СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 1995 года по МПК C10M141/02 C10M141/02 C10M129/40 C10M125/20 C10N30/06 

Изобретение относится к составам смазочных материалов и использованию веществ в качестве компонентов смазочных композиций и предназначено для улучшения антифрикционных и противоизносных свойств масел для двигателей внутреннего сгорания, агрегатов и узлов трансмиссии и ходовой части машин.

Целью изобретения является улучшение антифрикционных и противоизносных свойств товарных минеральных масел.

Известны твердосмазочные материалы, наиболее распространенными из которых являются материалы на основании дисульфида молибдена. Добавка в виде порошка имеет основной недостаток - выпадение в осадок дисульфида молибдена из состава смазочной композиции и его фильтрация в системах очистки.

Известна товарная маслорастворимая молибденорганическая присадка марки "Фриктол" (ТК 38.401118-83). Данная присадка имеет явно выраженные антифрикционные показатели и низкие противоизносные, однако и они при высоких нагрузках резко ухудшаются.

Известна антифрикционная маслорастворимая присадка для двигателей внутреннего сгорания [1]. Недостаток данной присадки заключается в том, что максимальных значений антифрикционные и противоизносные свойства достигают при различных ее концентрациях в базовом масле. Кроме того, при высоких нагрузках также снижаются ее трибологические свойства.

Наиболее близким к предложенному является известный состав смазочной композиции, содержащей противоизносную присадку [3] - прототип на основе олеата меди и олеиновой кислоты при следующих соотношениях компонентов, мас.%:
Олеат одновалентной меди 25...60 Олеиновая кислота До 100
Недостатком данной присадки является то, что выделяющаяся в процессе трения металлическая медь, а также ее соли являются катализаторами окислительных процессов в масле, что ухудшает его антиокислительные свойства, термическую стабильность и усиливает коррозионную активность по отношению к поверхностям трения, особенно из цветных металлов. Это делает невозможным длительно использовать масло и резко сокращает срок его службы [3].

Поставленная цель достигается тем, что одновременно с антифрикционной присадкой к минеральным маслам вводят твердосмазочный материал в виде высокодисперсной стабилизированной от выпадения в осадок добавки.

Данная смазочная композиция соответствует критерию "новизна", т.к. имеет отличие от прототипа-присадки а.с. 859425, кл. С 10 М 129/40. Таким отличием является то, что в качестве присадки на основе олеиновой кислоты содержит присадку, представляющую смесь 10-40 мас.% аммония молибденовокислого и 60-90 мас.% олеиновой кислоты и дополнительно содержит твердосмазочный материал в виде высокодисперсной стабилизированной добавки.

Создание смазочной композиции позволяет существенно улучшить антифрикционные и противоизносные свойства масла в режиме малых, средних и высоких нагрузок. Это достигается путем сочетания компонентов, реализующих и активизирующих три механизма смазывающего действия: физической адсорбции, хемосорбции и химической реакции, приводящим к их синергизму как на поверхности трения, так и в объеме смазочного материала. На фиг.1 представлены результаты сравнительных испытаний базового минерального масла М-8-В₁ (кривая 1), и предлагаемого решения (кривая 2) при высоких нагрузках. В режиме от 392 до 784 Н включительно наблюдаются изменения характера кривой 2 в связи с включением в работу других механизмов, обеспечивающих эффективность антифрикционного и противоизносного действия смазочной композиции.

Применение смазочной композиции, содержащей присадку на основе аммония молибденовокислого и олеиновой кислоты и дополнительно содержащей твердосмазочный материал в виде высокодисперсной стабилизированной добавки дисульфида молибдена, улучшающих трибохарактеристики масел ранее неизвестно и эти свойства, не вытекают из свойств как присадки, так и высокодисперсного дисульфида молибдена, работающих на поверхностях трения индивидуально. Следовательно, имеет место появление у нового объекта нового свойства в результате добавления к известному объекту известной части.

Это обстоятельство свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 2, 3 дано обоснование соотношения присадки на основе аммония молибденовокислого и олеиновой кислоты и высокодисперсного дисульфида молибдена, исходя из основных трибохарактеристик - температуры, генерируемой в зоне трения Т и износа d.

Граничные пункты соотношения компонентов смазочной композиции находятся в пределах: для присадки на основе аммония молибденовокислого и олеиновой кислоты - 0,5. . .1%; для высокодисперсного дисульфида молибдена - 3...5% (фиг.3).

