ПЛАСТИЧНАЯ СМАЗКА
GREASE

Изобретение относится к области создания смазочных составов, используемых в железнодорожном транспорте для снижения износа рельсовых путей, гребней колес локомотивов, а также в качестве защитных средств для узлов качения колесных и гусеничных транспортных средств и других целей.
Ближайшим прототипом заявляемого изобретения является пластическая смазка и способ ее получения, заключающийся в том, что в состав смазки типа «Литол» вводят высокодисперсный порошок из цветных металлов или их сплавов, с размером частиц до 20 микрон, получаемых испарением в вакуумной установке, в количестве 0,05-0,1% от массы «Литола» путем их совместного перемешивания в лопастном смесителе в течение 2-3 часов (см. патент RU 22267520, опубликован 2006.01.10).
Недостатками такого способа является прогнозируемая невоспроизводимость результатов, т.к. опыт работы химической промышленности показывает, что 0,05-0,1% добавок в лопастном смесителе равномерно невозможно диспергировать (для этих целей применяют или ультразвуковые диспергаторы, или мешалки со скоростью не менее 2500 об/мин), кроме того, процессы получения самих металлических порошков испарением в вакуумной установке, также как и их эффективная диспергация в малых количествах являются энергоемкими и весьма дорогостоящими процессами, что не позволяет их применять для массового производства. Вводимые порошки, тем более в количествах 0,05-0,1%, не могут предотвратить процесс фрикционной коррозии, протекающий на поверхности деталей, т.к. окисление железа можно ингибировать протеканием восстановительного процесса, который не происходит при введении порошков металлов.
Целью заявляемого технического решения является пластичная смазка на основе продуктов нефтепереработки и добавок, обеспечивающая улучшенные эксплуатационные характеристики работающих высокоскоростных пар трения в интервале температур - 60÷200°C.
Поставленная цель достигается тем, что данная смазка подвергнута модификации наночастицами железа, образующегося после перемешивания в реакторе со скоростной мешалкой от 1000 до 2500 об/мин с жидким пентакарбонилом железа и дальнейшим его термическим разложением при температуре 250-300°C при работающей мешалке в течение 30-120 минут, а затем в том же реакторе к полученной массе добавляется тройная смесь порошковых наполнителей - графита (А), дисульфида молибдена (Б) и политетрафторэтилена (В) в соотношении А:Б:В от 40:40:20 до 80:10:10, при этом она содержит в массовых частях:
Минеральное масло или смесь минеральных масел
100
Наночастицы железа
0,3-4,0
Тройная смесь наполнителей
15-60
Пример 1
В цеховых условиях нарабатывают антифрикционный состав путем модификации минерального масла на основе насыщенных углеводородов - смеси солидола марки 2 и парафина марки П-2, в соотношении 60:40.
Смесь загружают в реактор с обогревом и скоростной мешалкой (2000 об/мин) и при температуре 120°C к ней приливают жидкий пентакарбонил железа из расчета на 100 масс.ч. смеси 3 масс.ч. пентакарбонила железа. После перемешивания в течение 20 мин температуру поднимают до 250°C и в течение 30 мин смесь перемешивают при 2000 об/мин. При этом происходит постепенное разложение пентакарбонила железа на атомы железа - 2 масс.ч. и молекулы CO - 6 масс.ч. В этих условиях атомы железа объединяются в наноразмерные частицы размером 10-40 нм, изолированные молекулами насыщенных углеводоровов, предотвращающих их быстрое окисление кислородом воздуха, сопровождающееся взрывом. Модифицированную таким образом смесь минеральных масел охлаждают до 100°C и вводят тройную смесь порошковых наполнителей с размером частиц 5-15 микрон - графита (А), дисульфида молибдена (Б), фторопласта - 4 МБп в соотношении А:Б:В=60:25:15 в количестве 40 масс.ч. на 100 масс.ч. смеси минеральных масел и после перемешивания в течение 20 мин массу загружают в металлическую тару.
Примеры 2-5 осуществляют аналогично примеру 1 с изменением величин и параметров согласно таблицы 1. Свойства покрытия приведены в таблице 2.
Таблица 1
Параметры и составы при осуществлении заявляемого способа по примерам 2-5
Наименование параметра и состава
Величина параметра и состав по примерам
2
3
4
Вид или смесь минеральных масел
Церезин
Солидол Ж-2
Смесь солидола, парафина и вазелина 20:60:20
Количество наночастиц железа, образовавшихся из пентакарбонила железа на 100 масс.частей минерального масла
4
0,3
2
Режим модификации:
Общее время, мин
120
60
90
Температура, °C
250
300
250
Число оборотов мешалки в мин
2500
1000
1500
Количество тройной смеси
15
60
40
Соотношение компонентов в тройной смеси
Графит:MoS<sub>2</sub>:политетрафторэтилен
40:40:20
80:10:10
60:20:20
Таблица 2
Свойства антифрикционных покрытий, полученных по заявленному способу по примерам 1-5.
Наименование показателя
Величина показателя по примерам
1
2
3
4
Пятно износа по четырех шариковому трибометру, мм
0,6
0,55
0,55
0,6
Допускаемый диапазон рабочих температур, °C
-60÷250
-60÷270
-60÷260
-60÷270