МЕТАЛЛОПЛАКИРУЮЩАЯ СМАЗКА Российский патент 1996 года по МПК C10M163/00 C10M163/00 C10M117/02 C10M129/36 C10M159/18 C10N30/06 

Изобретение относится к нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к металлоплакирующим пластичным смазкам, и может быть использовано для повышения износостойкости узлов трения сталь-сталь за счет реализации избирательного переноса.

Известно, что введение в состав пластичных смазок порошков мягких металлов и их различных соединений способствует улучшению триботехнических свойств вследствие металлоплакирования трущихся поверхностей и реализации режима безызносности. Как правило, более прочная пленка металла образуется при использовании соединений его в качестве добавок, нежели порошка металла [1]
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к данному изобретению является металлоплакирующая смазка на мыльной основе [2] принятая за прототип, содержащая в своем составе соединение меди (сульфид меди 5-9% ), комплексообразующую присадку (салицилальанилин 0,25-1%) и молекулярный комплекс оксихлорида молибдена с основанием Шиффа ( MoO₂Cl₂2HL, 0,5-2% HL салицилальанилин), которая обладает достаточно высокими триботехническими свойствами.

Однако, используемый в данном составе молекулярный комплекс оксихлорида молибдена с основанием Шиффа МoO₂Сl₂•2НL серийно не выпускается и исходные компоненты, из которых он получается являются достаточно дорогими. Кроме того, наличие в составе этого комплекса атомов хлора способствует коррозионному разрушению поверхностей трения.

Введение соединений согласно изобретению способствует увеличению триботехнических показателей: нагрузки сваривания Р_с и индекса задира И_з, а также позволяет уменьшить коррозионное воздействие на металл.

Это достигается тем, что металлопланирующая смазка на мыльной основе, содержащая сульфид меди, комплексообразующую присадку, дополнительно содержит комплексную соль никеля при следующем соотношении компонентов, мас.

сульфид меди 5,0-9,0
комплексная соль никеля 0,5-1,5
комплексообразующая присадка 0,1-1,0
основа до 100
В качестве комплексной соли никеля используют лимоннокислый никель Ni₃(C₆ H₅O₇)₂.

В качестве комплексообразующей присадки используют лимонную кислоту C₆H₈O₇.

Триботехническая эффективность сульфида меди хорошо известна, тогда как лимоннокислый никель до сих пор не использовался в качестве добавки к пластичным смазкам.

Сульфид меди и лимоннокислый никель в качестве индивидуальных добавок к ЦИАТИМ-201 обеспечивают повышение ее триботехнических свойств (табл. 1).

Предлагаемая композиция, содержащая одновременно и сульфид меди и лимоннокислый никель, при определенном соотношении компонентов обладает лучшими свойствами, чем композиции с индивидуальными добавками.

Для получения металлоплакирующих смазок используют сульфид меди CuS (ТУ 6-09-4143-75), лимоннокислый никель Ni₃(C₆H₅O₇)₂ (ТУ 6-09-02-323-79) и лимонную кислоту C₆H₈O₇ (ГОСТ 6352-69).

Предлагаемую смазку готовили путем введения мелкодисперсных порошкообразных компонентов в пластичную основу и тщательного перетирания при комнатной температуре до получения однородной массы.

Триботехнические свойства полученных металлоплакирующих смазок определяли на ЧШМ по ГОСТ 9490-75 на шарах из стали ШХ-15.

Полученные результаты по предлагаемому изобретению и данные по смазке-прототипу приведены соответственно в таблицах 2 и 3.

Как видно из приведенных данных, предложенная металлоплакирующая смазка при указанных соотношениях компонентов обладает значительно лучшими триботехническими свойствами по сравнению с основой и смазками, легированными отдельно сульфидом меди и лимоннокислым никелем (табл. 1,2). Изменение концентрации компонентов за пределы (верхний и нижний) предложенного соотношения в заявляемой смазке приводит к уменьшению триботехнических показателей (табл.2).

Сравнение данных табл. 2 и 3 свидетельствует о том, что предлагаемая композиция в сравнении с прототипом имеет более высокую нагрузку сваривания Р_с. Кроме того, среди составов предлагаемой смазки гораздо больше, чем для смазки-прототипа, составов со значением индекса задира 100 и выше.

Для сравнения коррозионной активности были проведены испытания по ГОСТ 9.080-77 предлагаемой смазки и смазки-прототипа. Были использованы пластинки из стали 10 (ГОСТ 1050-74) с шероховатостью 0,55 мкм и пластинки из меди М2 (ГОСТ 859-78) с шероховатостью 0,43 мкм.

Результаты по коррозионным испытаниям представлены в табл. 4.

На основании полученных результатов можно сказать, что смазкапрототип оказывает более сильное коррозионное воздействие на металлы, чем заявляемый состав. В связи с этим можно сделать вывод о целесообразности использования в реальных узлах трения предлагаемой смазки.

Как видно из табл. 2, наилучшими свойствами по сравнению с основой обладает состав 7, содержащий 7% СuS 1% Ni₃(C₆H₅O₇)₂ и 0,5% лимонной кислоты C₆H₈O₇. Это соотношение компонентов приводит к увеличению Р_к с 32 до 85 кГс, Р_cс с 115 до 860 кГс, И_з3 с 21 до 125. Для металлоплакирующей смазки, соответствующей данному составу, были определены основные физико-химические свойства, которые представлены в табл.5.

Анализ данных табл. 5 позволяет сделать вывод, что предлагаемая металлоплакирующая смазка удовлетворяет требованиям, предъявляемым к пластичным смазкам.

Таким образом, проведенными исследованиями установлено, что использование в предлагаемой смазке экологически чистого пакета присадок, состоящего из сульфида меди, лимоннокислого никеля и лимонной кислоты, позволяет по сравнению с пакетом присадок смазки-прототипа, во-первых, улучшить триботехнические показатели индекс задира И_з и нагрузку сваривания Р_с, во-вторых, получить смазку коррозионно- неактивную, и, в-третьих, удешевить процесс изготовления смазки.

Источники информации
I. А. С. Кужаров, Н.Ю.Онищук. Металлоплакирующие смазочные материалы// долговечность трущихся деталей машин. М. 1989. Вып.З.С.96-143.

2. А.с. СССР 1645593. МКл. С 10 М 125/22/ /(С 10 М 125/22, 117:02, 133: 12, 159:18) С 10N 30:06, 40:02. Опубл. 23.04.91, Бюл. 15. (прототип). Автор: Кужаров А.С. ТТТ1 ТТТ2 ТТТ3 ТТТ4 ТТТ5

Сущность: смазка содержит, маc.%: сульфид меди 5-9; лимоннокислый никель 0,5-1,5; лимонная кислота 0,11; мыльная пластичная смазка остальное. 5 табл.

Металлоплакирующая смазка, содержащая мыльную пластичную смазку, сульфид меди и комплексную соль, отличающаяся тем, что в качестве комплексной соли смазка содержит лимоннокислый никель и дополнительно содержит лимонную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.

Сульфид меди 5-9
Лимоннокислый никель 0,5-1,5
Лимонная кислота 0,1-1,0
Мыльная пластичная смазка Остальное