Brevet FR2000664A1 — publié le 19690912

La présente invention se rapporte à des comsositions de graisses lubrifiantes particulièrement utiles pour les emplois où les conditions de travail con portent une pression élevée. On sait que les graisses lubrifiantes sont Xrincipalement constituées d'huiles minérales et synthetiques et d'épaississants de nature les lus variéss. Les épaississants classiques ont été, jusqu'à pressent, constitués p@r des savons de différents métaux : Ma, Ca, Li, Aiê et par des mélanges de ces savons. Plus récemment, on a utilisé comme épaississants les différents ty pes d'argiles organophiles (bentonites), les gels de silice, certains pig ments (i-ar exemple la phtalocyanine) et, enfin, divers types de polymères et complexes organiques de structures les plus variées. Les graisses naturelles sont, non seulement constituées de lubrifiants liquides et d'agents épaississants, mais cornportent, en outre, des additifs supplémentaires jouant chacun un roule particulier. C'est ainsi que sont connues les graisses contenant des additifs améliorant leur adhésivité, leurs qualités anti-rouille, leur résistance au lavage à l'eau, etc... Un des agents les plus généralement utilisés dans les graisses est l'agent extrême - pression . Dans la description on entendra par agents extra - pression, les agents qui réalisent une augmentation de la résistance aux charges, des graisses, et, généralement, des lubrifiants et graisse ses extrOme pression. Généralement les agents extrême pression sont Sonstitus par des sels de plomb des acides organiques, par exemple : les oléates, naphténates et stéarates de plomb. On rencontre fréquemment le cas d'agents extrême-preasion qui, s'ils accentuent effectivement les qualités extrême pression des graisses auxquelles ils sont ajoutés, ont, en revanche une incidence néfaste sur les autres qualités de la graisse, telles que, par evemple, son Iouvoir protec- teur vis à vis de l'action de la température pendant le fonctionnement de la machine et l'action de l'humidité rend possible une détérioration de l'Agent extrême pression et la corrosion qui en résulte. D'autres cas d'utilisation pratique d'agents extrême-pression sont ceu où ces agents extrfime-pression ont une influence néfgaste sur In structure de la graisse, en engendrant une diminution de sa consistance, qui s'accentue pendant le travail de la graisse, jusqu'à parvenir à uae fuidification totale. C'est le cas de certains naptenates et oléates de plomb, La présente invention a -our objet, d'obtenir un agent extr8me - pression relativement avantageux du oint de vue économi-iue, donnant de neilleurs résultats en tant qu'agent anti-usure et ne présentant pas les inconvénients U'un ramolissement possible des graisses qui le contiennent. On a constaté que 1'on peut obtenir des graisses améliorés en ajoutant des sels de molybdène de préférence du molybdate d'ammonium, de l'hypossul- fite de métaux alcalins et / ou, de métaux alcalino-terreul, de préférence de sodium, et du borax, aux graisses contenant des savons de calcium, de lithium et de plomb, des sels de molybdène, de préférence du molbdate d' ammonium. Les graphiques représentés ci-dessoua, mettent en évidence l'amélioration de la résistance aux fortes charges des graisses extrême - pression, constituées selon la formule do la présente invention, comparativement a celle des graisses de lithium et de calcium, normalement employées- La comparaison a été faite au moyen de la machine 4 billes d'essai des lubrifiants extrême - pression. la méthode d'essai, et cet appareil sont décrits dans le "Fed - Test Std - no - 791 a - Methoed 6503 ". Les graisses constituées selon la formule de la présente invention et qui ont été reconnues avantagruses sont celles qui contiennent un m6lange d'additifs égal à 0,13 - 21 ; > en poids, suivant les proportions variables des composants de ces mélanges. Le graphique de la figure 1 obtenu à la machine 4 billes, concerne une graisse h base de savons de lithium et d'huiles ainéralos ne contenant pas d'agents extrême - rression. On remarque aisément que la charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 50 . Le soudage des billes se produit ensuite