Это обусловлено тем, что введение 0,5...1,0% присадки на основе аммония молибденовокислого и олеиновой кислоты ведет к улучшению антифрикционных и противоизносных свойств одновременно, в то время как свыше 1,0% приводит к их ухудшению и в большей мере противоизносных (фиг.3). Высокодисперсный дисульфид молибдена вводится в указанном количестве тому, что при данных концентрациях наблюдается максимальное улучшение трибохарактеристик базового минерального масла (фиг.3) и дальнейшее ее увеличение не дает желаемого эффекта при одновременном увеличении стоимости смазочной композиции.

Сравнительные данные об антифрикционных и противоизносных свойствах заявляемого технического решения.

Трибологические свойства образцов смазочной композиции оценивали на четырехшариковой машине трения в соответствии с ГОСТом 9490-75. Время испытания каждого образца 120 мин при следующем режиме нагружения (табл.1). Антифрикционные свойства определяли по изменению температуры смазочной композиции, генерируемой в зоне трения в соответствии с выражением
Δ Т=Т_mах-Т_о, где Δ Т - приращение температуры; Т_mах - максимальная температура , генерированная в зоне трения; Т_о - температура в начале испытания.

Противоизносные свойства определяли по диаметру пятна износа d в соответствии с ГОСТом 9490-75.

Уровень коррозионной активности определяли в соответствии с ГОСТом 20502-75 (метод Б) на приборе АП-1 по изменению массы пластинок. В качестве материала, подвергавшегося испытанию, использовали фрагмент сталеалюминиевого вкладыша двигателя ЗМЗ-53.

Примеры составов смазочной композиции по табл.2 готовят следующим образом. В качестве присадки смазочной композиции использовали присадку на основе аммония молибденовокислого и олеиновой кислоты [1], которую вводили в базовое масло М-8-В₁. Растворимость хорошая. Выпадения в осадок не наблюдается.

В качестве добавки твердосмазочного материала использовали высокодисперсный стабилизированный дисульфид молибдена М-55 "рlus" [4]. М55 "рlus" вводили в базовое масло М-8-В₁ одновременно с присадкой на основе аммония молибденовокислого и олеиновой кислоты. При контакте присадки и добавки дисульфида молибдена в смазочной композиции и базовым маслом М-8-В₁ взаимоотрицательных проявлений не наблюдается.

Результаты лабораторных испытаний показали (см. табл.3), что предлагаемый состав смазочной композиции, состоящий из присадки на основе аммония молибденовокислого и олеиновой кислоты и дополнительно высокодисперсного дисульфида молибдена, при нагрузках до 490 Н включительно, позволяет существенно улучшить антифрикционные свойства базового масла в 1,39 раза, а противоизносные свойства - в 1,60 раза.

Для оценки работы предлагаемой смазочной композиции при повышенных нагрузках проводили испытания на четырехшариковой машине трения на режимах, представленных в табл.4.

Результаты испытаний при нагрузках до 784 Н показали (табл.5), что наблюдается также устойчивое улучшение антифрикционных (в 1,10 раза) и противоизносных (в 1,57 раза) свойств по отношению к минеральному маслу М-8-В₁ (базовый вариант). На фиг.1 и 2 представлены результаты испытания смазочных композиций в широком диапазоне нагрузок, которые подтверждают создание оптимальных условий для реализации трех механизмов смазывания поверхностей трения и улучшение трибологических характеристик базового масла.

В табл.5 для сопоставления даны результаты испытания присадки Фриктол, которые показывают, что данная присадка по своим трибологическим свойствам уступает предлагаемому решению.

Оценка уровня коррозионной активности масла М-8-В₁ показала, что дополнительное введение высокодисперсной добавки дисульфида молибдена не ведет к росту коррозионной активности смазочной композиции. При этом коррозионная активность композиции предлагаемого технического решения снизилась по отношению к маслу М-8-В₁ в 1,37 раза, по отношению к прототипу в 2,33 раза (см. фиг.4).

Сущность изобретения: смазочная композиция содержит присадку на основе молибденовокислого алюминия и олеиновой кислоты 0,5--1,0 мас.%, высокодисперсный дисульфид молибдена - 3-5 мас.% и минеральное масло до 100%. 4 ил., 5 табл.

СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, содержащая присадку на основе олеиновой кислоты и минеральное масло, отличающаяся тем, что в качестве присадки на основе олеиновой кислоты композиция содержит присадку, представляющую смесь 10 - 40 мас. % молибденовокислого аммония и 60 - 90 мас.% олеиновой кислоты, и дополнительно содержит высокодисперсный дисульфид молибдена при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Присадка представляющая смесь 10 - 40 мас.% молибденовокислого аммония и 60 - 90 мас.% олеиновой кислоты - 0,5 - 1,0
Высокодисперсный дисульфид молибдена - 3 - 5
Минеральное масло - До 100