Антифрикционная смазочная композиция Советский патент 1982 года по МПК C10M5/02 C10M5/10 C10M5/12 C10M5/14 

Изобретение относится к созданшо антифрикционных смазочных материалов, обладающих высокими -ипротивойзносными свойствами и обеспечивающих устойчивую работу узла трения в режиме избирательного переноса.

Известна смазочная композиция на основе пластичной смазки, содержащая порошок закиси меди 1 .

Недостатком известной смазки является то, что наличие н-а фрикционном контакте закиси меди, обладающей абразивными свойствами, вызывает значительный износ поверхностей вала и подшипника и уменьшение вследствие этого срока службы узла трения.

Известна также антифрикционная смазочная композиция, содержащая, мас.%: порошок меди 1-30, политри фторхлорэтилен 0,1-10 и пластичную смазку до 100 С2 3.

Недостатками этой смазки являются способность меди при эксплуатации в тяжелонагруженных сопряжениях подвергаться наклепу (упрочнению) в зоне контакта и переходить в окисленные формы, обладающие абразивным действием и повышгиощие вследствие , этого коэффициент трения и интенсивность износа сопряженных поверхностей, а также низкая противоэадирная стойкость смазки.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемой является антифрикционная смазочная композиция, содержащая, мас.%, термопластичный полимер - политетрафторэтилен 2-5, порошкообразный металлический

10 наполнитель - порошок меди 10-15, порошок свинца 2-4 и пластичную смазку до 100 131.

Ограниченность применения известной смазочной композиции определя15ется уменьшением вероятности процессов схватывания порошков вeди и свинца с контактирующими поверхностями вследствие преимущественной адсорбции на их поверхности активных

20 компонентов смазки и продуктов ее трибохимических : превращений, значительными размерами порошков металлов, затрудняющими их проникновение во фрикционный контакт, необходимостью

25 присутствия в зоне трения восстановителей окислов металлов, напршдар, для закиси меди - водорода и окиси углерода. Присутствующая в смазочной композиции медь способна подвер30гаться наклепу в зоне контакта и переходить в окисленные формы, обя дакщие абр«1ЭИ8иш« дейсфвием и повы Шаюцие вследствие этого коэффициен трения и интенсивность иэноса сопр женных повеЕ хнЪсгей. Срок службы бмазки при експлуатации при этом Также понижается. Цель изобретения - повыЕцение про ТИ9ОИЭНОСНЫХ свойств .н увеличение срока службы эксплуатации смазбчиой композиций. . . Поставленная цель достигается тем, чта антифрикционная смазочная композиция/ содержащая пластичную смазку, термопластичн) полимер и порошкообразный; металлический наяол нитель, содержит стеарат этйленгликолевый эфир цавелевой кис ты, в качестве термопластичного полймера - полиэтилен ив качестве порошкообразного металлического наполнителя - эвтектический сплав, ключакнций, мае.%: Вис)мут50 Свинец2-5 Олово12,5 Кадмий12,5 при Следующем содержании ксмютонентов, мас.%: Полиэтилен 0,05-8 Стеарат меди 0,1-5 эвтектический сплав1-10 Полиэтиленгликолевый эфир щавелё вой кислоты0,01-1,5 Пластичная смазка.. Остальное В качестве базрвш( пластичных смазок могут использоваться, напри|14б1, пластичные смазки Цнатим-201, Литоп-24,рКБ-122-7 и др. Введение пластичной смаэ|си ниже оптимальной копнцентрации способствует повьш нию коаффна сента трения а вьше оптимал ной кОнцен грации - снижает противоHBHocMbie и противоэадирные свойства смазочной композиции/ , -- --....,- -.., ; При иакЦ уэочйо-скОростны 11 е1кимах эксяшуатадии узла т(ения на 14ЙРИкхииош|ом контакте раввываются зн Цягеяьные тёмпе|| атурн. П0выые11ие температуры значительно снижает адгезих) шойвкуя |ш«ьтичмой смазки к поверхности Biuia и ее мэкоеть, что приводит к удалению cMiaipKHoro мате риал с ФРИКЦИОННОГО: контакта и в итоге, к aaeAaHittr и выходу иэ строя узла Трения/ Для повыиюния смазочных свойств композиции в ба/зовую пластичну) смазку введен поли этилен. При работе в области повы.шеиных температур растворенный полиэтлеи, находящийся в предельно диспергированном состоянии, улучшает. 9маэочиые свойства пластичной смазки и способствует повьшению ее вязкости. Полиэтилен, введенный в композицию, способствует фоЕ «Ированию плоскостей легкого скольжения в граничном смазочном слое и уменьшению коэффициента трения сопряженных поверхностей. Введение полиэтилена выше оптимальной концентрации приводит к значительному возрастанию смазочного масла и коэффициента трения, а ниже оптимальной концентрации - снижает антифрикционные свойства смазочной композиции при повышенных температурах. Однако при длительной эксплуатации дмазки в области температур выше 120 С полиэтилен подвержен термодеструкции и термоокислемию. Воздей ствие тангенциальных сил в сочетании с повиненными температурами в значительной степени активирует эти процессы и, кроме того, приводит к трибокрекингу молекул полиэтилена и компонентов пластичной смазки. Стеарат меди, введенный в пластичную смазку, предназначен для стабилизации ее свойств в области повышенных температур и сил Трения и снижения i термоокислительиогО старения полиэтилена. Кроме того, стёарат меди обеспечивает устойчивую работу узла трения в режиме избирательного переноса за счет контактного вытеснения меди 1онами железа из органической соли. Введение стеарата меди выше оптимальной концентраций снижает нагрузочную способность узла трения при тяжелых режимах эксплуатации, а ниже оптимальной концентрации уменьшает эффект стабилизгщии. ЙблиэтИленгликолевьй эфир щавелевой КИСЛОТЫ (ТУ 16ri-628-70) предназначен для растворения окислов на поверхности стального вала и ускорения формирования на нем пленки меди. Введхение Полиэтиленгликолевого эфира щавелевой кислоты выше оптимальной концентрации повыкаает коррозионную доставляющую изйоса металлических деталей узла трения, а ниже оптимальной концентрации - повышает продолжительность формирования пленки меди на поверхности стального вгша. Дпя дополнительного повышения иг|носостойкости и нагрузочной способности трущихся поверхностей в смазку дополнительно введен легкоплавкий (т.пл« ) эвтектический (сплав Вуда), содержгиций, мас.%9 висмут 50( свинец 25, олово 12,5 и кадмий (МРТУ 6-69-6707-70) 12,5, способный 1фи трении генерировать на пятнах касания пластичную пленку, эацищшощую поверхности от схватывания при тяжелых режимах трения. Введение в смазочную композицию эвтектического сплава позволяет компенсировать износ стального контртела и улучшить его 0lкpoгeoмeтpию путем заполнения.углублений между микронеровностями расплавом сплава. Введение эвтектического сплава (сплава Вуда) выше оптимгшьной концентрации увеличивает коэффициент трения, а ниже оптимальной концентрации - уменьшает нагрузочную спосоность узла трения.

