Антифрикционная смазочная композиция для узлов трения Советский патент 1985 года по МПК C10M161/00 C10M125/20 C10M147/02 C10M135/08 C10M133/24 C10M125/04 C10N40/02 C10N10/10 C10N10/08 C10N10/06 

. Изобретение относится к созданию антифрикционных смазочных материалов, обладающих высокими антифрикционными и-противоизносными сво ствами в присутствии газообразного водорода в зоне фрикционного контакта. Известна антифрикционная смазочная композиция, содержащая мыльньй 1ШИ углеводородный загуститель (5-35 мас.%), порошки металлов (5-30 мас.%), обработанные окисленными углеводородами 11ли их продукта ми нитрования, и дисперсионную ереду 1. -. . Недостатками этой смазки являютс относительно высокий коэффициент тр ния смазываемого ею узла трения.и недостаточно высокая противозадирна стойкость в условиях повьш1енного содержания водорода в зоне фрикцион ного контакта, Известна также антифрикционная смазочная композиция, содержащая по рошок меди (1-30 мас,%), политрифто хлорэтилен или политетрафторэтилен (0,1-10 мас.%) и мыльную пластичную смазку (до 100 мас.%) 2j . Недостатками этой смазки являются способность меди при эксплуатаци в тяжелонагр женных сопряжениях подвергатьсянаклепу (упрочнению) в зоне контакта и переходить в окис ленные формы, обладающие абразивным действием, повышающие,вследствие этого, коэ(1)фициент трения и интенси ность износа сопряженных поверхностей, а тазоке низкая противозадирная стойкость смазки в условиях присутствия значительного количества водо рода в зоне фрикционного контакта. Известна антифрикционная смазочная композиция, содержащая политетр фторэтилен (2-5 мас.%), порошок меди (10-15 мас.%), порошок свинца (2-4 мас.%) и мыльную пластичную смазку (до 100 май.%) Недостатками известной композици являются низкая противозадирная стойкость и высокий износ в условия повышенного содержания водорода в зоне фрикционного контакта. Наиболее близкой по составу и до стигаемому результату к предлагаемо является антифрикционная смазочная композиция, содержащая бензойный альдегид (О,2-8 мас.%), глицерин (1-15 ), порошок меди (5-40 мае 652 и мьшьную пластичную смазку (до 100 мас.%) 4. Недостатками известной смазочной композиции (смазки) являются высокий коэффициент трения и низкая долговечность смазки при повьшгенных скоростях скольжения и нагрузках на фрикционный контакт. Присутствующая в смазочной композиции медь способна подвергаться-наклепу в зоне контакта и переходить в окисленные формы, обладающие абразивным действием и повышающие, вследствие этого, коэффициент трения и интенсивность износа сопряженных поверхностей. Кроме foro, при наличии значительной концентрации водорода в зоне фрикционного контакта существенно уменьшается противозадирная стойкость известной смазки. Цель изобретения - повышение износостойкости узлов трения и увеличение ресурса их работы при повышенных нагрузках и скоростях скольжения и в присутствии газообразного водорода в зоне фрикционного контакта. I Поставленная цель достигается тем, что антифрикционная смазочная композиция, содержащая мыльную пластичную смазку, глицерин и порошкообразный металлический наполнитель, дополнительно содержит азотнокислую медь, политетрафторэтилен, бензосульфокислый натрий, дициарщи- амид, а в качестве порошкообразного металлического наполнителя композиция - эв ектический сплав, включающий, мас.%: Висмут 60 Свинец 18 Олово 12 Индий 10 ри следующем соотношении компонентов в смазочной композиции, мас.%: Глицерин 1-12 Азотнокислая медь 0,1-5,0 Политетрафторэтилен 0,05-8,0 Бензосульфокислый натрий 0,2-3,0 Дициандиамид 0,01-4,0 Эвтектический сплав 1-10

Мыльная

пластичная

сназка. Остальное

В качестве мыльных пластичных смазок могут использоваться., например, пласт1теные смазки ЦИАТИМ-201, ЦИАТИМ-203, 1Р1АТИМ-221, Литол-24 и др. Введение пластичной смазки ниже оптимальной концентрации способствует повышению коэффициента тре ния трибосопряжения, а выше оптимальной концентрации - снижает противоизносные и противоьадирные свойства смазочной композиции.

.

При высоких за-грузочно-екоростных режимах эксплуатации узла трения на фрикционном контакте развиваются значительные температуры. Повьшение температуры значительно снижает адгезию пластичной смазки и поверхности вала и ее вязкость, что приводит к удалению смазочного материала с фрикционного контакта и, в кнечном итоге, к заеданию и выходу из строя узла трения. Для повьпления смазочных свойств композиции в базовую пластичную смазку введены поли тетрафторэтилен (ГОСТ 10007-80) и дициандиамид (ГОСТ 6988-73), Введение политетрафторэтилена из дициандиамида выше оптимальной концентрации приводит к значительному возрастанию вязкости и коэффициента трения смазочной композиции, а ниже оптимальной концентрации - ухудшает ее антифрикционные свойства при повышенных температурах.

