антифрикционная смазочная композиция и способ ее получения

Формула изобретения

1. Антифрикционная смазочная композиция, включающая дисульфид молибдена и модифицированный графит, отличающаяся тем, что в качестве модифицированного графита она содержит графит, пропитанный эпиламом, содержащим фторорганическое поверхностно-активное вещество (Фтор-ПАВ), в их массовом соотношении 1:(2-3) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Дисульфид молибдена	30-70
Графит, пропитанный эпиламом в их
массовом соотношении 1:(2-3)	30-70

2. Способ получения антифрикционной смазочной композиции по п.1, включающий предварительное высушивание графита при 100-110°С в течение 4-5 ч, обработку его эпиламом, содержащим Фтор-ПАВ, в их массовом соотношении 1:(2-3) путем пропитывания в течение 20-24 ч, сушку полученного продукта при комнатной температуре до полного высыхания, термофиксацию при 100-110°С в течение 2-3 ч и смешение с дисульфидом молибдена в указанном соотношении.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к высокотемпературным твердосмазочным составам, применяемым в узлах трения при температурах трения до 400°С на воздухе, и способам их получения.

Известна антифрикционная смазочная композиция, содержащая, мас.%: дисульфид молибдена 20-95 и графит 5-80. Состав получают непосредственным смешением компонентов (Новое о смазочных материалах. / Под ред. Г.В.Виноградова. - М.: Химия, 1967. - С.251-253).

Недостатком указанной композиции является то, что она не обеспечивает требуемую износостойкость при повышенных температурах из-за снижения смазочных свойств.

Наиболее близким аналогом предложенного технического решения является антифрикционная смазочная композиция, содержащая, мас.%: дисульфид молибдена 40-95 и фторированный графит 5-60. Способ получения состава заключается в следующем: порошки дисульфида молибдена (MoS₂) и фторграфита, содержащего 10-40% фтора, взятые в указанных соотношениях, тщательно перемешивают известными способами (SU 601306, кл. С10М 125/02, 05.04.1978).

Недостатком данной композиции является то, что она не позволяет повысить износостойкость узлов трения при температурах выше 350°С.

Технической задачей изобретения является создание термостойкой смазочной композиции, позволяющей повысить износостойкость узлов трения в условиях высоких нагрузок и температур.

Поставленная задача решается тем, что антифрикционная смазочная композиция, включающая дисульфид молибдена и модифицированный графит, в качестве модифицированного графита содержит графит, пропитанный эпиламом, содержащим фторорганическое поверхностно-активное вещество (Фтор-ПАВ), в их массовом соотношении 1:(2-3), при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Дисульфид молибдена	30-70
Графит, пропитанный эпиламом в их
массовом соотношении 1:(2-3)	30-70

Задача решается также разработкой способа получения антифрикционной смазочной композиции, включающего предварительное высушивание графита при 100-110°С в течение 4-5 ч, обработку его эпиламом, содержащим Фтор-ПАВ, в их массовом соотношении 1:(2-3) путем пропитывания в течение 20-24 ч, сушку полученного продукта при комнатной температуре до полного высыхания, термофиксацию при 100-110°С в течение 2-3 ч и смешение с дисульфидом молибдена в указанном соотношении.

Отличительной особенностью предложенного технического решения является то, что использование в составе смазки графита, модифицированного эпиламом, содержащим Фтор-ПАВ, и получение композиции заявленным способом позволяет улучшить ее трибологические свойства, что дает возможность значительно повысить износостойкость узлов трения в условиях высоких нагрузок и температур.

В качестве эпиламов могут быть использованы: Автокон-0,5, Автокон-20 (ТУ 2229-008-27991970-95), представляющие собой растворы перфторкислоты марки 6 МФК-180 в перфторметилциклогексане (ПФМЦГ) или хладоне 350; 6СФК-180-05, 6СФК-180-20, 6СФК-180-50; Полизам, Амидофен, Амидоамин и т.д.

Модифицированный графит представляет собой частицы порошка графита размером не более 12 мк, покрытые тонкой пленкой Фтор-ПАВ толщиной 3 нм (30 Å).

Изменения температурно-временных параметров способа получения модифицированного графита в большую или меньшую сторону от заявленных, а также изменения соотношения компонентов предложенной композиции не позволяют получить смазочное покрытие с высокими трибологическими свойствами.