à 130 Kg. La composition des graisses dont les qualités ressortent des graphiques des figures 2 , 3, 4, et j que l'on trouvera plus loin, comportent des éléments constitutifs qualitativement différents, mais concernent tous l'objet de la présente invention. Il n'y a pas lieu de limiter à celle-ci le nombre des compositions possibles que l'on peut revendiquer selon la présente invention, mais ces com- poditions ne seront citées qu'à titre d'exemples. L'optimum est atteint avec les compositions correspondant aux graphiques des figures 4 et 3, c'est-à-dire des compositions de graisses du type revendiqué. Le graphique de la figure,2 correspond à la composition suivante - Graisse de Lithium + 2* de borax + 2% d'hyposulfite de soude. Le ghraphique de la fiEure 3 correspand à la composition suivante t - Graisse de litllium + 2f de borax + 2, de molybdate d'ammonium. - Le graphique de la figure 4, correspond à la composition suivante - Graisse de lithium + 2 > d'hyposulfite de sodium + 2ew de moylbdate d'am monium. - Le graphique de la figure ,correspond à la composition suivante - Graisse de lithium + 2/ de borax + 2, d'hyposulfite de soude + 2 > de molybdate d'ammonium. En examinant les graphiques, on peut noter un accroissement notable de la charge de soudage, comparativement à celle qui correspond à l'emploi de lithium comme base. Si, au contraire, on considère la charge de grippage, on remarque que, seul le produit contenant de l'hyposulfite de soude et du molybdate d'ammonium, ou de lthyposulfite de soude, du molybdate d'ammonium et du borax, a des valeurs nettement plus élevées que celles de la graisse de lithium utilisée comme base, et que, celes de cette graisse, additionnée, dans un premier Oas de borax et d'hyposulfite de soude (graphique de la figure 2) et, dans un deuxième cas de borax et de molybdate (graphique de la figure 3). On a vu que ce fait peut être attribue à la formation sur place de sulfure de molybdène à partir d'hyposulfite de soude et de molybdate d'am.- ammonium. Les substances examinées jusqutà présent donnent, en effet, Si on les considère séparément, des charges de soudage plus faibles (graphique des figure, 6, 7, 8) n on général les graisses extrême - pression contiennent des additifs de efférentes natures (par exemple à base de S, de Pb, et...) Dans le cas présent, Il sera important de comparer deux graisses classiques, l'une d'entre elles ayant des qualités connues d'extrême -pression (graphiques des figures 9 et 10). Dans le meilleur cas, la charge de soudage est de 140 , inférieure à celle des produits considérés.. Ci-dessous, on trouvera, à titre d'exemples des graphiques "charge usure" effectués à la machine d'essai quatre billes de SHEIL, pour lubrifiants extrême pression selon la "Méthode 6903 de Ped - Test - Method S.T.D N0 791 a " en utilisant des compositions variées. On trouvera ci-dessus les résultats des essais effectués avec des com positions préparées selon la présente invention et des essais effectués avec des graisses classiques, dans le but de faciliter la comparaison entre ces dernières graisses et celles de la présente invention. - E X E M P L E , I Le graphique de la figure I, permet d'évaluer les qualités extrême pression d'une graisse classique au lithium.. Sur ce graphique, à la partie inférieure est tracée une ligne oontinue qui représente la déformation élastique supportée par les billes, avec une charge statique (ligne de HERTZ). Â la partie supérieure, une ligne courte représente l'usure des billes pour une charge dynamique (1.500 tours - minute) appliquée pendant une minute lorsqu'on fait varier la charge. Sur ce graphique sont portés, à une double échelle logarithmique, on abscisses, la charge appliquée en kilogrammes, et, en ordonnées, le diamètre de rayure, en millimètres. La charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 50 Kg. La pression spécifique avec une charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 18.990 Kg. La charge de soudage est de 150 Kg. Les explications et les définitions de caractère général qui sont données pour le graphique de l'exemple I sont valables aussi pour toua les graphiques des exemples suivants. - EXEMPLE 2 Le