МОДИФИКАТОР ТРЕНИЯ
FRICTION MODIFIER

Изобретение относится к смазочным материалам и может быть использовано для смазывания тяжело нагруженных узлов трения, в частности пар трения боковой и рабочей (тяговой) поверхности головки рельса - реборда, поверхность катания железнодорожного колеса.
Известна рельсовая смазка [1], содержащая синтетический дисульфид молибдена, графит, мазут и/или битум, солидол и минеральное масло или смесь минеральных масел при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Синтетический дисульфид молибдена
0,5-1,5
Графит
1,0-3,0
Мазут и/или битум
2,0-15,0
Солидол
20,0-50,0
Масло или смесь минеральных масел
остальное
Данная композиция имеет низкую противоизносную эффективность, коррозионную стойкость, и ее состав излишне усложнен большим количеством наполнителей.
Наиболее близкой по составу к заявленной композиции является смазка для лубрикации рельс [2], содержащая полужидкую смазку Трансол-200 на основе минерального масла, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит жидкое стекло и графит при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Жидкое стекло
10-15
Графит
5
Полужидкая смазка
Трансол-200 на основе минерального масла
остальное
Недостаткам данной смазки для лубрикации рельс является низкая эксплуатационная эффективность и дороговизна входящих в ее состав компонентов.
Технической задачей заявляемого решения является повышение трибологических и реологических свойств смазочного материала на основе дешевого и доступного сырья.
Поставленная задача достигается тем, что в состав модификатора трения входят порошкообразный графит в качестве сыпучего наполнителя, в качестве основы применяют отработанную смазку Буксол в качестве ингибитора - дистиллят талового масла при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Отработанная смазка Буксол
84-88,
Дистиллят талового масла
0,5-1,0,
Графит
остальное
Отработанная смазка Буксол, изначально имевшая следующий состав: нефтяное масло (смесь индустриальных масел И-40, И-50 с веретенным маслом АУ); литиевое мыло 12-оксистериновой кислоты; литиевое мыло олеиновой кислоты; диалкидитиофосфат цинка (присадка ДФ-11 по ТУ 24216-80); присадка на основе нитрованного масла (Акор 1 по ГОСТ 15171), графит литейный ГЛ ГОСТ 5279-74, дистиллят талового масла.
Несмотря на то, что смазка Буксол прошла цикл эксплуатации, она обладает достаточно хорошими трибологическими и реологическими свойствами, что подтверждает техническую целесообразность использования отходов смазки в качестве основы для нового смазочного материала.
Оптимальное содержание графита в составе предлагаемого смазочного материала от 12 до 16%, так как дальнейшее увеличение либо уменьшение концентрации ведет к нежелательному изменению коллоидной стабильности состава. В частности, содержание графита более 12% ведет к снижению антифрикционных свойств смазки.
Не допускается использовать в качестве основы смазку Буксол, прошедшую два цикла эксплуатации. В процессе изготовления смазки контролируют показатели, определяющие воспроизводимость их свойств - внешний вид, пенетрацию, коллоидную стабильность и температуру каплепадения, которые являются основными показателями качества смазочного материала.
Данный материал характеризуется высокой термодинамической совместимостью компонентов композиции, что позволяет в узком диапазоне концентраций получать качественные образцы с высокими механическими характеристиками.
Состав композиций, реологические и трибологические свойства полученных образцов по заявленному составу приведены в табл.1.
Из таблицы 1 видно, что при содержании графита в композиции более 16% коллоидная стабильность значительно возрастает, а температура каплепадения при этом остается практически неизменной. Увеличение концентрации сыпучего наполнителя ведет к снижению вязкости смазочного материала. Этот факт объясняет увеличение коэффициента трения при возрастании концентрации графита в композиции. Снижение вязкости ухудшает адгезию смазки к поверхности трущихся деталей, в результате чего смазка собирается в комки, не оказывая смазывающего действия. Таким образом, данные из таблицы 1 свидетельствуют о том, что оптимальное содержание графита составляет 12-16%.
Для оценки физико-механических, реологических и антикоррозионных свойств материала готовили пять смесей, в состав которых входила отработанная смазка (Буксол), графит в качестве сыпучего наполнителя, снижающего интенсивность износа и дистиллят талового масла, повышающий ингибирующие свойства смазочного материала. Смазочный материал готовили путем постепенного введения, при непрерывном перемешивании, в отработанную смазку графита и дистиллята талового масла до получения однородного полужидкого состава темно-серого цвета.
Трибологические и антикоррозионные свойства материалов заявленного состава в сравнении с прототипом приведены в табл. 2.
Сравнивая заявленный материал с прототипом по трибологическим характеристикам, можно сделать вывод, что все составы имеют коэффициент трения в диапазоне от 0,1 до 0,15 что превосходит показатели известной смазки, имеющей в тех же условиях диапазон 0,17-0,19.
В качестве смазок, как правило, используют композиции из нескольких компонентов, при этом смазочные композиции должны удовлетворять ряду требований:
1. Они должны эффективно уменьшать трение и износ при контакте реборды колеса и боковой поверхности головки рельса.
2. Используемая композиция должна легко наносится в место контакта и удерживаться на боковой поверхности рельса.
3. Компоненты смазочной композиции должны быть доступными и недорогими материалами.
4. Компоненты и получаемая композиция не должны оказывать влияния на окружающую среду и быть нетоксичными для человека.
Достоинством созданной композиции является возможность снижения износа тяжелогруженых узлов трения и повышение антикоррозионных свойств смазочного материала. Все это свидетельствует о высокой эффективности и промышленной применимости созданной пластичной смазки.
Источники информации
1. Патент RU 2204586. Рельсовая смазка / Головин В.Ф., Баженов М.И., Литвиненко В.Г., Шелудченко В.Г., Шаравара Н.А., Бугаев А.И. (20.05,2003), МПК С10М 169/04, 2003.
2. Патент RU 2067110. Смазка для лубрикации рельсов / Евдокимов Ю.А., Майба И.А., Кротов В.Б., Богданов В.М, (27.09.1996), МПК С10М 169/04, 1996.