Пример 1. Порошок графита марки ГС-1 (ГОСТ 17022-81) стандартного гранулометрического состава с массовой долей влаги 0,5% предварительно высушивают в сушильном шкафу при температуре 100°С в течение 5 ч. Высушенный порошок графита пропитывают раствором эпилама Автокон-20 при массовом соотношении графит: эпилам = 1:2. Пропитку производят в течение 24 ч при комнатной температуре. Полученную сметанообразную массу модифицированного графита сушат при комнатной температуре на гладкой, например стеклянной поверхности, до полного высыхания, после чего подвергают термофиксации при температуре 100°С в сушильном шкафу в течение 3 ч. Полученный модифицированный графит смешивают с дисульфидом молибдена марки ДМ-1 (ТУ 48-19-133-85) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Дисульфид молибдена	30
Графит, пропитанный эпиламом
в их массовом соотношении 1:2	70

Пример 2. Порошок графита обрабатывают, как в примере 1, но предварительное высушивание производят при 105°С в течение 4,5 ч, пропитывание высушенного графита эпиламом Автокон-20 проводят при их массовом соотношении 1:2,5 в течение 22 ч, термофиксацию осуществляют при температуре 105°С в течение 2,5 ч, после чего полученный материал смешивают с дисульфидом молибдена при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Дисульфид молибдена	50
Графит, пропитанный эпиламом
в их массовом соотношении 1:2,5	50

Пример 3. Порошок графита обрабатывают, как в примере 1, но предварительное высушивание производят при 110°С в течение 4 ч, пропитывание высушенного графита эпиламом Автокон-0,5 проводят при их массовом соотношении 1:3 в течение 20 ч, термофиксацию осуществляют при температуре 110°С в течение 2 ч, после чего полученный материал смешивают с дисульфидом молибдена при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Дисульфид молибдена	70
Графит, пропитанный эпиламом
в их массовом соотношении 1:3	30

Пример 4. Порошок графита обрабатывают, как в примере 1, но предварительное высушивание производят при 95°С в течение 5,5 ч, пропитывание высушенного графита эпиламом Автокон-20 проводят при их массовом соотношении 1:1,5 в течение 25 ч, термофиксацию осуществляют при температуре 95°С в течение 3,5 ч, после чего полученный материал смешивают с дисульфидом молибдена при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Дисульфид молибдена	25
Графит, пропитанный эпиламом
в их массовом соотношении 1:1,5	75

Пример 5. Порошок графита обрабатывают, как в примере 1, но предварительное высушивание производят при 115°С в течение 3,5 ч, пропитывание высушенного графита эпиламом Автокон-0,5 проводят при их массовом соотношении 1:3,5 в течение 19 ч, термофиксацию осуществляют при температуре 115°С в течение 1,5 ч, после чего полученные материалы смешивают при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Дисульфид молибдена	75
Графит, пропитанный эпиламом
в их массовом соотношении 1:3,5	25

Для исследования износостойкости покрытия каждую из полученных композиций засыпают в контейнер установки, используемой для нанесения покрытия на поверхности трения виброгалтовкой. Смесь дополнительно перемешивают в среде технологических шариков в течение 6 ч. После этого в контейнер загружают цилиндрические образцы к машине трения из стали марки ШХ для нанесения твердосмазочного покрытия, обрабатывают 1 ч, вынимают, протирают от избытка порошка и подвергают испытанию на износостойкость (время полного истирания покрытия) на машине трения по ГОСТ 10613-65.

Результаты испытаний покрытий на износостойкость в сравнении с покрытием по прототипу представлены в табл.1.

Для определения термостойкости композиций образцы с нанесенным покрытием термостатируют при 150-400°С в течение 3 ч, затем извлекают из термостата, охлаждают и испытывают на машине трения.

Результаты испытаний покрытий на износостойкость после термостатирования в сравнении с покрытием по прототипу представлены в табл.2.

Использование предложенной антифрикционной смазочной композиции позволит значительно повысит износостойкость узлов трения в условиях высоких нагрузок и температур.

Таблица 1
Показатели		Примеры								Прототип 50% MoS2 + 50% фторграфита
		1		2	3		4	5
Коэффициент трения		0,07		0,06	0,05		0,10	0,08		0,13
Время полного истирания покрытия без термостатирования, мин		1800		1950	2100		1540	1700		1280
Таблица 2
Состав покрытия по примерам и прототипу	Износостойкость, мин
	после выдержки в течение 3 ч при температуре, °С
	150		200			350			400
Пример 1	1850		2000			2200			2250
Пример 2	2050		2100			2300			2400
Пример 3	2200		2250			2350			2450
Пример 4	1600		1700			1750			1600
Пример 5	1750		1800			1850			1730
50% MoS2 + 50% фторграфита	1250		1300			1330			Окисление MoS2