graphique de la figure 2 permet d'évaluer les qualités extrOme pression d'une graisse au Lithium contenant 29 de borax et 2% d'hyposulfite de soude. La charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 60 Kg. La pression spécifique avec une charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 22.I90 Kg/cm2. La charge de soudage est de 400 Kg - EXEMPLE 3 ss Le graphique de la figure 3 permet d'évaluer les qualités extrême pression, d'une graisse au lithium contenant 2* de borax et 2% de solybdate d'ammonium, La charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 50 Kg. La pression spécifique avec une charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 20.060 Kg/cm2. La charge de soudage est de 420 Kg. - S X E .. P L E 4 - Le graphique de la figure 4 permet d'évaluer les qualités extrême pression dune graisse au lithium contenant 2% d'hyposulfite de soude et 29 de molyhdate dtammonium.. La charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 90 Kg. La pression spécifique avec une charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 30.630 Kg/om2.. La charge de soudage est de 400 Kg. - E X E M P L E 5 Le graphique de la figure 5 permet d'évaluer les qualités extrême pression d'une graisse au lithium contenant 2% de borax, 27% d'hyposulfite de soude et 2% de molybdate d'ammonium. La charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 80 Kg. La pression spécifique avec une charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 23-580 Kg/cm2. La charge de soudage est de 400 Kg. - E X E M P L E 6 Le graphique de la figure;6 permet l'évaluation des qualités extrême pression d'une graisse au lithium contenant 2% de borax.. La charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 80 Kg. La pression spécifique avec une charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage, est de 23.580 Kg/cm2. La charge de soudage est de 250 Kg. - EXEMPLE 7 Le graphique de la figure 7 permet l'évaluation des qualités extrême pression d'une graisse au lithium contenant 2% de molybdate d'ammonium. La charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 60 Kg. La pression spécifique avec une charge maxima au-dessous de laquelle on lotit le grippage est de 20.420 Kom2. ha charge de soudage est de 130 Kg. - E X E X P L z 8 Le graphique de la figure 8 permet d'évaluer les qualités d'extrême pression d'une graisse au lithium contenant 2% d'hyposulfite de soude. La charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 60 Kg. La pression spécifique avec une charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de I6.560 Kg/ot:i2 La charge de soudage est de 300 Kg. - E X E M P L E 9 Le graphique de la figure 9 permet l'évaluation des qualités extrême session d'une graisse extrême - pression, du type k (graisse au lithium avec des naphténates de plomb). La charge maxima andessous de laquelle on évite le grippage est de jj Kg. La pression spécifique avec une charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 20.030 Kg/cm?. La charge de soudage est de 260 Kg, - E X E M P L E 10 Le graphique de la figure 10 permet évaluer les qualités extrême pression d'une graisse extrême - pression de type 3 (graisse au lithium avec des naphténates de plomb).. La charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est;de 50 Kg. La pression spécifique avec une charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 20.060 Kg/cm2. La charge de soudage est de 200 Kg.. - E X E M P L E Il Le graphique de la figure Il permet d'évaluer les qualités extrême pression d'une graisse extrême - pression de type Â (graisse au lithium avec du napténate de plomb) avec 3/5 Di; bisulfure di benzoyle La charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 50 Kg. La pression spécifique avec une charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 20.060 Kgiom2. La charge de soudage est de 300 Kg.. - E X E M P L E 12 Le graphique de la figure 12 permet d'évaluer les qualités extrême pression d'une graisse extrême - pression du type 3 (graisse au Lithium avec naphténate de plomb) avec 3% de bisulfure de dibenzyle. La charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 65 Kg. La pression spécifique avec une