Приработочное масло Советский патент 1993 года по МПК C10M163/00 C10M163/00 C10M125/20 C10M129/40 C10M159/04 C10N40/10 

Изобретение относится к технологии машиностроения, а именно к смазочным маслам для ускоренной приработки двигателей внутреннего сгорания, агрегатов и узлов трансмиссий и ходовой части машин.

Целью изобретения является повышение производительности., процесса приработки, улучшение качества контактирующих поверхностей, повышение износостойкости и долговечности узлов трения.

Цель достигается тем, что приработочное масло на основе минерального масла, содержащее порошкообразный наполнитель согласно изобретению в качестве последнего содержит модифицированный олеиновой кислотой нитрид алюминия с размером частиц 0,01-0,5 мкм, удельной поверхностью 10-30 м2/г и дополнительно содержит олеиновую кислоту и бензин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Модифицированный, фракционированный олеиновой кислотой нитрид алюминия с размером частиц 0,01-0,5 мкм, удельной поверхностью 10-30м2/г Олеиновая кислота Бензин

Минеральное масло Сопоставительный

0,04-0,08 0,002-0,006 0,2-0,4 До 100 анализ предлагаемого состава с прототипом показывает, что предлагаемый состав приработочного масла отличается от известного заменой компонентов: в качестве абразивной присадки используется модифицированный, фракционированный высокодисперсный нитрид алюминия с размером частиц 0,01-0,5 мкм, удельной поверхностью Ј0-30 м2/г, в качестве поверхностно-активного вещества - олеиновая кислота.

1

N0

ю о о ел

Анализ известных составов прирабо- точных масел, используемых для ускоренной приработки двигателей внутреннего сгорания, агрегатов и узлов трансмиссий и ходовой части машин, показал, что некоторые введенные в предлагаемый состав вещества, например олеиновая кислота, известны. Однако применение олеиновой кислоты в известных приработочных маслах в сочетании с другими компонентами не обеспечивает приработочным маслам такие свойства, которые они проявляют в предлагаемом составе, а именно: значительное увеличение способности уменьшить шероховатость поверхности и образовывать стационарный микрорельеф, способствующий лучшему формованию смазочной пленки, разделяющей поверхности деталей пары трения, способности формировать оптимальную геометрию рабочих поверхностей и структуру поверхностных слоев металла, способности интенсифицировать выглажи- вание поверхности в начальных режимах изнашивания, облегчая тем самым стационарный режим работы пар трения и повышая КПД механизмов и, как следствие, - сокращение времени приработки, улучшение качества контактирующих поверхностей, повышение износостойкости и долговечности узлов трения. В предлагаемом составе олеиновая кислота применяется для пассивации поверхности частиц высокодисперсного нитрида алюминия, а также предотвращения образования конгломератов частиц, которые при абразивной обработке действуют аналогично крупной частице.

При этом в приработочном масле олеиновая кислота присутствует в двух видах: хемосорбирована на поверхности нитрида алюминия и растворена в масле. Наличие хемосорбированного слоя молекул олеиновой кислоты на поверхности абразивных частиц защищает их от воздействия влаги и составных частей приработочного масла, предотвращает образование конгломератов.

Приработочное масло содержит в качестве абразивной присадки модифицированный, фракционированный высокодисперсный нитрид алюминия с размером частиц 0,01-0,5 мкм, удельной поверхностью 10-30 м /г. Средний размер частиц по рентгенографическим данным 150-ЗООА. Микротвердость частиц, которые являются монокристаллами, более 15 ГПа. Форма частиц нитрида алюминия-гексагональные пластины, что обеспечивает достижение теоретической прочности частиц. Поверхность частиц защищена хемосорбированной олеиновой кислотой, Нитрид алюминия нетоксичен.

Порошок высокодисперсного нитрида алюминия химически активен-реагирует с

влагой и кислородом, имеющимися в масле, что приводит к образованию гидроксидов, понижающих абразивную способность порошка. Для пассивации поверхности частиц нитрида алюминия, а также предотвраще0 ния образования конгломератов частиц, которые снижают качество прирабатываемых поверхностей, предлагается применять олеиновую кислоту, содержание которой должно быть больше 2 мас.% от количества

5 нитрида алюминия: 2 мас.% - при минимальной удельной поверхности 10 м2/г, а 4 мас.% - при удельной поверхности 30 м2/г. Это количество олеиновой кислоты необходимо ввести в порошок непосредственно

0 после его синтеза для образования хемосорбированного мономолекулярного слоя на поверхности частиц нитрида алюминия, что предотвращает их наклеп на обрабатываемую поверхность. Для предотвращения

5 агрегирования микрочастиц металла вводится дополнительное количество олеиновой кислоты из расчета более 1-2 мас.% от количества уносимого металла в результате приработки поверхностей, а практически

0 это составляет 0,003-0,006 мас.% от приработочного масла.

