ПЛАСТИЧНАЯ СМАЗКА Российский патент 2004 года по МПК C10M169/06 C10M169/06 C10M117/02 C10M125/02 C10N30/06 

Изобретение относится к смазочным материалам, в частности к пластичным смазкам, которые могут быть использованы в различных узлах трения машин и тяжелогруженых механизмов, открытых шестеренчатых передач, резьбовых соединений, ходовых винтов, домкратов, рессор, а также шахтного оборудования.

В промышленности широко известны пластичные смазки на основе нефтяных и синтетических масел, загущенных гидратированными кальциевыми мылами синтетических жирных кислот (СЖК), и содержащие антифрикционные добавки, которые вводят в состав смазок для повышения их противоизносных и противозадирных характеристик [1].

Близкой к предлагаемой смазке по составу компонентов является смазка графитная, содержащая нефтяное масло, гидратированное кальциевое мыло СЖК и природный графит марки ГС-4 [2]. Однако графитная смазка, применяющаяся в рессорах, торсионных подвесках гусеничных машин, в открытых шестернях и других тяжелогруженых узлах трения, из-за низкой водостойкости легко смывается водой с металлической поверхности, вследствие чего она имеет низкие противоизносные и противозадирные свойства. Кроме того, природный графит марки ГС-4, входящий в состав смазки, является дефицитным сырьем, так как в России он не производится, а его месторождение на Украине. Поэтому известная графитная смазка ГОСТ 3333-80 выпускается только на Украине (г. Бердянск), но потребность в ней отечественной промышленности очень большая.

В связи с этим была разработана пластичная смазка, содержащая нефтяное масло, гидратированное кальциевое мыло СЖК и антифрикционную добавку, в качестве которой используется мелкодисперсный графит (размеры частиц менее 50 мкм) после электрофильтров, являющийся отходом производства искусственного графита, техническое название которого "Графит измельченный" (ТУ 48-20-54-84) [3]. Такая смазка с техническим названием “Согра” по компонентному составу наиболее близкая к предлагаемой.

Однако при производстве данной пластичной смазки возникла острая необходимость расширения сырьевой базы гидратированных кальциевых мылов жирных кислот из-за образовавшегося дефицита в нашей стране СЖК, а также понижения дисперсности частиц графита для улучшения технологичности процесса в целом.

Цель достигается тем, что пластичная смазка, содержащая нефтяное масло - выщелоченное индустриальное масло марки 20В, или индустриальное масло общего назначения по ГОСТ 20799-88 марки И-20А, или смесь выщелоченных масел марок 20 и 40, или смесь индустриальных масел по ГОСТ 20799-75 марок И-20А и И-40А с кинематической вязкостью при 50°С 18-33 мм²/с, загущенных гидратированными кальциевыми мылами жирных кислот, входящих в состав естественных жиров (хлопкового масла, саломаса и других), и антифрикционную добавку, в качестве которой согласно изобретению предлагается мелкодисперсный графит (размеры частиц менее 90 мкм) после электрофильтров, являющийся отходом производства искусственного графита, техническое название которого "Графит измельченный" (ТУ 48-20-54-84), при следующем содержании компонентов, мас.%:

Гидратированное кальциевое мыло жирных кислот, входящих в состав естественных жиров 10-14

Порошкообразный продукт, полученный в электрофильтрах в процессе производства искусственного графита 5-12

Нефтяное масло Остальное до 100

В порошкообразном продукте, который накапливается при улавливании в электрофильтрах в процессе производства искусственного графита (графит измельченный ТУ 48-20-54-84) содержание влаги и золы не более 0,9%, серы - 0,05%.

Применение ранее гидратированных кальциевых мылов жирных кислот, входящих в состав естественных жиров, для приготовления пластичных смазок с добавкой графита измельченного в результате анализа научно-технической и патентной литературы не обнаружено.