Технология получения смазки состоит в следующем.

В базовую пластичную смазку, на гретую до 50-60 С, вводят в виде порошков полиэтилен , стеарат меди и .полиэтиленгликолевый эфир щавелевой кислоты и тщательно гомогенизируют 5 :композицию. После охлаждения композиции в нее при перемешивании вводят порошок эвтектического сплава.

Примеры составов смазочньос Kwmo10 зиций приведены в табл. 1.

Таблица

Полиэтилен Стеарат меди Эвтектический сплав

Полиэтиленгликолевый щавелевой кислоты

Пластичная смазка ЦИАТИМ-201

Лабораторные испытания смазочных композиций осуществляли на установке СМЦ-2 при нормальной нагрузке 10 МН/м и скорости скольжения 0,5 м/с для пары трения сталь 40Хбронза БрАЖ 9-4. Для сравнения свойств предлагаемой антифрикционной смазочной композиции с известными

Фрикционные свойства смазочных композиций йосле 100 часовой эксплуатации

коэффициент трения

линейный износ

бронзового подшипника,

мм/км

Срок службы смазки при эксплуатации, ч

Как видно из табл. 2, сочетание выбранных компонентов смазочной композиции пЬзволяет повысить длительность эксплуатации узла трения в режиме избирательного переноса на 26-68%, снизить износ бронзового

8 5 10

0,8

1

5

1,5

0,2 75,5 93

выбран оптимальный из допустимых пределов содержания ингредиентов состав, содержащий, мас.%: политетJJ рафторэтилен 3, порошок меди 10, порошок свинца 3 и пластичную смазку ЦИАТИМ-201 остальное..

Свойства смазочных ксмпозиций приведены в табл. 2.

. Т а б л и ц а 2

0,075

0,05

0,02

0,018

0,012

75

95

126

подшипника на 10-40% и уменьшить ко эффициент трения пары бронза - сталь после длительной эксплуатации на . 6-37,5%, а также в некоторой степени позволяет восстанавливать изнСиаенные поверхности. При отклонении соетава композиций от оптимального такой эффект не получается.

Предлагаемая композиция рекомендуется для внедрения в парах трения скольжения, функционирующих при высоких температурах и нагрузках, например в шарнирно-болтоБых и резьбовых сопряжениях, механизмах управления самолетом, направляющих станков, сильноточных скользящих контактах.. .

Формула изобретения

Антифрикционная смазочная компо зиция, содержащая пластичную смазку 1термопластичный полимер и порошкообразный металлический наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью повьвиения противоиэносных ;Свойств и увеличения срока службы эксплуатации смазочной композиции, она содержит стеарат меди, полиэти;Ленгликолевь1й эфир щавелевой кисло ты, в качестве термопластичного поj HMepa - полиэтилен и в качестве порошкообразного металлического наполнителя - эвтектический сплав, включающий, мас.%:

Висмут50

Свинец25

Олово12,5

Кадмий12,5

при следующем содержании компонентов, мас.%:

Полиэтилен0,05-8

Стеарат меди0,1-5

Эвтектический

сплав1-10

Полиэтиленгликолевый эфир щавелевой.

кислоты-0,01-1,5

Пластичная смазка .Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3. Авторское свидетельство СССР № 667583, кл. С 10 М 5/02, 1979 (прототип).