Бензин вводится в состав приработочного масла для приготовления исходной пасты с максимальным содержанием нитрида

5 алюминия и одновременной его химической пассивации.

Предельные значения количества ингредиентов, входящих в состав приработочного масла, подобраны на основе

0 системного подхода с учетом всех влияющих факторов.

При уменьшении содержания модифицированного, фракционированного высокодисперсного нитрида алюминия с размером

5 частиц 0,01-0,5 мкм, удельной поверхностью 10-30 м2/гменее 0,04 мас.% резко снижается скорость приработки, уменьшается площадь фактического контакта, а чистота поверхности после приработки в

0 течение 3 ч в условиях стендовых испытаний была не выше, чем 6-7 класса. Добавление порошка нитрида алюминия более 0,08 мас.% увеличивает-расход порошка, не увеличивая эффекта приработки. Составы и ре5 зультаты испытаний приработочных масел приведены в табл. 1 и 2.

Количество олеиновой кислоты определяется количеством нитрида алюминия в составе лриработочного масла, его удельной поверхностью, а также количеством уносимого металла в результате приработки поверхностей. Уменьшение содержания олеиновой кислоты менее 0,002 мас.% не гарантирует унос с поверхностей во время приработки частиц металла, что приводит к резкому увеличению очагов схватывания поверхностей и локальному заеданию. При повышении содержания олеиновой кислоты в приработочном масле более 0,006 мас.% повышения эффекта приработки не наблюдается. Составы и результаты испытаний при- работочных масел приведены в табл. 1 и 2.

Бензин в приработочное масло добавляется для достижения необходимой вязкости исходного приработочного состава - пасты, которая добавляется к минеральному маслу. При количестве бензина менее 0,2 мас.% исходная паста получается более густой и хуже перемешивается с минеральным маслом. Увеличение количества бензина более 0,4 мас.% ухудшает качество исходной пасты, которая может расслоиться.

Для приготовления приработочного масла берется модифицированный, фракционированный высокодисперсный нитрид алюминия с определенными удельной поверхностью и размером частиц, который хранится в виде пасты. Приработочная паста содержит 30-50 мас.% модифицированного, фракционированного высокодисперсного нитрида алюминия, 2 мас.% олеиновой кислоты и бензин остальное. Для получения приработочного состава берется требуемое количество приработочной пасты и к ней в расчете на нитрид алюминия добавляется необходимое количество олеиновой кислоты. Полученный приработочный состав вводят в минимальное масло.

Примеры составов приработочных масел приведены в табл. 1. Испытания приработочных масел производились в условиях стендовых испытаний.

Условия проведения испытаний: Скорость скольжения, м/с0,51 Давление, кг/см2 30 Материал Ст. 45 Исходная чистота поверхности, класс 5

При испытаниях время приработки определяют по времени стабилизации момента трения и температуры масла.

Результаты испытаний приработочных масел приведены в табл. 2.

В табл, 3 приведены сравнительные данные по свойствам предлагаемого и известных составов.

Использование предлагаемого прира- боточного масла позволяет повысить производительность процесса приработки, улучшает качество контактирующих поверхностей, повышает износостойкость и долговечность узлов трения. Производительность процесса приработки повышается на 10%, площадь фактического контакта увеличивается на 10-15% при сокращении времени приработки, чистота поверхности повышается на 2-3 класса по сравнению с извест- ным приработочным маслом. Кроме того, улучшаются санитарно-гигиенические условия - после приработки контактирующих поверхностей предлагаемым приработочным маслом достаточно слить состав без последующей промывки агрегата, нитрид алюминия не оказывает вредного действия на организм человека.

Формула изобретения

Приработочное масло, содержащее ми- неральное масло и порошкообразный наполнитель, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности процесса приработки, улучшения качества контактирующих поверхностей, повышения износостойкости и долговечности узлов трения, масло в качестве порошкообразного наполнителя содержит модифицированный олеиновой кислотой нитрид алюминия с размером частиц 0,01-0,5 мкм и удельной поверхностью 10-30 м /г и дополнительно содержит олеиновую кислоту и бензин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Порошкообразный наполнитель0,04-0,08

Олеиновая кислота0,002-0,006

Бензин0,2-0,4

Минеральное масло До 100.

Таблица 1

Продолжение табл.1.

Сущность изобретения: приработочное масло содержит, %: порошкообразный наполнитель - модифицированный олеиновой кислотой нитрид алюминия с размером частиц 0,01-0,5 мкм и удельной поверхностью 10-30 м2/г 0,04-0,08; олеиновую кислоту 0,002-0,006; бензин 0,2-0,4; минеральное масло до 100. 3 табл.

Таблица 2

Таблица 3