ПЛАСТИЧНАЯ СМАЗКА Российский патент 2007 года по МПК C10M161/00 C10M117/00 C10M125/22 C10M147/02 C10M133/12 

Изобретение относится к смазочным материалам, в частности пластичным смазкам, которые могут быть использованы преимущественно в узлах трения автомобилей и авиации, а также в подшипниках прокатных станов, точных приборах и бытовых механизмах.

Перед авторами стояла задача разработать многоцелевую морозостойкую пластичную смазку с высокими противоизносными и противозадирными свойствами без снижения уровня реологических и физико-химических свойств, обеспеченную отечественными сырьевыми и производственными ресурсами и отвечающую следующим требованиям по основным показателям качества:

- противозадирные свойства:

критическая нагрузка (Рк), Н - не менее 1500;

нагрузка сваривания (Рс), Н - не менее 4000;

индекс задира (Из), Н - не менее 800;

- противоизносные свойства:

диаметр пятна износа при нагрузке 450 Н, мм - не более 0,45;

- реологические и физико-химические свойства:

эффективная вязкость, Па·с, при градиенте скорости деформации 10 с^-1 и температуре:

минус 50°С - не более 900;

минус 30°С - не более 350;

предел прочности при сдвиге, Па, при температуре:

плюс 20°С - 450-550;

плюс 80°С - 250-300;

коллоидная стабильность, выделенное масло, % - не более 20;

смываемость водой при 40°С, 6 ч, % - не более 15.

Известна морозостойкая пластичная смазка ЦИАТИМ-201 (ГОСТ 6267-74), предназначенная для смазывания малонагруженных узлов трения качения и скольжения при температурах от минус 60 до плюс 90°С и состоящая из следующих компонентов, мас.%:

Литиевое мыло стеариновой кислоты11Антиокислительная добавка дифениламин0,3Нефтяное маслоОстальное

Недостатками данной пластичной смазки являются низкие противозадирные свойства при нагрузках свыше 1000 Н, а также низкая коллоидная стабильность (20-25% выделившегося масла).

Наиболее близкой к заявляемой пластичной смазке и взятой за прототип является пластичная смазка следующего состава, мас.% (СССР авт.св. №960234, С 10 М 5/14):

Литиевое мыло стеариновой или 12-оксистеариновой кислоты10-20Дисульфид молибдена (антифрикционная добавка)2-10Углерод фторированный (антифрикционная добавка)2-20Фенил-β-нафтиламин (антиокислительная добавка)0,5-1,0Нефтяное маслоОстальное

Недостатком известной смазки является то, что она неработоспособна при нагрузках свыше критической нагрузки 1300 Н и нагрузки сваривания 3200 Н, что подтверждается при испытании на четырехшариковой машине трения (ЧШМ) по ГОСТ 9490-75 "Метод определения смазывающих свойств на четырехшариковой машине".

Технический результат изобретения - повышение эффективности за счет улучшения противоизносных и противозадирных свойств смазки без снижения уровня реологических и физико-химических свойств.

Указанный технический результат достигается тем, что известная пластичная смазка, содержащая нефтяное масло, литиевое мыло стеариновой или 12-оксистеариновой кислоты, антифрикционные и антиокислительную добавки, согласно изобретению в качестве антифрикционных добавок содержит высокодисперсный порошкообразный диселенид вольфрама и ультрадисперсный порошкообразный политетрафторэтилен, а в качестве антиокислительной - дифениламин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Литиевое мыло стеариновой или 12-оксистеариновой кислоты10-13Высокодисперсный порошкообразный диселенид вольфрама7-9Ультрадисперсный порошкообразный политетрафторэтилен1-3Дифениламин0,3-0,5Нефтяное маслоОстальное

Для пластичной смазки используют нефтяные масла с температурой застывания от минус 60 до минус 45°С и кинематической вязкостью при 50°С - от 5 до 12 мм²/с (МВП, МС-8 и др.).

Литиевое мыло стеариновой или 12-оксистеариновой кислоты (ТУ 38 101721-78).

Высокодисперсный порошкообразный диселенид вольфрама (ТУ 6.09-522-85) - порошкообразный продукт черного цвета с металлическим оттенком, без запаха, полученный искусственным методом, размер частиц составляет 4-8 мкм.

Ультрадисперсный порошкообразный политетрафторэтилен (ТУ 0257-001-02698192-94) - порошкообразный продукт белого цвета, без запаха, полученный термогазодинамическим способом из отходов производства фторопласта-4 (ГОСТ 10007-80), размер частиц 1±0,5 мкм, твердость 0,5 кг/мм².

Дифениламин (ГОСТ 194-80) - антиокислительная добавка.

Применение ранее смеси высокодисперсного порошкообразного диселенида вольфрама и ультрадисперсного порошкообразного политетрафторэтилена в пластичных смазках в результате анализа научно-технической и патентной информации не обнаружено.

Смазку готовят обычным способом. Нефтяное масло загущают литиевым мылом стеариновой или 12-оксистеариновой кислоты.

Смесь нагревают до 200-210°С. В расплав небольшими порциями замешивают высокодисперсный порошкообразный диселенид вольфрама, ультрадисперсный порошкообразный политетрафторэтилен и дифениламин. Однородный расплав сливают на противень и охлаждают до комнатной температуры (около 20-25°С). Общее время варки составляет 1 час. Через сутки смазку протирают через металлическую сетку.

Для обоснования количественного состава пластичной смазки было приготовлено 10 образцов, отличающихся процентным содержанием компонентов. Составы образцов пластичных смазок приведены в табл.1.

