МЕТАЛЛОПЛАКИРУЮЩАЯ ВОССТАНОВИТЕЛЬНАЯ ДОБАВКА К ПЛАСТИЧНЫМ СМАЗОЧНЫМ МАТЕРИАЛАМ
METAL PLATING RESTORATION ADDITIVE TO PLASTIC LUBRICATING MATERIALS

Изобретение относится к составу металлоплакирующей добавки к пластичным смазочным материалам.
Известно множество металлоплакирующих присадок и добавок к смазочным композициям, реализующих в процессе работы металлоплакирование (восстановление) трущихся поверхностей. Они содержат в своем составе смесь жирных кислот, соли или порошки пластичных металлов, глицерин и ряд других компонентов /1, 2/.
К изобретению наиболее близка по своему составу металлоплакирующая присадка к смазочным маслам, содержащая в  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 С4-С8 5…10 и олеиновая кислота - остальное /3/.
Недостатком присадки является ее низкая эффективность, заключающаяся в нанесении (образовании металлоплакирующих пленок) покрытий недостаточной толщины (не более до 0,1 мкм) для восстановления прецизионных деталей, подшипниковых узлов и ряда других деталей.
С целью интенсификации процесса образования и вследствие этого применения добавки для восстановления изношенных поверхностей деталей подшипников и прецизионных деталей до толщины 10 мкм и повышения прочностных свойств защитных металлоплакирующих пленок присадка к пластичной смазочной композиции, содержащая олеиновую кислоту и ее соли пластичных металлов меди, олова и никеля, дополнительно содержит ультрадисперсные порошки меди, олова, никеля при следующем соотношении компонентов, 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.
Повышения верхних границ концентраций составляющих ведет к повышению стоимости, а их снижение приводит к ухудшению эффективности добавки (снижению толщины нанесенного покрытия, антифрикционных, противоизносных и прочностных свойств обработанных поверхностей).
Добавка вводится в пластичные смазочные материалы в количестве до 10 вес.% и тщательно перемешивается перед их введением в зону трения.
Процесс плакирования трущихся соединений пластичными металлами осуществляется в результате натирания (намазывания) порошков меди, олова, никеля, а также восстановления и осаждения на восстанавливаемые поверхности пластичных металлов из солей в присутствии поверхностно-активных веществ, содержащихся в добавке в виде ультрадисперсных порошков и солей. При ее применении в составе пластичной смазочной композиции поверхности трения полностью покрываются композиционной защитной пленкой толщиной до 10 мкм из пластичных металлов добавки с высокими прочностными и антифрикционными свойствами.
Пример изготовления добавки
Добавка готовится на основе олеиновой кислоты и ее олеатов пластичных металлов (меди, олова и никеля), в которую последовательно в установленных пропорциях вводятся ультрадисперсные (диаметр частиц 0,1-1000 мкм) порошки меди, олова, никеля. Полученный состав интенсивно перемешивают в течение 10…15 минут, а затем нагревают до температуры Т=95°С на масляной или водяной бане и выдерживают при этой температуре в течение 60 минут. После этого полученный состав остужают и выгружают в герметичную тару: емкости с большим заливным отверстием или специальные тубы.
Результаты испытаний и использования добавки
Для безразборного восстановления двух подшипников качения трактора К-701 (18ГПЗ-207), имеющих биение (суммарные износы) в поперечном сечении 120 и 100 мкм соответственно, которое было измерено при помощи специального приспособления с микрометрической головкой, готовится восстановительная добавка следующего состава, мас.%:
ультрадисперсный порошок меди
40%
ультрадисперсный порошок олова
15%
ультрадисперсный порошок никеля
2%
олеат меди
10%
олеат олова
5%
олеат никеля
3%
олеиновая кислота
остальное.
Добавка вводится в пластичный смазочный материал (смазку) в количестве до 10 вес.% и тщательно перемешивается.
Подшипники устанавливались в нагрузочное устройство, в котором при вращении внутреннего кольца подшипника внешнее остается неподвижным. В зону трения нагнетается пластичный смазочный материал с разработанной металлоплакирующей добавкой.
Процесс обработки (плакирования) трущихся соединений пластичными металлами осуществляется в результате физического натирания (намазывания) порошков меди, олова, никеля, а также восстановления и осаждения на восстанавливаемые поверхности пластичных металлов из солей в присутствии поверхностно-активных веществ, содержащихся в смазочной композиции в виде ультрадисперсных порошков и солей.
Поверхности трения полностью покрываются композиционной защитной пленкой из пластичных металлов толщиной до 10 мкм, за счет чего осуществляется частичное восстановление размеров и триботехнических характеристик контактирующих поверхностей.
После обработки подшипники качения очищаются от остатков смазочного материала, тщательно промываются в бензине, а затем просушиваются.
На внешнем и внутреннем кольцах подшипников и телах качения после применения пластичного смазочного материала с разработанной металлоплакирующей восстановительной добавкой образовалось сплошное композиционное покрытие красного цвета. Повторное измерение износа этих подшипников качения выявило уменьшение поперечного биения (суммарных износов) на первом подшипнике - 20, а на втором подшипнике - 40 мкм соответственно.
Применение в качестве объектов испытания подшипников качения для оценки восстанавливающих свойств выбрано из соображений обеспечения одновременной обработки (нанесения покрытия) сразу на восемь контактных поверхностей трения (дорожек качения и рабочих тел подшипника). Следовательно, толщина покрытия нанесенного на одну поверхность составила 2,5 и 5 мкм, а на одну зону трения 5 и 10 мкм, что обеспечивает возможность восстановления их работоспособности.
Дополнительно установлено, что восстановленные поверхности обладают в пять раз более низкой интенсивностью изнашивания; пониженной на 60-70 градусов температурой в зоне трения и коэффициентом трения порядка µ=0,0005…0,0010. Наличие композиционного покрытия из пластичных металлов способствует реализации в последующей эксплуатации избирательного переноса при трении (эффекта безызносности) в обработанных соединениях.
Источники информации
1. Кужаров А.С., Онишук Н.Ю. Свойства и применение металлоплакирующих смазок. Тематичесий обзор. - М.: ЦНИИТЭИ, 1985. - 60 с.
2. Кламанн Д. Смазки и родственные продукты. / Д.Кламанн; пер. с англ. под ред. Ю.С.Заславского. - М.: Химия, 1988. - 488 с.
7
3. Пат. 2344165 Российская Федерация МПК С10М 129/40, C10N 30/06. Металлоплакирующая присадка к смазочным материалам [Текст] / Балабанов В.И., Ищенко С.А., Гамидов А.Г.; заявитель и патентообладатель Балабанов В.И. - №2006114436/04; заявл. 28.04.2006; опубл. 20.01.2009. - Бюл. №2.