МЕТАЛЛОПЛАКИРУЮЩАЯ СМАЗКА Российский патент 2002 года по МПК C10M169/04 C10M169/04 C10M105/36 C10M125/04 C10M131/12 

Изобретение относится к использованию химических соединений в качестве присадок (наполнителей) к смазочным материалам, улучшающих их антифрикционные и противоизносные свойства.

Известно применение в качестве антифрикционных присадок маслорастворимых поверхностно-активных веществ, в частности жирных карбоновых кислот, например олеиновой (Виноградова И.Э. Противоизносные присадки к маслам, М: Химия, 1972, с. 157-158). Такие поверхностно-активные вещества защищают материал пары трения от коррозии за счет ингибирования водной фазы, а также обладают антифрикционным действием, то есть снижают коэффициент трения.

Однако их использование в магнитных смазочных материалах нежелательно, так как их присутствие в зоне фрикционного контакта приводит к снижению прочности поверхностных слоев материала пары трения (так называемый эффект Ребиндера).

В силу того, что наиболее часто используемым материалом для стабилизации дисперсной магнитной фазы в диэфирных магнитных маслах являются именно жирные кислоты, при этом стремятся достигнуть минимально возможной их концентрации в масле в свободном виде. Таким образом, применение этих веществ в качестве антифрикционных присадок в данном случае невозможно, так как приводит к значительному увеличению износа пары трения.

Известно также использование порошковых дисперсных d-металлов (медь, олово, свинец, серебро) в качестве наполнителя к мыльным пластичным смазкам. Так, в а.с. СССР 1361171, 1987 приведена металлоплакирующая смазка, содержащая мыльную пластичную смазку "Лита" (веретенное масло АУ, загущенное литиевым мылом стеариновой кислоты, п-оксидифениламин в качестве антиокислительной добавки, противозадирная присадка ПЗ-318 и церезин-80), а также медный порошок в количестве 5-10 маc.%, ацетилацетат меди 10-20 мас.%, ацетилацетон 0,5-1 мас.%. При этом используется порошок меди низкой степени дисперсности - порядка 10-100 мкм.

Однако в силу того, что они базируются на пластичных смазочных материалах, а также, учитывая размер диспергированного металла, их применение становится невозможным в высокоскоростных прецизионных узлах трения. В данных условиях необходимо применение маловязких масел, наполненных металлическим порошком весьма высокой степени дисперсности, сравнимого по размеру с параметрами микрогеометрии поверхностей трения.

Аналогом предлагаемого наполнителя является присадка, получаемая методом электролиза в двухслойной ванне, с последующим обезвоживанием и пептизацией каучуком. Так, в литературе (Натансон Э.М. Коллоидные металлы) описываются органозоли железа и никеля, а также их сплава.

Однако данный метод не может обеспечить качественной стабилизации готового продукта, что ведет к низкой коллоидной стабильности органозолей, и следовательно, к низким трибосвойствам. Кроме этого, их применению в качестве присадок к маловязким магнитным маслам для высокоточных узлов трения мешает невысокая степень дисперсности металла (70-144 мкм для железа и 63-180 мкм для никеля).

Наиболее близкой по составу и достигаемому эффекту к предлагаемой композиции является металлоплакирующая присадка (патент РФ 2055860, кл. С 10 М 133/04, 125/04, 159/04); C 10 N 30/06 следующего состава, мас.%:
Полимеризат алкиленамина - 3-10
Дисперсный коллоидный металл - 0,01-1,0
Минеральное масло - До 100
В качестве коллоидного металла используется медь, олово, цинк, висмут, свинец, кадмий, серебро или их смесь.

Однако применение данного состава не обеспечивает требуемой долговечности трибосопряжений.

Целью изобретения является повышение долговечности трибосопряжений за счет применения модифицированных магнитных смазочных материалов.

Поставленная цель достигается тем, что в металлоплакирующей смазке, содержащей порошок меди, стабилизатор и дисперсионную основу, согласно изобретению она включает в качестве стабилизатора этиловый эфир 1,2,3,4,11,11-гексахлор-1,4,5,6,7,8,9,10-октагидро-1,4-метано-нафталин-6-карбоновой кислоты, а в качестве дисперсионной основы - магнитное масло на основе диэфира карбоновой кислоты при следующем соотношении компонентов, в мас.%.

Порошок меди - 10-15
Этиловый эфир 1,2,3,4,11,11 гексахлор-1,4,5,6,7,8,9,10-октагидро-1,4-метано-нафталин-6-карбоновой кислоты - 3-7
Магнитное масло на основе диэфира карбоновой кислоты - Остальное
причем размер частиц меди составляет 0,05-0,15 мкм. В состав магнитного масла входят дисперсная магнитная фаза (магнетит), стабилизатор и дисперсионная среда.

Выбор размера частиц порошка меди, вводимого в смазочную основу, обусловлен следующими соображениями. При уменьшении размера частиц менее 0,05 мкм происходит значительное окисление магнитного масла и, как следствие, ухудшение триботехнических свойств и снижение его срока службы. При увеличении размера частиц выше 0,15 мкм происходит увеличение вязкости, что приводит к невозможности применения данной смазочной композиции в высокоскоростных прецизионных узлах трения. Порошок меди брался в количестве не менее 10 мас. % для получения выраженного эффекта улучшения триботехнических свойств модифицированного магнитного масла, и, не более 15 мас.% для сохранения необходимого уровня и реологических свойств.

