ТВЕРДОСМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ И СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ПОКРЫТИЯ НА ТРУЩИХСЯ ПОВЕРХНОСТЯХ С ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ Российский патент 2005 года по МПК C10M125/00 F16C33/14 C10M125/00 C10M125/10 C10M125/26 C10N30/06 

Изобретение относится к триботехнике, в частности к твердосмазачной композиции и способу формирования покрытия на рабочих поверхностях узлов трения; оно может быть использовано в машиностроении для обработки узлов трения, а также при эксплуатации различных механизмов и машин для продления межремонтного ресурса или во время ремонтно-восстановительных операций.

В середине 90-х годов появился ряд технических решений, согласно которым для формирования антифрикционного покрытия на трущихся поверхностях используют твердосмазочные композиции, содержащие диспергированные минералы, в том числе природные гидросиликаты магния, как-то: серпентин, тальк, серпентинит, абразивоподобные частицы, необходимые как на стадии переработки, так и в процессе эксплуатации узлов трения (патенты РФ №2035636 С1, 20.05.1995, №2057257 C1, 27.03.1996, №2059121 C1, 27.04.1996)

Наличие порошка указанных соединений в смазочной композиции при определенных условиях ее использования между трущимися поверхностями и их приработка приводит к образованию на трущихся металлических поверхностях так называемой сервовитной пленки, существенно изменяющей их износ.

Ближайшим аналогичным решением к предложенному изобретению является твердосмазочная композиция и способ формирования покрытия на трущихся поверхностях с ее использованием по патенту РФ №2179270 C1, 10.02.2002. Согласно известному решению твердосмазочная композиция для формирования покрытия на трущихся поверхностях на основе измельченной исходной смеси минералов содержит серпентин в виде смеси хизотил-асбеста, офита, антигорита и лизардита, взятых в массовых частях соответственно 1:2,5-4,0:1,5-3,0:2,0-3,5, амфибол, пирофиллит, ПАВ, при следующем соотношении ингредиентов в композиции, мас.%: амфибол 2-5, пирофиллит 8-10, поверхностно-активные вещества (ПАВ) 5-15, серпентин-остальное.

Способ формирования покрытия на трущихся поверхностях с использованием известной твердосмазочной композиции заключается в измельчении исходной смеси минералов, содержащей серпентин в виде смеси хизотил-асбеста, офита, антигорита и лизардита, с добавлением ПАВ, в получении твердосмазочной композиции с дисперсностью 1-40 мкм, механоактивации ее со связующим, размещении полученного состава между трущимися поверхностями и в последующей ее приработке, при этом размещенный между трущимися поверхностями состав содержит, мас.%: твердосмазочная композиция 0,5-2,5, связующие - остальные.

Известное решение позволяет значительно снизить коэффициент трения, повысить антикоррозионную стойкость.

Однако, поскольку прочностные и антифрикционные характеристики сервовидной пленки зависят от многих факторов: от условий приготовления композиции, ее состава, приработки после введения между поверхностями трения, от состояния этих поверхностей, то задача повышения прочности, износостойкости покрытия, ускорения приработки узлов трения, уменьшения коэффициента трения, улучшения механико-эксплуатационных характеристик машин и оборудования по-прежнему остается актуальной.

Для решения поставленной задачи предложена настоящая твердосмазочная композиция, формирующая покрытие на трущихся поверхностях, и способ формирования покрытия с ее использованием.

Согласно предлагаемому изобретению заявляемая композиция для формирования покрытия на трущихся поверхностях на основе измельченной исходной смеси минералов содержит кварц, гетит, брусит, лизардит и ПАВ при следующем содержании ингредиентов, мас.%:

Кварц 15-20

Гетит 5-10

Брусит 3-8

ПАВ 2-7

Лизардит Остальное

Способ формирования покрытия на трущихся поверхностях согласно изобретению включает измельчение исходной смеси минералов, содержащей лизардит, кварц, гетит, брусит с добавлением ПАВ, получение твердосмазочной композиции с дисперсностью 1-40 мкм, содержащей ингредиенты в следующем соотношении, мас.%: кварц 15-20, гетит 5-10, брусит 3-8, ПАВ 2-7, лизардит - остальное, механоактивация композиции со связующими, размещение полученного состава между трущимися поверхностями и последующую ее приработку, при этом размещенный между трущимися поверхностями состав содержит, мас.%:

Твердосмазочная композиция 0,1-2,0

Связующие Остальное

Изобретение предусматривает использование связующего на любой основе: минеральных масел (моторного, индустриального и др.), топлива и синтетических масел, пластичных смазок (типа литола, солидола и т.д.) или технологического связующего, приготовленного по специальному рецепту, а также любых поверхностно-активных веществ, используемых в качестве диспергаторов при измельчении.

