МЕТАЛЛОПЛАКИРУЮЩАЯ ПРИСАДКА К СМАЗОЧНЫМ МАТЕРИАЛАМ
METAL-COATING ADDITIVE FOR LUBRICANT MATERIALS

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.
4
8
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 С-С 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.