СМЕСЬ ДЛЯ ПРОПИТКИ ПОРОШКОВЫХ АНТИФРИКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1995 года по МПК B22F3/26 C10M101/02 C10M113/08 

Изобретение относится к составам смесей для пропитки порошковых антифрикционных материалов перед работой их в узлах трения в качестве подшипников скольжения, слаботочных и сильноточных контактов, направляющих в электротехническом, текстильном, горном, машиностроительном оборудовании и бытовых приборах.

Известно использование серийных минеральных масел для пропитки пористых антифрикционных изделий [1]
Недостатками этого пропиточного материала являются невысокая нагрузочная способность (до 12 МПа), высокие коэффициенты трения (до 0,15), быстрый расход пропиточного материала из-за разогрева зоны трения и вытекания масла из пор материала.

Известно использование парафина как твердого углеводорода для пропитки пористых железографитовых материалов [2]
Недостатками этого пропиточного материала являются невысокая нагрузочная способность (до 14-16 МПа), высокие коэффициенты трения (0,09-0,11) и температура в зоне трения (до 300^оС).

Наиболее близким к предлагаемому по совокупности признаков, т.е. прототипом, является смесь для пропитки прессовочных изделий из металлических порошков на основе железа [3] Смесь включает мыла жирных кислот, цинк и парафин при содержании парафина 25-50 мас.

Однако эта смесь и способ пропитки предназначены для закрытия пор прессованных изделий перед гальванопокрытием. При трении такая смесь имеет невысокую нагрузочную способность, не превышающую 15 МПа и высокие коэффициенты трения 0,07-0,12, что является недостатками этой пропиточной смеси.

Целью изобретения является разработка смеси для пропитки порошковых антифрикционных материалов, обладающей высокой нагрузочной способностью, низким и стабильным коэффициентом трения, низкой температурой трения.

Цель достигается путем создания пропиточной смеси, включающей твердые углероды и металлическое мыло, которая в качестве твердых углеродов содержит парафин, или церезин, или петролатум, или их смеси, а в качестве металлического мыла медную соль предельных и непредельных жирных кислот в соотношении 75-25 мас. при следующем соотношении компонентов, мас.

Медное мыло предельных и
непредельных жирных кислот 5-20
Твердые углеводороды До 100
Использование предлагаемой совокупности существенных признаков позволяет получить достигаемый технический результат: повысить нагрузочную способность в 1,1-2,3 раза, снизить коэффициенты трения в 2-100 раз, уменьшить температуру в зоне трения порошковых материалов различного состава и назначения в 1,8-4,9 раза.

В качестве твердых углеводородов основы смеси для пропитки взяты серийно выпускаемые твердые нефтяные парафины (ГОСТ 23683-89), церезины (ГОСТ 2488-79, ГОСТ 7658-74, ГОСТ 3677-76), петролатумы (ОСТ 38011117-76) или смеси этих углеводородов.

Известна смазочная композиция на основе хлорированного парафина (авт.св. N 922136, опубл. 1992).

В качестве металлического мыла в заявляемом техническом решении взяты медные мыла предельных и непредельных жирных кислот: медь миристиновокислая (миристат, ТУ6-09-15-457-80), медь пальмитиновокислая (пальмитат, ТУ 6-09-12-150-74), медь стеариновокислая (стеарат, ТУ 6-09-16-1417-85), медь олеиновокислая (олеат, ТУ 6-09-5290-86). Из этих медных мыл миристат, пальмитат и стеарат являются солями предельных жирных кислот, олеат меди соль непредельных жирных кислот.

Лучшим медным мылом для предлагаемой пропиточной смеси является медное мыло из соапстоков саломаса (отходы рафинации растительных масел при производстве маргарина). Соапстоки саломаса содержат предельные и непредельные жирные кислоты в соотношении (примерно) 75:25 мас. Медное мыло из соапстоков саломаса будет выпускаться опытными партиями Ивановским маргариновым заводом согласно ТУ 824.40203-93.

Технических решений по использованию медных мыл предельных и непредельных жирных кислот для повышения триботехнических свойств пропиточных смесей порошковых материалов в литературе не обнаружено.

Предлагаемая смесь для пропитки порошковых материалов готовится по следующей технологии.

