машине трения 2070 СМТ-1 по схеме: "диск-колодка". Материалом диска и колодки служила сталь 40Х (HRC 50-52). Режим трения: скорость скольжения - 1 м/с, давление повышалось ступенчато от 1 МПа до резкого увеличения момента трения и интенсивности изнашивания, пластичная смазка вводилась в зону трения одноразовым намазыванием тонким слоем на вращающийся диск на 1 км пути трения.
Результаты испытаний приведены в табл.2
Таблица 2 | ||||||
№ примеров пластичной смазки | Показатели при давлении, МПа | |||||
3 | 5 | 7 | 3 | 5 | 7 | |
коэффициент трения | интенсивность изнашивания, мкм/км | |||||
1 | 0,05 | 0,03 | 0,04 | 2,5 | 2,0 | 2,3 |
2 | 0,04 | 0,015 | 0,01 | 1,8 | 1,5 | 1,5 |
3 | 0,05 | 0,025 | 0,035 | 2,2 | 1,8 | 2,0 |
Прототип | 0,06 | 0,035 | 0,055 | 15,0 | 7,0 | 11,0 |
Из таблицы видно, что в заявляемом интервале значений содержания компонентов пластичной смазки поставленная цель достигается: интенсивность изнашивания по сравнению с прототипом снижается в 3,5-7,5 раз, коэффициенты трения снижаются в 1,2-5,5 раз. Большой разброс при этом зависит от марки минерального масла, взятого для получения пластичной смазки.
К достоинствам предлагаемой пластичной смазки следует отнести более длительный срок службы деталей узлов трения за счет низкой интенсивности изнашивания, сокращения числа ремонтов оборудования.
Класс C10M161/00 Смазочные составы, отличающиеся добавкой, являющейся смесью высокомолекулярного и низкомолекулярного соединений, причем каждое из этих соединений является существенным
Класс C10M147/02 мономер, содержащий только углерод, водород и галоген
Класс C10M125/26 соединения, содержащие кремний или бор, например диоксид кремния, песок
Класс C10M133/08 содержащие оксигруппы