Смазку готовят следующим образом. Нефтяное масло смешивают с гидратированным кальциевым мылом жирных кислот, входящих в состав естественных жиров. Смесь нагревают до 70-80°С и выдерживают при указанной температуре 5-10 мин. В расплав небольшими порциями замешивают графит измельченный ТУ 48-20-54-84. Затем при постоянном перемешивании температурный режим снижают до комнатной температуры (20-25°С). Общее время приготовления смазки составляет 1 час. По истечении суток смазку протирают через сетку.

Было приготовлено пять составов пластичной смазки, отличающихся процентным содержанием компонентов. Приготовленные составы приведены в табл. 1.

Результаты исследований водостойкости (смываемости смазки водой с металлической поверхности), а также противоизносных и противозадирных свойств смазок в сравнении с пластичной смазкой “Согра” [3] (прототип) приведены в табл. 2.

Оценку смываемости смазок водой определяли квалификационным методом, утвержденным Госкомиссией при Госстандарте СССР (реш. №23/1-231 от 18.10.77 г.).

Противоизносные и противозадирные свойства смазок определяли на четырехшариковой машине трения (ЧШМ) ГОСТ 9490-75.

Данные табл. 2 свидетельствуют о весьма низкой смываемости водой предлагаемой смазки с металлической поверхности, что обеспечивает соответственно высокие противоизносные (критическая нагрузка) и противозадирные свойства (нагрузка сваривания и индекс задира).

Результаты испытаний стандартными методами реологических свойств (вязкости, предела прочности, механической стабильности) и других физико-химических характеристик (температуры каплепадения, коллоидной стабильности, испаряемости) смазок, а также коррозионного воздействия их на металлы представлены в табл. 3. Характеристики, приведенные в табл. 3, показывают, что все основные свойства предлагаемой смазки сохраняются в соответствии с предъявляемыми требованиями в условиях эксплуатации. Разработанная смазка имеет хорошие низкотемпературные свойства (вязкость при минус 15°С), определяющие ее морозостойкость, низкую испаряемость и не оказывает коррозионного воздействия на металлы.

Предлагаемое изобретение в настоящее время готово к использованию в промышленных условиях. Все его компоненты обеспечены отечественным промышленным производством. Техническое название продукта "Графитная смазка".

БИБЛИОГРАФИЯ

1. Синицын В.В. Подбор и применение пластичных смазок. - М.: Химия, 1974, 376 с.

2. Смазки, часть 1. Государственные стандарты Союза ССР. - М.: Изд-во стандартов, 1982, 240 с.; ГОСТ 3333-80.

3. Патент РФ, №2076141, 1997, БИ №9.

Использование: в области смазочных материалов, используемых в различных узлах трения машин и тяжелогруженых машин и механизмов, открытых шестеренчатых передач, домкратов, рессор, а также шахтного оборудования. Сущность: смазка в качестве загустителя содержит гидратированное кальциевое мыло жирных кислот, входящих в состав естественных жиров, а антифрикционная добавка представляет собой мелкодисперсный искусственный графит после электрофильтров с размерами частиц менее 90 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%: загуститель 10–14, антифрикционная добавка 5-12, нефтяное масло до 100. Технический результат – расширение сырьевой базы, улучшение технологии производства и повышение противоизносных и противозадирных свойств. 3 табл.

Пластичная смазка, содержащая нефтяное масло, антифрикционную добавку и гидратированное кальциевое мыло жирных кислот - загуститель, отличающаяся тем, что в качестве загустителя смазка содержит гидратированное кальциевое мыло жирных кислот, входящих в состав естественных жиров, и в качестве антифрикционной добавки - мелкодисперсный искусственный графит после электрофильтров с размерами частиц менее 90 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гидратированное кальциевое мыло жирных кислот,

входящих в состав естественных жиров 10 - 14

Мелкодисперсный искусственный графит

после электрофильтров 5 - 12

Нефтяное масло Остальное до 100