СМАЗОЧНЫЙ СОСТАВ Российский патент 2005 года по МПК C10M103/06 C10N30/06 C10N50/02 

Изобретение относится к составам твердосмазочных материалов и может быть использовано для создания и восстановления износостойких поверхностей трения различных узлов и механизмов.

Одним из перспективных направлений повышения износостойкости узлов трения является использование в качестве твердосмазочных материалов и добавок природных минералов и их смесей.

Известна смазка, содержащая каолин, слюду, тальк и соли щелочных металлов высших жирных кислот ([1] - авторское свидетельство СССР No 1366524, кл. С 10 М 125/24, 125/30, 1986). Известно твердосмазочное покрытие, включающее связующее и природную минеральную смесь, включающую большое количество элементов, в том числе магнетит ([2] - патент РФ No 2043393, кл. С 10 М 125/04, 1991). Известен состав для обработки пар трения, включающий помимо серпентина мелкодисперсный порошок алмаза или шунгита и смесь мелкодисперсных порошков металлов([3] - патент РФ No 2168662, кл. С 10 М 125/04, F 16 C 33/14, 2000).

Известен триботехнический состав в виде мелкодисперсной смеси природных минералов, включающей серпентин, магнетит, тальк, кальцит, тремолит, клинохлор и кварц ([4] - патент РФ No 2188227, кл. С 10 М 125/00, 2001).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является состав в виде смеси природных минералов, содержащий серпентин, железо в изоморфной примеси, алюминий в изоморфной примеси, кремнезем и доломит ([5] - патент РФ No 2169172, кл. С 10 М 125/04,1999).

Недостатком решения [3] является сложный состав и способ приготовления, что влияет на стоимость состава.

К недостаткам решений [2] и [4] относится опасность значительного абразивного изнашивания узлов трения, что связано с наличием большого количества магнетита, имеющего высокую твердость.

Недостатком решения [5] является невозможность его использования для восстановления изношенных поверхностей трения.

Задача изобретения - создание твердосмазочного состава, обеспечивающего низкий коэффициент трения, износостойкость и восстановление поверхностей трения, расширение сырьевой базы твердосмазочных минеральных составов.

Задача достигается тем, что смазочный состав в виде смеси природных минералов, включающий серпентин, дополнительно содержит каолинит, ревдинскит и флюорит, а серпентин используется меланжевый, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Каолинит 0,5-10Ревдинскит 1-10Флюорит 2Серпентин меланжевый остальное

Другим отличием является то, что смазочный состав дополнительно содержит эпилам в количестве 1,0-20 мас.% состава.

Использование флюорита для рассматриваемых целей среди известных решений не выявлено.

Не выявлено и такого состава компонентов.

Предлагаемый состав обеспечивает низкий коэффициент трения, что связано с совершенной слоистой структурой серпентина меланжевого, каолинита и ревдинскита. Присутствие флюорита обеспечивает стойкость состава в условиях пиковых нагрузок. В этих случаях флюорит распадается на ионы и происходит взаимодействие атомов фтора с атомами Mg в кристаллической решетке серпентина и ревдинскита. Присутствие эпилама и его сорбция на поверхности частиц минералов и металлических поверхностях трения дополнительно снижает коэффициент трения. Состав, имея высокую агдезию к металлу, заполняет неровности в поверхностях трения и уплотняет зазоры между сопряженными деталями, происходит восстановление поверхностей трения.

Происходит также повышение твердости пар трения, что показала проверка твердосплавным инструментом.

Способы подготовки и применения предлагаемого смазочного состава обычны. Они включают измельчение, рассев по фракциям, смешивание. Дисперсность состава изменяется от 0,4 до 25 мкм, в зависимости от конкретных условий и задач применения.

Для испытания были приготовлены несколько составов:

- состав 1, мас.%: каолинит - 0,5, ревдинскит - 1, флюорит - 1, серпентин меланжевый - остальное;

- состав 2, мас.%: каолинит - 5, ревдинскит - 5, флюорит - 1,5, серпентин меланжевый - остальное;

- состав 3, мас.%: каолинит - 10, ревдинскит - 10, флюорит - 2, серпентин меланжевый - остальное;

- состав 4, мас.%: каолинит - 5, ревдинскит - 5, флюорит - 1,5, серпентин меланжевый - остальное, дополнительно эпилам марки Полизам - 05 в количестве 10 мас.% состава.

Промышленные испытания дали следующие результаты.

Пример 1. Состав 1 использовали для обработки редуктора Ц2У-200×20 на фабрике обогащения Лебединского ГОКа. Замеры производили прибором "Малахит" фирмы "Диамех". Контрольные замеры в опорных узлах быстроходного, среднего и тихоходных валов показали снижение ударно-импульсных характеристик на 85%, а через шесть месяцев эксплуатации показатели улучшились еще на 16%.

Пример 2. Подшипниковый узел электрической машины роторного экскаватора Стойленского ГОКа перегревался, происходил выход консистентной смазки. Для обработки использовали состав 2 дисперсностью 15-25 мкм. Два часа прокрутки в холостом режиме обеспечили работу узла с паспортной температурой.

Пример 3. Двигатель внутреннего сгорания тепловоза ТЭМ-2 ЛГОКа, имевший износ ЦПГ 30% и расход масла 4,88%, обработали составом 3 дисперсностью 5-10 мкм. Проверка через два месяца показала снижение расхода масла до 3,8%, компрессия возросла на 10%.

Пример 4. Двигатель внутреннего сгорания автомобиля "ТАТРА" ЛГОКа, имевший разброс компрессии от 13 до 18 кг/см² и расход масла 0,5 л на 100 км, обработали составом 2 с дисперсностью 5-15 мкм. Через 1000 км пробега в режиме штатной эксплуатации получили увеличение компрессии до 20 кг/см² и расход масла 50 г на 100 км.

Пример 5. Исходные характеристики насоса Н-403 бурового станка СБШ 250 Стойленского ГОКа составляли по производительности 10 л/мин и давлению 80 кг/см². Обработка составом 4 дисперсностью 5-15 мкм позволила получить производительность 32 л/мин и давление 300 кг/см².

Пример 6. Насос Н-1500 (ЛГОК) с начальной производительностью 190-210 л/мин был обработан составом 4. Через 6 часов обкатки на стенде производительность составила 230-250 л/мин.

Была также доказана эффективность обработки составом ходовых колес мостового крана.

Испытания, проводившиеся на машине трения, показали, что коэффициент трения и износ предлагаемого состава соответствуют показателям прототипа. Однако основное преимущество предлагаемого состава - возможность восстановления изношенных поверхностей трения.

Испытания и примеры использования показывают, что предлагаемый состав обеспечивает низкий коэффициент трения, износостойкость и восстановление поверхностей трения при невысоких затратах.

Изобретение относится к составам твердосмазочных материалов и может быть использовано для создания и восстановления износостойких поверхностей трения различных узлов и механизмов. Сущность: состав в виде смеси природных минералов включает, мас.%: каолинит 0,5-10, ревдинскит 1-10, флюорит 1-2, серпентин меланжевый - остальное. Состав может дополнительно содержать эпилам в количестве 1,0-20 мас.% состава. Технический результат - снижение коэффициента трения, обеспечение износостойкости и восстановление поверхностей трения при невысоких затратах. 1 з.п.ф-лы.

1. Смазочный состав в виде смеси природных минералов, включающей серпентин, отличающийся тем, что дополнительно содержит каолинит, ревдинскит и флюорит, а серпентин используется меланжевый, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Каолинит0,5-10Ревдинскит1-10Флюорит1-2Серпентин меланжевыйОстальное