металлоплакирующая присадка к смазочным материалам

Формула изобретения

Присадка к пластичной смазке, содержащая олеиновую кислоту, ультрадисперсный порошок и олеат меди, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит ультрадисперсный порошок, олеат и стеарат цинка, а также стеариновую кислоту и стеарат меди при следующем соотношении компонентов, мас.%:

ультрадисперсный порошок меди	30 40
ультрадисперсный порошок цинка	10 15
олеат меди	10 15
олеат цинка	3 5
стеарат меди	5 10
стеарат цинка	3 5
стеариновая кислота	3 5
олеиновая кислота	остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к составу присадки к смазочным материалам, улучшающей их антифрикционные свойства и способствующей образованию тонких покрывающих пленок из мягких металлов на поверхностях смазываемых трущихся соединений машин.

Современные металлоплакирующие присадки и добавки к смазочным материалам содержат в своем составе смеси жирных кислот, соли или порошки пластичных металлов, глицерин и ряд других компонентов, благодаря наличию которых смазочные композиции реализуют в процессе работы восстановление трущихся поверхностей.

Известна металлоплакирующая присадка к смазочной композиции, содержащая, мас.%: олеат меди 3 5, глицерат меди 1 3, глицерин 5 10, олеиновая кислота - остальное (патент RU № 2044761, МПК С10М 129/08, С10М 129/40, С10М 105/24, опубл. 27.09.1995 г.).

Недостатком известной присадки является ее малая восстановительная активность, что создает трудности по плакированию медью трущихся соединений.

Известна также металлоплакирующая присадка к смазочным материалам, содержащая, мас.%: олеаты пластичных металлов 10 15, стеараты пластичных металлов 2 5, линолеаты пластичных металлов 2 3, стеариновая кислота 1,5 3, линолевая кислота 9 10, эфиры С₄-С₈ 5 10, олеиновая кислота - остальное (патент RU № 2344165, МПК С10М 129/08; С10М 129/40, опубл. 20.01.2009 г.).

Недостатком известной присадки также является ее малая восстановительная активность, что создает трудности по плакированию входящими в состав присадки пластичными металлами поверхностей трущихся соединений.

К изобретению наиболее близка по своему составу металлоплакирующая восстановительная добавка к пластичным смазочным материалам, содержащая, мас.%: ультрадисперсный порошок меди 30 50; ультрадисперсный порошок олова 10 20; ультрадисперсный порошок никеля 1 2; олеат меди 10 15; олеат олова 5 10; олеат никеля 1 3; олеиновая кислота - остальное (патент RU, № 2432386, МПК С10М 125/04, С10М 129/40, опубл. 27.10.2011 г.).

Недостатком присадки является ее низкая эффективность, заключающаяся в образовании металлоплакирующих пленок малой толщины (до 0,1 мкм).

Целью предлагаемого изобретения является интенсификация процесса образования защитных металлоплакирующих пленок и повышение их прочностных свойств для использования в узлах, поверхности которых испытывают большие контактные нагрузки, например тяжелонагруженных подшипниках качения.

Поставленная цель достигается за счет того, что металлоплакирующая присадка содержит олеиновую кислоту, ультрадисперсный порошок, олеат и стеарат меди, ультрадисперсный порошок, олеат и стеарат цинка, а также стеариновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:

ультрадисперсный порошок меди	30 40
ультрадисперсный порошок цинка	10 15
олеат меди	10 15
олеат цинка	3 5
стеарат меди	5 10
стеарат цинка	3 5
стеариновая кислота	3 5
олеиновая кислота	остальное

По имеющимся сведениям совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявленного изобретения, не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию новизна .

По мнению авторов, сущность заявленного изобретения не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, так как из него не выявляется вышеуказанное влияние на получаемый технический результат и совокупность признаков, которые отличают от близкого аналога заявляемое изобретение, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию изобретательский уровень .