Таблица 1
Состав образцов пластичных смазок, мас.%КомпонентыОбразцы1234567891011^*)Литиевое мыло стеариновой кислоты910121314-----10Литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты-----910121314-Антифрикционные добавкиВысокодисперсный порошкообразный диселенид вольфрама678910678910-Ультродисперсный порошок политетрафторэтилена43210,543210,5-Дисульфид молибдена----------8Углерод фторированный----------2Антиокислительные добавкиДифениламин0,20,30,40,50,60,20,30,40,50,6-Фенил-β-нафтиламин----------0,5Нефтяное масло80,879,777,676,574,980,879,777,676,574,979,5^*)Прототип

Все приготовленные образцы прошли испытания противоизносных, противозадирных, реологических и физико-химических свойств (табл.2). Противоизносные и противозадирные свойства смазок определяли на ЧШМ по ГОСТ 9490-75; оценку смываемости смазок водой определяли квалификационным методом, утвержденным Госкомиссией при Госстандарте СССР (В.В.Синицын. Подбор и применение пластичных смазок. 2-е изд., пер. и доп. М.: Химия, 1974, с.160); эффективную вязкость, предел прочности при сдвиге и коллоидную стабильность определяли стандартными методами по ГОСТ 7163, ГОСТ 7143 и ГОСТ 7142 соответственно.

Таблица 2
Результаты испытаний образцов пластичных смазок в сравнении с прототипомПоказатели качестваОбразцы1234567891011^*)Противозадирные свойстваКритическая нагрузка (Рк), Н10001580178015801300130015801780158013001300Нагрузка сваривания (Рс), Н25004470501044703000320044705010501032003200Индекс задира, Н680810850840700690790870875680700Противоизносные свойстваДиаметр пятна износа при нагрузке 450 Н, мм0,520,450,350,400,560,440,410,340,370,560,58Реологические свойстваЭффективная вязкость, Па·с, при градиенте скорости деформации 10 с^-1 и температуре:           минус 50°С8858708758501050100090087089011201000минус 30°С300290300280370360350340350360360плюс 20°С48454245575570747485118Предел прочности при сдвиге, Па, при температуре:           20°С44053053054043042053055052049052080°С190260270270180210260280260230250Смываемость водой при 40°С, 6 ч, %10766910655816Физико-химические свойстваКоллоидная стабильность, выделенное масло, %21,018,218,418,019,019,516,517,017,519,625,2^*)Прототип

Заявляемый количественный состав пластичной смазки (образцы 2-4 и 7-9) подтверждает ее эффективность. Как видно из данных табл.2, предлагаемая смазка (образцы 2-4 и 7-9) превосходит известную пластичную смазку (образец 11) по всем показателям качества.

Так, критическая нагрузка возрастает до 1580-1780 Н, нагрузка сваривания - до 4470-5010 Н, индекс задира - до 810-875 Н, диаметр пятна износа уменьшается в среднем до 0,37 мм.

Кроме того, предлагаемая смазка имеет лучшие коллоидную стабильность, предел прочности при сдвиге, смываемость, а также хорошие низкотемпературные свойства (табл.2).

Результаты проведенных исследований противозадирных, противоизносных, реологических и физико-химических свойств пластичных смазок показывают, что по всем показателям качества предлагаемая смазка (образцы 2-4 и 7-9) соответствует предъявляемым требованиям (представлены на с.1 описания).

Изобретение может быть оперативно использовано в промышленных условиях, так как все его компоненты производятся на предприятиях Российской Федерации.

Использование совокупности известных компонентов (литиевое мыло стеариновой или 12-оксистеариновой кислоты и нефтяное масло) с предлагаемыми (высокодисперсный порошкообразный диселенид вольфрама, ультрадисперсный порошкообразный политет-рафторэтилен и дифениламин) в заявленном количественном составе расширяет отечественную сырьевую базу производства пластичных смазок.

Применение изобретения позволит:

- сократить количество отказов техники в условиях Крайнего Севера;

- увеличить ресурс работы узлов трения машин и механизмов за счет улучшения противоизносных и противозадирных свойств смазки без снижения уровня реологических и физико-химических свойств.

Изобретение относится к смазочным материалам, в частности пластичным смазкам, которые могут быть использованы преимущественно в узлах трения автомобилей и авиации, а также в подшипниках прокатных станов, точных приборах и бытовых механизмах. Сущность: смазка содержит в мас.%: литиевое мыло стеариновой или 12-оксистеариновой кислоты 10-13, высокодисперсный порошкообразный диселенид вольфрама 7-9, ультрадисперсный порошкообразный политетрафторэтилен 1-3, дифениламин 0,3-0,5, нефтяное масло остальное. Технический результат - увеличение ресурса работы узлов трения машин и механизмов за счет улучшения противоизносных и противозадирных свойств смазки без снижения уровня реологических и физико-химических свойств. 2 табл.

Пластичная смазка, содержащая нефтяное масло, литиевое мыло стеариновой или 12-оксистеариновой кислоты, антифрикционные и антиокислительную добавки, отличающаяся тем, что в качестве антифрикционных добавок смазка содержит высокодисперсный порошкообразный диселенид вольфрама и ультрадисперсный порошкообразный политетрафторэтилен, а в качестве антиокислительной - дифениламин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Литиевое мыло стеариновой или 12-оксистеариновой кислоты10-13Высокодисперсный порошкообразный диселенид вольфрама7-9Ультрадисперсный порошкообразный политетрафторэтилен1-3Дифениламин0,3-0,5Нефтяное маслоОстальное