П р и м е р 1. 95 г (95 мас.) парафина (марки Нс, ГОСТ 23683-89) разогрели до 120-140^оС и перемешивали до полного растворения с 5 г (5 мас.) смеси миристата меди (ТУ 6-09-15-457-80) и олеата меди (ТУ 6-09-5290-86), взятых в соотношении 75:25 мас. (3,75 г миристата и 1,25 г олеата).

П р и м е р 2. 87,5 г (87,5 мас.) церезина (синтетический высокоплавкий, ГОСТ 7658-74) разогрели до 130-140^оС и смешали до полного взаимного растворения с 12,5 г (12,5 мас.) смеси пальмитита меди (ТУ 6-09-12-150-74) и олеата меди (ТУ 6-09-5290-86), взятых в соотношении 75:25 мас. (9,375 г пальмитита и 3,125 г олеата).

П р и м е р 3. 80 г (80 мас.) петролатума (ОСТ 38 011117-76) разогрели до 120-130^оС и смешали до полного растворения с 20 г (20 мас.) смеси стеарата меди (ТУ 6-09-16-1417-85) и олеата меди (ТУ 6-09-5290-86), взятых в соотношении 75:25 мас. (15 г стеарата и 5 г олеата).

Составы смесей для пропитки порошковых материалов по примерам 1-3 с медным мылом жирных кислот из соапстоков саломаса и прототипа приведены в табл.1.

Полученными смесями (составы в табл.1) были пропитаны образцы из порошковых материалов. Перед пропиткой смесь разогревали до 150-170^оС и погружали в нее образцы на 15-20 мин.

После пропитки образцы были испытаны на трение и износ на серийной машине трения 2070 СМТ-1. Условия испытаний: пара трения "диск-колодка", материал диска сталь 45 (HRC 48-50), материал колодки порошковые железографиты, бронзографиты, металлостеклянные материалы. Режим трения: скорость скольжения 2 м/с, удельная нагрузка повышалась ступенчато до задира поверхностей, смазочный материал дополнительно в зону трения не подавался. Результаты испытаний приведены в табл.2.

Из табл. 2 следует, что при использовании предлагаемых существенных признаков достигнут технический результат: нагрузочная способность повышается в 1,1-2,3 раза, коэффициенты трения снижаются в 2-100 раз, температура в зоне трения уменьшается в 1,8-4,9 раза.

Согласно проведенных опытно-промышленных испытаний после пропитки предлагаемой смесью пробег троллейбусных вставок из металлостеклянных порошковых материалов увеличился в 2,2-2,4 раза, срок службы подшипников отопителей автомобилей из порошкового бронзографита увеличился в 2,1 раза, на 15% снизился расход электроэнергии в приводе стеклоочистителей автомобилей с железографитовыми подшипниками (за счет уменьшения коэффициента трения), в 3 раза увеличился срок службы и в 1,5 раза снизился уровень шума бронзографитовых подшипников бытовой техники (миксеров, кофемолок).

Эти преимущества позволяют пропиточной смеси работать в узлах трения значительно дольше, при больших удельных нагрузках, отказаться от смазок подшипников из порошковых материалов, использовать отходы производства при переработке растительных масел.

Сущность изобретения: смесь для пропитки порошковых антифрикационных материалов содержит в качестве твердых углеводородов парафин или цезерин, или петролатум, или их смеси, а в качестве металлического мыла - медную соль предельных или непредельных жирных кислот в соотношении 25 - 75 мас.%, причем содержание медного мысла предельных или непредельных жирных кислот составляет 5 - 20 мас. %, а твердых углеводородов - остальное. При использовании смеси повышается нагрузочная способность и уменьшается температура в зоне трения порошковых материалов различного состава. 2 табл.

СМЕСЬ ДЛЯ ПРОПИТКИ ПОРОШКОВЫХ АНТИФРИКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающая твердые углеводороды и металлическое мыло, отличающаяся тем, что в качестве твердых углеводородов она содержит парафин, или цезерин, или петролатум, или их смеси, а в качестве металлического мыла медную соль предельных и непредельных жирных кислот в соотношении 25 75 мас. при следующем соотношении компонентов, мас.

Медная соль предельных и непредельных жирных кислот 5 20
Твердые углеводороды Остальное