ПРИСАДКА К СМАЗОЧНЫМ МАТЕРИАЛАМ И ТЕХНИЧЕСКИМ ЖИДКОСТЯМ Российский патент 1996 года по МПК C10M161/00 C10M161/00 C10M159/02 C10M129/74 C10M129/16 C10M135/10 C10M133/16 C10M125/18 C10N30/06 

Изобретение относится к области машиностроения и химии, конкретно к металлообработке и эксплуатации машин и механизмов, в том числе двигателей внутреннего сгорания.

Известно применение смазочно-охлаждающих жидкостей, содержащих фтористый углерод, которые получают диспергированием фтористого углерода в дисперсионной среде, действием на дисперсию электромагнитного излучения для частичного расщепления фтористого углерода.

Недостатком такой смазочно-охлаждающей жидкости является невысокая стабильность и присутствие в ней продуктов частичного расщепления фтористого углерода, что приводит к ее коррозионной активности.

Известно использование фторуглерода в качестве добавок к пластичным смазкам. Фторуглерод вводят непосредственно в пластичную смазку ЦИАТИМ-201.

Это решение как наиболее близкое по сути принято за прототип.

Недостатком прототипа является узкая область применения полученной смазочной композиции, вызванная ее высокой вязкостью и наличием загустителя в системе, который при введении в масла и технические жидкости будет вызывать высокое пенообразование и менять вязкость системы.

Целью настоящего изобретения является расширение области применения присадки на основе фторуглерода, увеличение эффективности работы поверхностей трения и седиментационной устойчивости присадки в средах с невысокой вязкостью.

Поставленная цель достигается тем, что патентуемая присадка к смазочным маслам и техническим жидкостям содержит фторуглерод и дополнительно содержит диспергатор и базовую масляную основу при следующем соотношении компонентов, мас.

фторуглерод 0,1-60
диспергатор 0,1-60
базовая масляная основа до 100
К преимуществам предлагаемой присадки относятся ее высокая универсальность и хорошие эксплуатационные качества.

Добавка диспергатора и использование базовой масляной основы значительно повышает седиментационную стойкость присадки и делает ее применимой практически во всех узлах трения двигателей внутреннего сгорания и промышленного оборудования.

Присадка согласно изобретению может содержать следующие компоненты:
Синтанол ДС-10 (моноалкиловые эфиры полиэтиленгликоля на основе первичных жирных спиртов), выпускается по ТУ 6-14-313-69. В приведенных примерах использовали продукт с содержанием основного вещества 99,3% влажностью 0,5% и зольностью 0,1%
Индустриальное масло И-Г-И-32, выпускается по ГОСТ 20799-88. В приведенных примерах использовали масло с вязкостью 33 мм²/с при 40^oC.

Сульфанол НП-3 (смесь натриевых солей алкилбензолсульфокислот и сульфоната натрия), выпускают по ГОСТ 3877-66. В приведенных примерах использовали продукт с содержанием основного вещества 99,2% и влажностью 0,4%
Индустриальное масло И-ЛГ-А-15, выпускается по ГОСТ 20799-80. В приведенных примерах использовали масло с вязкостью 15 мм²/с при 40^oC.

Присадка к смазочным маслам СИМ (сукцинимид мочевины), выпускают по ТУ 30 101 1039-85. В приведенных в описании примерах использовали продукт с кинематической вязкостью 430 мм²/с при 100^oС и кислотным числом 6,2 мг КОН/г.

Неонол 1214-3 (моноалкиловые эфиры полиэтиленгликоля на основе первичных жирных спиртов), выпускают по ТУ 6-14-430-69. В приведенных примерах использовали продукт с содержанием основного вещества 99,2% и температурой застывания 15,7^oС.

Синтетическое масло Эфир N2 (сложный эфир пентаэритрита и синтетических жирных кислот 05-09), выпускают по ТУ 30-101272-72.