Триботехнический эффект предлагаемого решения достигается в равной мере на различных связующих и ПАВ при указанном выше качественном и количественном составе твердосмазочной композиции.

Нижеследующие примеры иллюстрируют настоящее изобретение.

Пример 1

Для приготовления твердосмазочной композиции используют следующие минералы в следующем количестве: кварц - 15 г, гетит - 10 г, брусит - 5 г, ПАВ (ОП-7) - 5 г, лизардит - 65 г. Компоненты смешивают в аттриторе, контролируя степень помола (15 мкм). Твердосмазочную композицию в количестве 10 г подвергают механоактивации ультразвуком со связующим на основе масла И-8, взятом в количестве 990 г.

Полученный состав, обозначаемый в дальнейшем как ММТ (минеральный модификатор трения) размещают в расчетном количестве между трущимися поверхностями и проводят их приработку.

Экспериментальные данные по внедрению ММТ-технологии (согласно изобретению) показывают, что, например, в результате обработки составом по примеру №1 коленчатого вала, шатунной и цилиндропоршневой групп, крейцкопфов компрессора поршневого крейцкопфного с прямоугольным расположением цилиндров двойного действия марки 302 В 11, он стал набирать расчетное давление в ресивере на 7 мин. (26%) быстрее (т.е. производительность компрессора повысилась на 26%), при этом потребляемый ток в стационарном режиме уменьшился на 36 А (11%).

Пример №2

Аналогично Примеру №1 была приготовлена твердосмазочная композиция, содержащая: кварца 20 г, гетита 5 г, брусита 8 г, ПАВ (ОП-7) 7 г, лизардита 60 г, имеющих степень помола 30 мкм. После механоактивации полученный состав был использован для обработки двигателя внутреннего сгорания, предварительная диагностика которого показала пониженную компрессию в цилиндрах. Состояние поршневых колец и кривошипно-шатунного механизма - номинальное при неравномерном износе гильз до 50%. После двукратной обработки двигателя ММТ-составом, после обработки его в режиме штатной эксплуатации две тысячи километров, проведена контрольная диагностика. Двигатель сбалансировался, компрессия в цилиндрах выровнялась и возросла до паспортных значений, рабочие цилиндрические поверхности гильз поршневой группы восстановлены и имеют допуски размеров выше паспортных параметров.

Использование: в области триботехники, в частности для формирования покрытия, содержащего твердосмазочную композицию, на поверхностях узлов трения. Сущность: твердосмазочная композиция содержит, мас.%: кварц 15-20, гетит 5-10, брусит 3-8, поверхностно-активное вещество (ПАВ) 2-7, лизардит - остальное. Для формирования покрытия на трущихся поверхностях измельчают исходную смесь минералов, содержащую кварц, гетит, брусит, лизардит, с добавлением ПАВ, и получают композицию указанного выше состава с дисперсностью 1-40 мкм. Затем проводят механоактивацию ее со связующим, размещают полученный состав между трущимися поверхностями при содержании, мас.%: твердосмазочная композиция 0,1-2,0, связующее - остальное, с последующей его приработкой. Технический результат - улучшение механо-эксплуатационных характеристик узлов трения. 2 н.п. ф-лы.

1. Твердосмазочная композиция для формирования покрытия на трущихся поверхностях на основе измельченной исходной смеси минералов, включающей лизардит, и содержащая поверхностно-активное вещество (ПАВ), отличающаяся тем, что исходная смесь минералов дополнительно содержит кварц, гетит и брусит при следующем содержании ингредиентов в композиции, мас.%:

Кварц 15-20

Гетит 5-10

Брусит 3-8

ПАВ 2-7

Лизардит Остальное

Твердосмазочная композиция 0,1-2,0

Связующее Остальное