СОСТАВ ДЛЯ БЕЗРАЗБОРНОГО УЛУЧШЕНИЯ ТРИБОТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК УЗЛОВ ТРЕНИЯ "ГЕОМОДИФИКАТОР ТРЕНИЯ" Российский патент 2001 года по МПК C10M125/04 C10M103/06 C10N30/06 

Описание патента на изобретение RU2169172C1

Изобретение относится к составам смазочных материалов и может быть использовано в качестве добавки, полученной на основе тонкодисперсных серпентинитов, к смазочным материалам двигателей внутреннего сгорания, механизмов и устройств, к дизельному топливу или в качестве твердосмазочных материалов.

Известны металлоплакирующие смазочные материалы (1 - Избирательный перенос в тяжелонагруженных узлах трения, М, 1982, с. 59-61; 2 - "Трение и износ", 1980, т. 1, N 4, с. 163; 3 - "Трение и износ", 1981, т. 2, N 4, с. 625-629), основной принцип действия которых заключается в формировании на участках фактического контакта деталей трения защитных пленок на основе мягких металлов Cu, Sn, Pb, Zn, Mo, Ag. Эти пленки, локализуя в себе сдвиговые деформации при трении, уменьшают силовое воздействие и интенсивность изнашивания сопряженных поверхностей.

По фазовому признаку металлоплакирующие смазочные материалы делятся на гетерогенные и гомогенные. Первые в качестве присадок содержат металл или его окислы в виде порошков, вторые - растворимые в базовой смазочной среде соединения металлов (4 - Долговечность трущихся деталей машин, 1990, N 5, с. 70-85). Недостатками гетерогенных металлоплакирующих смазочных материалов являются низкая устойчивость дисперсий металлических порошков и зависимость эффективности формирования пленки от концентрации металлов в среде. Поэтому их применение ограничивается главным образом пластичными смазками. Недостатком гомогенных металлоплакирующих смазочных материалов является то, что для их практического применения требуется обеспечение необходимой для образования защитной пленки скорости восстановления соединений металла в зоне трения при соблюдении требований в отношении их коррозионной агрессивности [4] и, следовательно, реализовать такой процесс практически сложно.

Наиболее близким к заявленному техническому решению (прототип) является твердосмазочное покрытие (5 - патент РФ 2043393), активным началом которого является порошок из смеси природных минералов, с фазовым составом: Ni = 0,2-0,3%, Ti = 0,66-0,70%, Cu = 0,10-0,15%, Co = 0,01-0,05%, FeO (общ) = 10,5-14,5%, S = 1,2-1,6%, Si = 36-43%, CaO = 3-5%, MgO = 21-27%, Al2O3 = 3,8-4,4%.

В результате применения таких природных минералов со связующим в узлах трения в процессе работы поверхности узлов трения футеруются зеркалами скольжения, аналогами которых являются природные зеркала скольжения, встречающиеся на месторождениях полезных ископаемых [5].

Недостатком данного решения является опасность значительного абразивного изнашивания узлов трения после введения вышеуказанного твердосмазочного покрытия. Абразивное изнашивание связано с требуемой в патенте [5] достаточно высокой концентрацией активного начала твердосмазочного покрытия в связующем и наличием в нем большого количества магнетита (FeO (общ) = 10,5-14,5 мас. %), твердость которого превышает твердость остальных компонентов в 2-3 раза.

Задачей изобретения является повышение износостойкости узлов трения при эксплуатации в штатных смазочных материалах, в дизельном топливе или в качестве твердосмазочных материалов с использованием природных минералов на основе серпентина.

Технический результат достигается тем, что геомодификатор трения (ГМТ) с пониженным содержанием крупных твердых частиц магнетита, попадая в зону трения, структурно модифицирует поверхность и создает защитный квазисжиженный слой. Меньшее количество твердых крупных частиц магнетита получается за счет того, что после механоактивации (дробление и измельчение) минерала крупные частицы магнетита удаляются из порошка методом магнитной селекции в водной или масляной среде. В результате получается тонкодисперсный (0,01-5 мкм) порошок с фазовым составом, представленным в таблице 1.