charge maxima au-dessous de laquelle on evite le grippage est de 17*090 Kg/cm2. La charge de soudage est de 210 Kg. - E X E M P L E I3 Le graphique de la figure 13 riet -d'évaluer les qualités extrême pression d'une graisse extrême - pression de type A (graisse au lithium avec du naphténate de plomb), avec 2% de borax et 29 d'hyposulfite de soude. La charge maxima au-dessous de laquelle'on évite le grippage est de 53 Kg. La pression spécifique avec une charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 20.030 Kg/cm2 La charge de soudage est de 320 Kg. - E X E M P L E L4 Le graphique de la figure 14 permet d'évaluer les qualités extrême pression d'une graisse extrêrne - pression du type B (graisse de lithium avec du naphténate de plomb) avec 2p de borax et 2/v d'hyposulfite de soude. La charge maxima au-dessous de laquelle on evite le grippage est de 50 Kg La pression spécifique avec une charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 20.060 Kg/cm2. La charge de soudage est de 450 Kg. - E X E R 1 L B 15 Le graphique de la figure 15 permet d'évaluer les qualités extrêne pression d'une graisse extr8me-presaion du type B (graisse au lithium avec du naphténate de plomb) avec 2% d'hyposulfite de soude et 2% de molybdate d'ammonium. La charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 50 Kg. La pression spécifique avec une charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 20.060 Kg/crn2. La charge de soudage est de 490 Kg. - E X E M P t E 16 Le graphique de la figure 16 permet l'évaluation des qualités extrême- pression d'une graisse au calcium telle;quelle. La charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 45 Kg. La pression spécifique avec une charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 17.090 Kg/cm2. La charge de soudage est de 160 Kg. - B X E K P L E 17 - Le graphique de la figure 17 permet d'évaluer les qualités extrême pression d'une graisse au calcium additionnée de 2i d'hyposulfite de soude et de 2% de molybdate d'ammonium. La charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 65 Kg. La pression spécifique avec une charge maxima au-dessous de laquelle on évite le grippage est de 19.160 Kg/cm2. La charge de soudage est de 600 Kg. - R E V E N D I C A T I O N S 1/ - Graisses lubrifiantes pour charges élevées, caractérisées en ce qu'elles contiennent des mélanges de molybdates, d'hyposulfites et de borates. 2/ - Graisses lubrifiantes pour charges élevées selon la revendication 1, carctérisées en ce que les sels qui y sont ajoutés sont des molybdates d'ammoniumw des hyposulfites de soude et du tétraborate de soude, en quantités comprises entre 0,15 à 21 > p en poids et dans des proportions relatives variables. 3j - Graisses lubrifiantes pour charges élevées selon la revendication i caractérisées en ce qu'elles contiennent soit un mélange do molybdate et d'hyposulfite, de préférence du molybdate d'ammonium et de l'hyposulfite de soude, soit un mélange de borates, d'hyposulfites et de molybdates, de préférence du borax, de l'hyposulfite de sodium et du molybdate d'ammonium ces mélanges se trouvant en quantités pouvant varier entre 0,15 r 214b en poids, avec des proportions relatives variables de leurs constituants. 4/ - Graisses lubrifiantes pour charges élevées , selon les revendications 1 et 2, caractérisées en ce qu'elles sont épaissies per des savons de lithium. 5/ - Graisses lubrifiantes pour charges élevées selon les revendica- tions 1, 2 et 4, caractérisées en ce quelles contiennent aussi des savons de sels de plomb. 6/ - Graisses lubrifiantes utilisables L charges élevées selon les revendications 1, 2 et 4, caractérisées en ce qu'elles sont dpaissies par des sels de caloium. ti Graisses lubrifiantes utilisables a charges élevées selon lees revendications 1 et 3, caractérisées en ce qu'elles sont épaissies par des savons de lithium 8/ - Graisses lubrifiantes utilisables à charges élevées, selon les revendications 1, 3 et 7, caractérisées en ce quelles contiennent aussi des savons ou des sels de plomb. 9/ - Graisses lubrifiantes utilisables à charges élevées, selon les revendications 1, 3 et 7, caracterisées en ce qu'elles sont épaissies par des sels de calcium.