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, в принципе, может быть многократно использована при изготовлении смазочных композиций для трущихся соединений машин и механизмов, используемых во всех отраслях народного хозяйства. Таким образом, можно сделать вывод о соответствии изобретения критерию промышленная применимость .

Количественное содержание элементов обусловлено следующим. Суммарное количество солей металлов ниже 20% не обеспечивает формирования покрытия с высокими противозадирными свойствами. Суммарное содержание солей выше 30% приводит к усилению коррозионного действия состава на обрабатываемую поверхность и ведет к перерасходу составляющих раствора. Наличие в составе солей меди и цинка обеспечивает повышение противоизносных и антифрикционных свойств получаемых покрытий. Наличие в составе ультрадисперсных порошков меди и цинка способствует быстрому разрушению оксидных пленок на обрабатываемых поверхностях и созданию покрытия, насыщенного этими мягкими металлами. Повышения верхних границ концентраций составляющих ведет к повышению стоимости, а их снижение приводит к ухудшению эффективности присадки - снижению толщины и плотности нанесенного покрытия, антифрикционных, противоизносных и прочностных свойств обработанных поверхностей.

Металлоплакирующая присадка добавляется в пластичные смазочные материалы в количестве до 10 мас.% перед их введением в зону трения. Процесс плакирования трущихся соединений пластичными металлами осуществляется в результате натирания (намазывания) порошков меди и цинка, а также восстановления и осаждения на восстанавливаемые поверхности пластичных металлов из солей. При применении металлоплакирующей присадки в составе пластичной смазочной композиции поверхности трения полностью покрываются композиционной защитной пленкой толщиной от 4 до 8 мкм из пластичных металлов присадки с высокими прочностными и антифрикционными свойствами.

Пример изготовления металлоплакирующей присадки. Присадка готовится на основе олеиновой кислоты и олеатов меди и цинка, в которую последовательно в установленных пропорциях вводятся стеариновая кислота, стеараты меди и цинка, ультрадисперсные (диаметр частиц 0,1 - 10 мкм) порошки меди и цинка. Полученный состав интенсивно перемешивают в течение 5 10 минут, а затем нагревают до температуры 95°С на масляной или водяной бане и выдерживают при этой температуре в течение 30 минут. После этого полученный состав остужают и выгружают в герметичную тару: емкости с большим заливным отверстием или специальные тубы.

Примером реализации предлагаемой металлоплакирующей присадки в составе смазочной композиции является обработка серийных радиально-упорных роликовых подшипников 7608 (ГОСТ 333-71). Подшипники устанавливались парой в опорный каток гусеничного трактора, в котором при вращении внешнего кольца подшипника внутреннее остается неподвижным. В зону трения нагнетался пластичный смазочный материал Литол-24 (ГОСТ 21150-75) с разработанной металлоплакирующей присадкой. Каток устанавливался на испытательный стенд (патент RU № 113359, МПК G01M 17/00, опубл. 10.02.2012 г.), обеспечивающий имитацию реальных режимов эксплуатации (скорость вращения и радиальную нагрузку). После испытаний в течение 100 часов отмечено снижение осевого зазора в подшипниковом узле относительно первоначального за счет образования на рабочих поверхностях подшипников - беговых дорожках колец и роликах композитного покрытия толщиной от 4 до 8 мкм. При дальнейших стендовых испытаниях отмечено, что процесс реметаллизации стабилизируется, т.е. дальнейшее образование покрытия сопровождается одновременным его разрушением, и толщина пленки остается неизменной.

Дополнительные испытания на машине трения позволили установить, что поверхности, покрытые плакирующей пленкой, обладают в пять раз более низкой интенсивностью изнашивания и пониженной на 60-70°С температурой в зоне трения, чем необработанные поверхности.

Эффективность изобретения обусловлена возросшей скоростью образования плакирующего (защитного) покрытия с увеличенной толщиной и прочностью по сравнению с прототипами.