Однако при длительной эксплуатации смазочной композиции политетрафторэтилен и дициандиамид подвержены термодеструкции и термоокислению. Бензосульфокислый натрий (МРТУ 6-09-2069-65), введенный в платичную смазку, предназначен для стабилизации ее свойств при эксплуата11;ии в области повышенных температур, нагрузок и скоростей. Введение бензосульфокислого натрия вьш1е оптимальной концентрации снижает нагру зочную способность узла трения при тяжелых режимах эксплуатации, а ниже оптимальной концентрадии уменьшает эффект стабилизации.

Для дополнительного повышения износостойкости и нагрузочной способности трущихся поверхностей в . смазку дополнительно введен легкоплавкий (температура плавления 58°С) эвтектический сплав (МРТУ 6-09-353-63), содержащий, мае.%:

Висмут 60

Свинец 18

Олово .12

Индий 10

способный при трении генерировать на пятнах касания пластичную пленку, зашд1щающую поверхность от схватывания при тяжельгх режимах трения. Введение в смазочную композцию сплава позволяет ког шенсировать износ стального контртела и улучшить микрогеоьгетрию его поверхности путем заполнения углублений между микронеропностями расплавом сплава. Введение эвтектического сплва выше оптимальной концентрации увеличивает )ициент трения трибосопряженмя, а ниже оптимальной концентрации - уменьшает нагру зочную способность узла трения.

При эксплуатации пар трения в условиях пооьпиенных. 1 агрузок и скоростей скольжения в результате дегидрирования углеводородных компо нентов смазочной композиции в зоне фрикционного контакта образуется значительное количество диффузионно-способного .водорода, что приводит к наводораживапию иповьш1енному водородному износу металлического контртела.

С целью снижения содержания активного водорода в зоне трения в смазку введена азотнокислая медь (ГОСТ 4163-68),обладающая свойствам ингибитора наводораживания металлов при трении. Под действием контаных деформаций и вспышек температур развиваюищхся- на пятнах касания,

г

происходит нагревание и разложение азотнокислой меди с ьщелением атомарного кислорода, в результате чего наблюдается равномерньш ток кислорода в зону фрикционного контакта, его взаимодействие с водородом с образованием молекул воды, которые, адсорбируясь на продуктах диспергирования фрикционно взаимодействующих материалов, снижают силу трения фрикционного сопряжения. Таким образом, в результате химичес кого взаимодействия водорода и кислрода снижается содержание атомарног водорода в зоне фрикционного контакта. При этом повьшается водородная износостойкость металлических пар трения. Кроме того, азотнокислая медь в сочетании с глицерином (ГОСТ 6259-75) активирует образован медных пленок переноса на сопряженных металлических поверхностях, обе печивая тем самым работу узла трения в режиме избирательного перенос Введение в смазочную композицию азотнокислой меди ниже оптимальной концентрации не обеспечивает работу узла трения в режиме избирательного переноса, а вьппе оптимальной концентрации - снижает ее противоизносные и антифрикционные свойства. Технология получения антифрикционной смазочно композиции для уз лов прения состоит в добавлении в б зовую мыльную пластичную смазку необходимых ингредиентов и перемешивании полученного состава при комнатной температуре. Составы предлагаемых и известной смазок приведены в таб{1.1. В табл.2 даны свойства предлагаемых и известной смазок. 656 Лабораторные испытания смазочных композиций осуществляют на установке СМЦ-2 при нормальной нагрузке 10 МН/м и скорости скольжения 0,5 м/с для пары трения сталь 40Х бронза БрАЖ-9-4. Как следует из данных табл.2, сочетание выбранных компонентов смазочной композиции позволяет снизить износ бронзового подшипника на 25-243% и уменьшить коэффициент трения пары бронза-сталь после длительной эксплуатации на 21-183%. При отклонении состава композиции от оптимального такой эффект не получается (составы 1 и 5). Антифрикционная смазочная композиция для узлов трения рекомендуется к применению в парах трения скольжения, функционирующих при высоких температурах и нагрузках, например в шарнирно-болтовых сопряжениях, винтовых передачах, герметизированных опорах и других отраслях техники. Таблица 1

АНТИФРИКЦИОННАЯ СМАЗОЧНАЯ КОШОЗИШЯ .ЦЛЯ УЗЛОВ ТРЕНИЯ, содержащая мыльную пластичную смазку, глицерин и порошкообразный металлический наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения износостойкости узлов трения и увеличения ресурса их работы при повышенных нагрузках и скоростях скольжения и в присутствии газообразного водорода в зоне фрикционного контакта, композиция дополнительно содержит азотнокислую медь, политетрафторэтилен, бензосульфокислый натрий, дициандиамид, а в качестве порошкообразного металлического наполнителя - эвтектический сплав, включающий, мас.%: Висмут 60 Свинец 18 Олово 12 Индий 10 при следующем соотношении компонентов в смазочной композиции, мас.%: 1-12 Глицерин Азотнокислая (Л 0,1-5,0 медь Политетрафтор0,05-8,0 этилен Бензосульфо0,2-3,0 кислый натрий 0,01-4,0 Дициандиамид Эвтектический 1-10 сплав Мыльная плас4;;ь Остальное тичная смазка оо 1 О5 сд

Бензосульфокислый натрий

Дициандиамид

Эвтектический

0,2

сплав

Бензойный альдегид

Порошок меди

ЩiATИM-201

До 100

1,5 0,2 0,1

0,01

0,05

10

5,5

12

30

До 100 До 100 До 100