Предлагаемый состав добавляется в штатное смазочное масло двигателей внутреннего сгорания, механизмов и устройств в количестве 0,1 - 0,5 мас.%, в пластичные смазки в количестве 2 - 3 мас.%, в дизельное топливо в количестве 0,01 -0,05 мас.% или используется в качестве твердосмазочного материала (без ГСМ).

Для оценки эффективности состава проведены сравнительные испытания.

Испытания пластичной смазки с различными составами проводились на машине трения ИИ5018 в режиме диск (Ст30,d = 50 мм, В = 12) по пластине (Ст45, В = 10 мм, Н = 8 мм, L = 20 мм).

Частота вращения образца (диска) составляла 600 мин-1.

Нагрузка на контробразец (пластину) составляла 40 Н.

В качестве базовой смазки использовался ЛИТОЛ-24.

Схема испытаний: - контробразец сверху;
- образец опущен в ванночку со смазкой снизу на 5 мм.

Продолжительность испытаний одной присадки 30 тыс.циклов.

Коэффициент трения определялся по моменту сопротивления трения.

Износ определялся по потере веса, определенной взвешиванием до и после испытаний на весах ВЛР-200 с погрешностью 0,3 мг и площади контакта после испытаний, определенной измерением с погрешностью 1 мм2.

Результаты испытаний представлены в таблице 2.

Сравнительные испытания показывают преимущества предлагаемого состава (2,5% ГМТ) по сравнению с остальными вариантами по антифрикционным и противоизносным свойствам.

Использование предлагаемого состава в двигателях, механизмах и устройствах позволит снизить износ узлов трения в 2 - 3 раза, потери на трение в 2 - 3 раза и виброактивность на 50 - 100%.

Источники информации
1. Избирательный перенос в тяжелонагруженных узлах трения / Под ред.Д.Н. Гаркунова. М.: Машиностроение, 1982.

2. Мельниченко И.М., Грибайло А.П., Замятин В.О. О влиянии твердых наполнителей на эксплуатационные свойства пластичных смазок // Трение и износ. 1980. Т. 1. 4. С. 163.

3. Онишук Н. Ю., Кужаров А.С., Кутьков А.А. Улучшение триботехнических свойств металлоплакирующих пластичных смазок комплексообразующими соединениями // Трение и износ. 1981. Т. 2. 4. С. 625 - 629.

4. Комаров С.Н., Пичугин В.Ф., Комарова Н.Н. Металлоплакирующие смазочные материалы для пар трения сталь-сталь // Долговечность трущихся деталей машин 5. 1990. С. 70 - 85.

5. Патент РФ 2043393, МПК С 10 M 125/04 // C 10 N 30 : 06, Бюл. 25 от 10.09.95 - прототип.

Похожие патенты RU2169172C1

название год авторы номер документа
СОСТАВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПРОТИВОИЗНОСНЫХ И АНТИФРИКЦИОННЫХ СВОЙСТВ УЗЛОВ ТРЕНИЯ 2003
  • Хазов С.П.
  • Дураджи В.Н.
RU2243252C1
СОСТАВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ УЗЛОВ ТРЕНИЯ 2002
  • Шевченко Ю.Б.
  • Дураджи Ю.В.
RU2246531C2
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ УЗЛОВ ТРЕНИЯ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ 1999
  • Аратский П.Б.
  • Лавров Ю.Г.
RU2205249C2
СОСТАВ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ АНТИФРИКЦИОННЫХ И ПРОТИВОИЗНОСНЫХ СВОЙСТВ УЗЛОВ ТРЕНИЯ 2011
  • Лавров Юрий Георгиевич
  • Орлов Игорь Васильевич
  • Аль-Сакаф Хасан Мухамед
RU2469074C1
МОДИФИКАТОР ТРЕНИЯ 2009
  • Долгополов Кирилл Николаевич
  • Любимов Дмитрий Николаевич
  • Иванов Алексей Евгеньевич
RU2420562C1
НАНОТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АНТИФРИКЦИОННАЯ ПОРОШКОВАЯ КОМПОЗИЦИЯ (ВАРИАНТЫ), НАНОТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ И СПОСОБ НАНОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СМАЗКИ 2009
  • Давыдов Николай Александрович
  • Зуев Валерий Владимирович
  • Рейбанд Юрий Яковлевич
RU2415176C2
СМАЗОЧНЫЙ СТЕРЖЕНЬ-КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ ИЗНОСА В ПАРЕ ТРЕНИЯ РЕБОРДА КОЛЕСА - РЕЛЬС 2007
  • Селютин Геннадий Егорович
  • Ворошилов Владимир Александрович
  • Соколов Александр Анатольевич
RU2370390C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОДИСПЕРСНОГО ПРОТИВОИЗНОСНОГО СОСТАВА (НДПС) И СОДЕРЖАЩАЯ ЕГО СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ 2008
  • Поляков Сергей Андреевич
  • Хазов Сергей Петрович
RU2399650C1
СОСТАВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ УЗЛОВ ТРЕНИЯ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ 2000
  • Лавров Ю.Г.
  • Половинкин В.Н.
RU2176267C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ И СОСТАВ СМАЗОЧНОЙ КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОТИВОИЗНОСНЫХ И АНТИФРИКЦИОННЫХ СВОЙСТВ ПРИПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ ТРУЩИХСЯ ДЕТАЛЕЙ 2007
  • Поляков Сергей Андреевич
  • Хазов Сергей Петрович
RU2351640C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 169 172 C1