Присадка сукцинимидная С5А, выпускается по ТУ 38 101146-77. В приведенных в описании примерах использовали продукт с вязкостью 220 мм²/с при 100^oC, с содержанием активного вещества 43% и щелочным числом 21 мг КОН/г.

Масло для поршневых авиационных двигателей МС-20, выпускают по ГОСТ 21743-76.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами:
Пример 1. Присадка состава (мас.):
Фторуглерод 55
Диспергатор (моноалкиловые эфиры полиэтиленгликоля на основе первичных жирных спиртов) 2,2
Базовая масляная основа (индустриальное масло И-Г-А-32) 42,8
применялась в качестве 8% присадки к смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) при подаче ее в рабочую зону струйным методом в процессе выглаживания стали 45 (НВ 160-180) керамическим индентором радиусом 1,2 мм из керамики ОНТ-20 при скорости обработки 50 м/мин, подаче инструмента 0,1 мм/об. давлении индентора 100 Н.

Результаты испытаний приведены в табл.1.

Применение присадки позволяет на 80% увеличить стойкость индентора и на 67,5% снизить шероховатость обрабатываемой детали.

Пример 2. Присадка состава (мас.):
Фторуглерод 60,0
Диспергатор (натриевые соли алкилбензолсульфокислот и сульфонат натрия - 1,0
Базовая масляная основа (индустриальное масло И-Л-Г-А-15) 39,0
7% присадки в СОЖ испытали при подаче в рабочую зону струйным методом в процессе продольного точения стали 45 (НВ 160-180) резцом из инструментальной стали Р6М5 при скорости обработки 48 м/мин и глубине резания 0,15 мм и подаче резца 0,1 мм/об.

Результаты испытаний приведены в табл.2.

Данные табл. 2 подтверждают эффективность использования присадки 2 при продольном точении. Введение присадки в технологическую среду на 67,5% увеличивает стойкость резца и на 97,7% снижает шероховатость обработанной поверхности.

Пример 3. Присадка состава (мас.):
Фторуглерод 6,0
Диспергатор (сукцинимид мочевины) 0,1
Базовая масляная основа (растительное рапсовое масло) 93,9
Присадка применялась в качестве 50% присадки к моторному маслу МС-20. Полученную приработочную смесь наносили на рабочую поверхность втулки цилиндра дизельного двигателя IЧ 10,5/13 и притирали ее вручную поршнем с кольцами при возвратно-поступательном движении в течение 20 минут.

Для проверки влияния на стойкость гильзы цилиндра антифрикционного покрытия рабочих поверхностей деталей в узлах трения по прототипу гильзу прирабатывали вручную поршнем с кольцами при возвратно-поступательном движении в течение 20 минут после нанесения на поверхность гильзы смазки на основе ЦИАТИМ-201 с 25% фторуглерода. После чего собирали двигатель и проводили его испытания на масла М14В₂ с целью определения стойкости втулки.

Для определения износа втулки применяли метод радиоактивных индикаторов. Сущность метода непрерывная индикация попадающих в масло радиоактивных продуктов изнашивания предварительно активированной детали. Скорость накопления радиоактивных частиц в масле соответствует скорости изнашивания втулки цилиндра в относительных единицах.

Испытания проводили этапами по 10 часов каждый. На первых этапах двигатель работал со штатной втулкой цилиндра, на вторых со втулкой с нанесенным покрытием по прототипу, на третьих со втулкой с покрытием, полученным с помощью патентуемой присадки.

Результаты испытаний присадки к технологической среде для нанесения покрытия методом приработки представлены в табл.3.

Данные табл.3 подтверждают эффективность использования присадки 3 к технологической среде для приработки узлов трения на примере втулки цилиндра дизелей IЧ 10,5/13. Стойкость втулки, приработанной с использованием технологической приработочной среды, содержащей присадку, возрастает по сравнению со штатной не приработанной втулкой в 1,7 раза при работе двигателя на дизельном топливе и в 2 раза при использовании в качестве топлива рапсового масла.

