Присадка к смазочным материалам
ADDITIVE FOR LUBRICANTS

Изобретение относится к области разработки металлоплакирующих присадок к смазочным материалам и может быть использовано для уменьшения износа трущихся поверхностей деталей машин и механизмов, особенно, при значительных контактных нагрузках.
Известны присадки к смазочным материалам (патент CN №1858168 А, опубл. 08.11.2006), содержащие наночастицы меди в составе смазочной композиции. Присадки на основе меди улучшают триботехнические свойства смазочных композиций, значительно уменьшают коэффициент трения и износ, гарантируют самовосстановление поверхностей трения. Однако недостатком такого изобретения является необходимость приготовления ультрадисперсных металлических порошков, введение которых в смазочные составы сопровождается их агрегированием, снижающим металлоплакирующее действие и триботехнические характеристики. Большой диапазон фракционного состава частиц металлов является одной из причин седиментационной неустойчивости, приводящей к расслоению композиции и образованию осадка, что требует дополнительного фильтрования, в том числе в процессе эксплуатации. В результате приготовления смазочных составов может произойти самовозгорание порошка при контакте с воздухом, так как ультрамелкие частицы металла проявляют высокую поверхностную активность. Кроме того, часто для увеличения растворимости компонентов в присадки добавляют воду, соли и/или кислоты, что усиливает корродирующие свойства таких композиций.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является присадка к смазочным материалам (патент RU №2625453 от 21.09.2016 г. по кл. С10М 125/04), включающая смазочное масло и компонент меди, выполненный в виде нанокластеров (порошков) меди. Существенными недостатками такой присадки является сложность приготовления металлических порошков. К тому же большой диапазон фракционного состава частиц металлов является одной из причин седиментационной неустойчивости, приводящей к расслоению композиции и образованию осадка, что требует дополнительного фильтрования, снижающим маталлоплакирующее действие и триботехнические характеристики, а также малая восстановительная активность таких составов, что создает трудности по плакированию медью трущихся соединений.
Из анализа известных аналогичных технических решений выявлено, что технической проблемой в данной области является необходимость расширения арсенала металлоплакирующих присадок к смазочным материалам.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение долговечности узлов трения деталей механизмов при сокращении затрат на их техническое обслуживание за счет снижения износа и коэффициента трения в трибосистеме.
Для решения указанной проблемы и достижения заявленного технического результата присадка к смазочным материалам, включающая смазочное масло и компонент меди, дополнительно содержит диэтаноламид олеиновой кислоты, а в качестве компонента меди используют медную пластину, помещенную в диэтаноламид олеиновой кислоты и смазочное масло, при следующем соотношении компонентов, мас. %: диэтаноламид олеиновой кислоты 15,0-19,3; медь в виде медной пластины 0,4-2,4; смазочное масло до 100%. В предлагаемой присадке компонент меди в виде медной пластины после окислительного растворения в диэтаноламиде олеиновой кислоты существует в виде хелатного комплекса, обеспечивающего хорошую растворимость медьсодержащего компонента и препятствующего преждевременному осаждению из смазочной композиции.
Ниже приведена формула хелатного комплекса меди с диэтаноламидом олеиновой кислоты:
Процесс плакирования медью подвижных деталей машин и механизмов происходит в результате термической диссоциации медного комплекса на трущихся поверхностях, восстановления ионов меди электронами, поступающих от атомов железа, входящих в состав этих деталей, и последующего осаждения атомов меди на этой поверхности с образованием сервовитной пленки. Все описанные выше реакции протекают в присутствии поверхностно-активного вещества, в роли которого выступает главный компонент присадки - диэтаноламид олеиновой кислоты, который, выступая в роли лиганда, координируется ионом двухвалентной меди. Признаком образования координационной связи между медью и азотом является окрашивание смазочной смеси в сине-зеленый цвет.
Результаты испытаний присадки.
Триботехнические свойства присадки исследовались на стандартной машине трения типа Амслер - «МИ». Метод оценки заключался в использовании роликовых испытательных установок, предусматривающих синхронное измерение скорости изнашивания и момента сил трения в течение всего опыта без разъединения зоны трения.
Испытания проводились при нагрузке Ρ 115,15 кгс и линейной скорости скольжения V 0,37 м/с. В качестве базы сравнения использовалась смесь смазочного масла с диэтаноламидом олеиновой кислоты на аналогичном режиме испытания при следующем соотношении компонентов, мас. %: диэтаноламид олеиновой кислоты 15,0-19,3; смазочное масло до 100%.
Пример 1. Все заявляемые компоненты при минимальном их содержании, мас. %: диэтаноламид олеиновой кислоты 15,0; медь в виде медной пластины 0,4; смазочное масло до 100%.
Пример 2. Все заявляемые компоненты при максимальном их содержании, мас. %: диэтаноламид олеиновой кислоты 19,3; медь в виде медной пластины 2,4; смазочное масло до 100%.
Заявленный интервал значения вводимых компонентов оптимален для достижения заявленного технического результата. При увеличении количественных значений компонентов не происходит снижения износа для всех значений концентрации присадки, что может быть связано с достаточным количеством металлоплакирующего компонента. А при снижении их количества не наблюдается должного уменьшения коэффициента трения.
тр
Результаты испытаний указывают, что применение присадки обеспечивает снижение скорости изнашивания в 3 раза, температуры трения на 10°С, момента трения М в 4 раза, коэффициента трения f в 4 раза.
После проведения экспериментов был проведен сравнительный анализ предлагаемого изобретения и наиболее близкого аналога. По сравнению с прототипом техническое решение позволяет существенно снизить износ и коэффициент трения в трибосистеме, увеличить долговечность узлов трения деталей механизмов при сокращении затрат на их техническое обслуживание.