Реферат патента 2001 года СОСТАВ ДЛЯ БЕЗРАЗБОРНОГО УЛУЧШЕНИЯ ТРИБОТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК УЗЛОВ ТРЕНИЯ "ГЕОМОДИФИКАТОР ТРЕНИЯ"

Использование: в качестве добавки, полученной на основе тонкодисперсных серпентинитов, к смазочным материалам двигателей внутреннего сгорания, механизмов и устройств, к дизельному топливу или и качестве твердосмазочных материалов. Состав представляет собой природный измельченный минерал с дисперсностью 0,01-5 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%: серпентин (лизардит и хризотил) Mg6{Si4O10}(OH)8 87,4-88,0; железо в изоморфной примеси 8,2-8,6; алюминий в изоморфной примеси 2,2-2,4; кремнезем 0,6-1,0; доломит CaMg(CO3)2 0,6-1,0. Технический результат - повышение износостойкости узлов трения при эксплуатации в штатных смазочных материалах, в дизельном топливе или в качестве твердосмазочных материалов. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 169 172 C1

Состав для безразборного улучшения триботехнических характеристик узлов трения, содержащий измельченный природный минерал, отличающийся тем, что содержит минерал с дисперсностью 0,01 - 5 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Серпентин (лизардит и хризотил) Mg6{Si4O10}(OH)8 - 87,4 - 88,0
Железо в изоморфной примеси Fe - 8,2 - 8,6
Алюминий в изоморфной примеси Al - 2,2 - 2,4
Кремнезем SiO2 - 0,6 - 1,0
Доломит CaMg(CO3)2 - 0,6 - 1,0

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2001 года RU2169172C1

ТВЕРДОСМАЗОЧНОЕ ПОКРЫТИЕ 1991
  • Маринич Т.Л.
  • Титов Н.М.
  • Ксенофонтова И.Н.
  • Полозов О.А.
  • Моралев А.А.
  • Лиференко А.В.
  • Тищенко Л.И.
  • Шимченко П.Я.
  • Половинкин В.Н.
  • Злобин В.Г.
RU2043393C1
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СЕРНОВИТНОЙ ПЛЕНКИ НА КОНТАКТИРУЕМЫХ И ТРУЩИХСЯ ПОВЕРХНОСТЯХ 1992
  • Яковлев Геннадий Михайлович
RU2006708C1
Антифрикционная и противоизносная присадка к смазочным материалам 1986
  • Тарасов Анатолий Николаевич
  • Тарасов Владимир Николаевич
  • Пьецух Александр Иванович
  • Селезнев Анатолий Николаевич
SU1377284A1
DE 3046012 A1, 15.07.1982.

RU 2 169 172 C1

Авторы

Аратский П.Б.

Лавров Ю.Г.

Даты

2001-06-20Публикация

1999-12-28Подача