Пример 4. Присадка состава (мас.):
Фторуглерод 50
Диспергатор (моноалкиловые эфиры полиэтиленгликоля на основе первичных жирных спиртов) 10
Базовая масляная основа (сложный эфир пентаэритрита и синтетических жирных кислот С₅ С₉) 40
вводилась в количестве 0,25% в моторное масло М14В₂.

Испытания полученной смазочной композиции проводили на стенде с дизелем IЧ 10,5/13, работавшем на масле М14В₂ с использовавшим в качестве топлива рапсового масло.

Определяли износ верхнего поршневого кольца методом радиоактивных индикаторов, для чего в верхнее поршневое кольцо была вмонтирована вставка из кобаниковой проволоки, содержащая изотоп Со⁶⁰. Во время работы двигателя непрерывно регистрировали поступление в масло радиоактивных частиц вместе с продуктами износа. Скорость поступления радиоактивных частиц соответствует скорости изнашивания верхнего поршневого кольца в относительных единицах.

Испытания проводили в два этапа: на первом этапе двигатель работал на штатном масле М14В₂, на втором этапе на масле М14В₂, содержащем 0,25 (мас.) присадки.

Двигатель прогревали в течение одного часа, после чего выводили на заданный режим, на котором работали в течение 6 часов. За это время фиксировали скорость изнашивания. Испытания проводили при двух нагрузках двигателя: 25 и 100%
Результаты испытаний приведены в табл.4.

Введение присадки в моторное масло М14В₂ приводит к снижению скорости изнашивания верхнего поршневого кольца на 50% при нагрузке 25% и на 74% при нагрузке 100%
Пример 5. Присадка состава (мас.).

Фторуглерод 40
Диспергатор (сукцинимидная присадка С5А) 6
Базовая масляная основа (моторное масло МС20) 54
Присадка применялась в качестве 10% присадки к индустриальному маслу И-Г-А-32 для капельной смазки узлов трения машины для шитья обуви СПР-1.

Испытания проводили на двух машинах. Одна работала на смазочном материале по базовому варианту на индустриальном масле И-Г-А-32, а другая на опытном масле индустриальном масле И-Г-А-32 с добавлением 10% присадки.

У обеих машин перед сборкой был произведен микрометраж отобранных деталей узлов трения. Машины были собраны, заправлены маслом и отработали по 8 рабочих смен в режиме холостого хода. После чего были остановлены, и была проведена оценка степени износа узлов трения. Износ определяли визуально путем замера величины размерного износа деталей (микрометрированием) и путем замера величины шероховатости. Результаты измерений приведены в табл.5.

Данные табл.5 подтверждают эффективность использования присадки 5 в качестве присадки к индустриальному маслу для снижения износа узлов трения машины для шитья обуви СПР-1.

Присадка содержит в %: фторуглерод 0,1-60, диспергатор 0,1-60, базовая масляная основа до 100. В качестве диспергатора содержит моноалкиловые эфиры полиэтиленгликоля на основе первичных спиртов, натриевую соль алкилбензолсульфокислот, сукцинимид мочевины, алкенилсукцинимид диэтилентриамина. В качестве базовой масляной основы содержит минеральные масла, растительные масла, животные масла, синтетические масла на основе пентаэритритового эфира. 2 з.п. ф-лы, 5 табл.

1. Присадка к смазочным материалам и техническим жидкостям, содержащая фторуглерод, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит диспергатор и базовую масляную основу при следующем соотношении компонентов, мас.

Фторуглерод 0,1 60
Диспергатор 0,1 60
Базовая масляная основа До 100
2. Присадка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве диспергатора содержит моноалкиловые эфиры полиэтиленгликоля на основе первичных жирных спиртов, натриевую соль алкилбензолсульфокислот, сукцинимид мочевины, алкенилсукциниамид диэтилентриамина.