Способ улучшения высоконагруженных поверхностей трения Российский патент 2017 года по МПК C23C26/00 C10M125/10 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к триботехнике, и может быть использовано при обработке рабочих поверхностей деталей машин, работающих в условиях повышенной нагрузки, таких как подшипники роликов прокатных станов.

Известен способ модификации железосодержащих поверхностей узлов трения №2201998 С2 от 29.06.2001, заключающийся в использовании смеси дисперсных компонент минералов в виде альфа-хризотила, ортохризотила, лизардита ленточного и др. для повышения износостойкости геометрии поверхностей трения.

Однако при повышенных динамических и температурных нагрузках данный способ не эффективен.

Известен способ №2377340 С1 от 07.04.2008, заключающийся в использовании смеси хризотила, хлорита и барита в соотношении 0.5/0.4/0.1. Недостатком данного способа является нестабильность раствора модификатора из-за фракционного состава, приводящего к выпадению осадка и ухудшению состояния изделия, а также низкая эффективность в условиях высоких динамических и температурных нагрузок.

Наиболее близким к заявляемому решению по технической сути и достигаемому эффекту является способ №2345176 С1 от 12.02.2008, заключающийся в использовании антигорита Mg₆Si₄O₁₀(OH)₈ и лизардита Mg₃Si₂O₅(OH)₄ с добавлением в масляную основу для формирования антифрикционного и износостойкого покрытия для узлов деталей машин и механизмов. Данный способ взят за прототип.

Недостатками данного способа являются низкий антифрикционный эффект, образование абразивных частиц в результате реакций железосодержащего компонента состава, приводящее к абразивному износу, а также низкую эффективность в высоконагруженных узлах деталей машин.

Отличием заявляемого способа является подбор оптимального фракционного и функционального состава смеси минералов, обуславливающее более выраженный антифрикционный эффект, активное противодействие износу поверхности, повышение критической нагрузки и нагрузки сваривания.

Исследования показали, что добавление порошка политетрафторэтилена к смеси прототипа увеличивает антифрикционный эффект, активное противодействие износу поверхности, повышение критической нагрузки и нагрузки сваривания. Поэтому функциональный состав смеси схож с используемым в прототипе, однако включает еще и фракцию политетрафторэтилена, а также хризотил для восстановительного эффекта.

Далее проводились исследования оптимального фракционного состава смеси, показавшие наибольшую эффективность частиц антигорита, лизардита и хризотила характерным размером от 200 до 400 нм и частиц политетрафторэтилена характерным размером от 1 до 5 мкм.

Лабораторно установлено следующее оптимальное весовое соотношение компонентов, мас. %: антигорита Mg₆Si₄O₁₀(OH)₈ 2-10, лизардита Mg₃Si₂O₅(OH)₄ 2-20, хризотила 10-30 и политетрафторэтилена 25-60 для рабочих температур до 250 градусов Цельсия.

Использование присадки-модификатора заключается в следующем. Сначала основа в виде кремнийорганического масла загущается микропорошком политетрафторэтилена до требуемой конечным изделием консистенции. Далее осуществляется введение порошковой смеси из дисперсных частиц антигорита Mg₆Si₄O₁₀(OH)₈, лизардита Mg₃Si₂O₅(OH)₄, хризотила Mg₆Si₄O₁₀(OH)₈, размешивание в нем и подачу упомянутой порошковой смеси, размешанной в консистентном масле, в изделие.

Задачи и технический результат предложенного способа заключаются в увеличении срока проведения регламентных восстановительных работ, уменьшении затрат на ремонтно-восстановительные работы и увеличении эффективности работы изделия за счет снижения коэффициента трения, активного противодействия износу поверхности, повышении критической нагрузки и нагрузки сваривания.

Например, при замене смазочного материала в подшипниках среднесортного полунепрерывного прокатного стана горячей катки 350-й серии на заявляемый состав по результатам экспертизы было выявлено снижение износа обработанных пар трения, а также нестабильности работы станка, что свидетельствует об эффективности использования данной антифрикционно-восстановительной композиции.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к триботехнике, и может быть использовано при обработке рабочих поверхностей деталей машин, работающих в условиях повышенной нагрузки. Способ подготовки состава-модификатора к использованию для обработки высоконагруженных металлических поверхностей трения пар трения, работающих при температурах до 250°С, включает введение порошковой смеси из дисперсных частиц в консистентное масло, размешивание в нем и подачу размешанной в консистентном масле порошковой смеси в изделие. Указанная порошковая смесь включает антигорит Mg₆Si₄O₁₀(OH)₈, лизардит Mg₃Si₂O₅(OH)₄ и хризотил Mg₆Si₄O₁₀(OH)₈, а в качестве консистентного масла используют кремнийорганическое масло, которое сначала загущают микропорошком политетрафторэтилена до требуемой консистенции и затем вводят в него упомянутую смесь. Упомянутая смесь содержит следующее соотношение компонентов, мас. %: антигорит 2-10, лизардит 2-20, хризотил 10-30 и политетрафторэтилен 25-60. Размер частиц микропорошка политетрафторэтилена составляет от 1 до 5 мкм. Размер частиц антигорита, лизардита и хризотила составляет от 200 до 400 нм. Увеличивается срок проведения регламентных восстановительных работ, уменьшаются затраты на ремонтно-восстановительные работы и увеличивается эффективность работы изделия за счет снижения коэффициента трения, активного противодействия износу поверхности, повышения критической нагрузки и нагрузки сваривания. 2 з.п. ф-лы.

1. Способ подготовки состава-модификатора к использованию для обработки высоконагруженных металлических поверхностей трения пар трения, работающих при температурах до 250°С, включающий введение порошковой смеси из дисперсных частиц в консистентное масло, размешивание в нем и подачу размешанной в консистентном масле порошковой смеси в изделие, отличающийся тем, что указанная порошковая смесь включает антигорит Mg₆Si₄O₁₀(OH)₈, лизардит Mg₃Si₂O₅(OH)₄ и хризотил Mg₆Si₄O₁₀(OH)₈, а в качестве консистентного масла используют кремнийорганическое масло, которое сначала загущают микропорошком политетрафторэтилена до требуемой консистенции и затем вводят в него упомянутую смесь, при этом упомянутая смесь содержит следующее соотношение компонентов, мас. %:

антигорит 2-10 лизардит 2-20 хризотил 10-30 политетрафторэтилен 25-60

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что размер частиц микропорошка политетрафторэтилена составляет от 1 до 5 мкм.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что размер частиц антигорита, лизардита и хризотила составляет от 200 до 400 нм.