Этиловый эфир 1,2,3,4,11,11-гексахлор-1,4,5,6,7,8,9,10-октагидро-1,4-метано-нафталин-6-карбоновой кислоты брался в количестве не менее 3 мас.%. Для обеспечения полной стабилизации частиц меди и в количестве не более 7 мас.%, чтобы избежать увеличения вязкости готового продукта.

Пример 1. Порошок меди в количестве 10 г с размером частиц 0,1 мкм. Разбавляют раствором этилового эфира 1,2,3,4,11,11-гексахлор-1,4,5,6,7,8,9,10-октагидро-1,4-метано-нафталин-6-карбоновой кислоты в толуоле (42,9 г). Затем полученный раствор нагревают до 60^oС при постоянном перемешивании с целью выпаривания толуола. При уменьшении объема раствора в два раза его разбавляют магнитным маслом на основе диоктилового эфира себациновой кислоты в количестве 85 г, после этого температуру поднимают до 80^oС для окончательного выпаривания толуола, обеспечивая при этом постоянное перемешивание. Окончание процесса контролируют по прекращению уменьшения массы готового продукта (металлоплакирующей смазки).

Пример 2. Для получения металлоплакирующей смазки необходимо следующее количество компонентов, г:
Порошок меди - 12
Этиловый эфир 1,2,3,4,11,11-гексахлор-1,4,5,6,7,8,9,10-октагидро-1,4-метано-нафталин-6-карбоновой кислоты - 4
Толуол - 57,7
Магнитное масло на основе диэфира карбоновой кислоты - 84
Порошок меди в количестве 10 г с размером частиц 0,1 мкм, разбавляют раствором этилового эфира 1,2,3,4,11,11-гексахлор-1,4,5,6,7,8,9,10-октагидро-1,4-метано-нафталин-6-карбоновой кислоты в толуоле (42,9 г). Затем полученный раствор нагревают до 60^oС при постоянном перемешивании с целью выпаривания толуола. При уменьшении объема раствора в два раза его разбавляют магнитным маслом на основе диоктилового эфира себациновой кислоты в количестве 85 г, после этого температуру поднимают до 80^oС для окончательного выпаривания толуола, обеспечивая при этом постоянное перемешивание. Окончание процесса контролируют по прекращению уменьшения массы готового продукта (металлоплакирующей смазки).

Пример 3. Для получения металлоплакирующей смазки необходимо следующее количество компонентов, г:
Порошок меди - 15
Этиловый эфир 1,2,3,4,11,11-гексахлор-1,4,5,6,7,8,9,10-октагидро-1,4-метано-нафталин-6-карбоновой кислоты - 5
Толуол - 71,4
Магнитное масло на основе диэфира карбоновой кислоты - 80
Порошок меди в количестве 10 г с размером частиц 0,1 мкм, разбавляют раствором этилового эфира 1,2,3,4,11,11-гексахлор-1,4,5,6,7,8,9,10-октагидро-1,4-метано-нафталин-6-карбоновой кислоты в толуоле (42,9 г). Затем полученный раствор нагревают до 60^oС при постоянном перемешивании с целью выпаривания толуола. При уменьшении объема раствора в два раза его разбавляют магнитным маслом на основе диоктилового эфира себациновой кислоты в количестве 85 г, после этого температуру поднимают до 80^oС для окончательного выпаривания толуола, обеспечивая при этом постоянное перемешивание. Окончание процесса контролируют по прекращению уменьшения массы готового продукта.

Данные, подтверждающие возможность достижения технического результата, приведены в табл.1-2.

Испытания проводились на машине трения МТШ-М, схема трения шар-плоскость, давление на контакте 1,2 ГПа, скорость скольжения 0,3 м/с, материал пары трения - сталь ШХ-15, температура 100^oС.

Испытания проводились на магнитном вискозиметре МВР-Б, температура испытываемого образца составляла 80^oС, скорость сдвига γ=300 с^-1.

Изобретение найдет свое применение в качестве смазочного материала в высокоскоростных прецизионных парах трения, например, в подшипниках качения приводов магнитных носителей информации.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к металлоплакирующим смазкам. Сущность: смазка содержит, мас.%: порошок меди 10-15, стабилизатор - этиловый эфир 1,2,3,4,11,11 - гексахлор - 1,4,5,6,7,8,9,10-октагидро-1,4-метано-нафталин-6-карбоновой кислоты 3-7, дисперсионную среду - магнитное масло на основе диэфира карбоновой кислоты до 100. Размер частиц порошка меди составляет 0,05-0,15 мкм. Технический результат - улучшение триботехнических характеристик и повышение долговечности трибосопряжений. 2 табл.

Металлоплакирующая смазка, содержащая порошок меди, стабилизатор и дисперсионную основу, отличающаяся тем, что она содержит в качестве стабилизатора этиловый эфир 1,2,3,4,11,11-гексахлор-1,4,5,6,7,8,9,10-октагидро-1,4-метано-нафталин-6-карбоновой кислоты, а в качестве дисперсионной основы - магнитное масло на основе диэфира карбоновой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Порошок меди - 10 - 15
Этиловый эфир 1,2,3,4,11,11-гексахлор-1,4,5,6,7,8,9,10-октагидро-1,4-метано-нафталин-6-карбоновой кислоты - 3 - 7
Магнитное масло на основе диэфира карбоновой кислоты - Остальное
причем размер частиц порошка меди составляет 0,05-0,15 мкм.