close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY2401

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 2401
(13)
C1
(51)
(12)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
(19)
6
C 10M 167/00//
(C 10M 167/00,
145:20, 125:10,
129:16, 129:70,
159:18), C 10N 30:06
АНТИФРИКЦИОННАЯ СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПАРЫ
ТРЕНИЯ ТИТАНОВЫЙ СПЛАВ-СТАЛЬ
(21) Номер заявки: 960069
(22) 19.02.1996
(46) 30.09.1998
(71) Заявитель: Белорусский государственный университет транспорта (BY)
(72) Автор: Матюшенко В.Я. (BY)
(73) Патентообладатель: Белорусский
государственный университет транспорта (BY)
(57)
Антифрикционная смазочная композиция для пары трения титановый сплав-сталь, содержащая мыльную пластичную смазку, термопластичный полимер и кислорододонорное неорганическое соединение, отличающаяся тем,
что она содержит в качестве термопластичного полимера поливинилбутираль, в качестве кислорододонорного неорганического соединения перекись металла, выбранную из группы, включающей BaO2, K2O2, Na2O2, CaO2 и PbO2, и
дополнительно - смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров высших жирных спиртов, холестериловый эфир тридекановой кислоты и комплекс трехфтористого бора с диацетатом при следующем соотношении компонентов, мас.%:
поливинилбутираль
0,02-10
смесь полиокcиэтиленгликолевых эфиров
высших жирных спиртов
0,1-3
холестериловый эфир тридекановой кислоты
0,01-2
комплекс трехфтористого бора с диацетатом
0,1-4
перекись металла, выбранная из группы,
включающей BaO2, K2O2, Na2O2, CaO2, PbO2
1-15
мыльная пластичная смазка
до 100.
(56)
1. А.с. СССР 836079, МПК3 С 10М 5/02, 5/12, 5/14, 1981.
2. А.с. СССР 983139, МПК3 С 10M 5/02, 5/10, 5/14, 1982.
3. А.с. СССР 1143765, МПК4 С 10M 161/00 // (С 10M 161/00, 125:20, 147:02, 135:08, 133:24, 125:04), С 10N 40:02,
10:10, 10:08, 10:06, 1985 (прототип).
Изобретение относится к получению антифрикционых смазочных материалов на базе пластичных смазок,
применяемых в узлах трения машин и технологического оборудования, и может быть использовано на машиностроительных и ремонтных предприятиях.
Известна антифрикционная смазочная композиция, содержащая бензойный альдегид (0,2-8 мас.%), глицерин (1-15 мас.%), порошок меди (5-40 мас.%) и мыльную пластичную смазку (до 100 мас.%) [1].
Известна также антифрикционная смазочная композиция, содержащая полиэтилен (0,05-8 мас.%), стеарат
меди (0,1-5 мас.%), эвтектический сплав (1-10 мас.%), полиэтиленгликолевый эфир щавелевой кислоты
(0,01-1,5 мас.%) и мыльную пластичную смазку (до 100 мас.%) [2].
Наиболее близкой по составу и достигаемому результату к предлагаемой композиции является антифрикционная смазочная композиция, содержащая глицерин (1-12 мас.%), азотнокислую медь (0,1-5 мас.%), политетрафторэтилен (0,05-8 мас.%), бензосульфокислый натрий (0,2-3 мас.%), дициандиамид (0,01-4 мас.%), эвтектический
сплав (1-10 мас.%) и мыльную пластичную смазку (до 100 мас.%). При этом в качестве эвтектического
BY 2401 C1
сплава смазочная композиция содержит легкоплавкий эвтектический сплав (т.пл. 58°С), включающий 60
мас.% висмута, 18 мас.% свинца, 12 мас.% олова и 10 мас.% индия [3]. При эксплуатации пары трения
титановый сплав ВТ5 - сталь 45, смазываемой известной смазочной композицией, в области повышенных скоростей и нагрузок наблюдается высокий коэфициент трения и низкая долговечность смазки.
Присутствие смазочной композиции политетрафторэтилена приводит к образованию пленок переноса,
обладающих низкой адгезией к поверхностям трения титанового сплава ВТ5 и стали 45, что способствует повышенному износу сопряженных поверхностей в среде газообразного водорода и в коррозионных средах, например в морской воде. При этом азотнокислая медь в присутствии безносульфокислого
натрия и повышенной влажности атмосферы вызывает повышенный коррозионный износ как титанового сплава ВТ5, так и стали 45. Свободные макрорадикалы, образующиеся в процессе трибохимической
деструкции политетрафторэтилена и дициандиамида, вызывают также повышенный химический износ
титанового сплава ВТ5. Присутствие в смазочной композиции эвтектического сплава, содержащего такие дефицитные для Республики Беларусь компоненты как висмут, свинец, олово и индий, затрудняет
организацию промышленного производства смазки и ее применение в узлах трения. При этом известная антифрикционная смазочная композиция обладает низкими противоизносными и противозадирными свойствами при эксплуатации смазываемой ею пары трения титановый сплав ВТ5 - сталь 45 в области
высоких нагрузок и скоростей.
Предлагаемая смазка обеспечивает решение такой задачи как получение антифрикционных смазочных
композиций на основе мыльных пластичных смазок для пар трения титановый сплав ВТ5 - сталь 45.
Технический эффект заявляемого технического решения заключается в улучшении эксплуатационных
характеристик пластичной смазки за счет увеличения противоизносных и противозадирных свойств, снижения водородного износа пары трения титановый сплав ВТ5 - сталь 45 и в увеличении ее срока службы в этом
узле трения.
Указанный технический эффект достигается тем, что в антифрикционную смазочную композицию,
включающую мыльную пластичную смазку, термопластичный полимер и кислорододонорное неорганическое соединение, вводят в качестве термопластичного полимера - поливинилбутираль, в качестве
кислорододонорного неорганического соединения - перекись металла, выбранную из группы: BaO2,
K2O2, Na2O2, CaO2 и РbО2, и дополнительно - смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров высших жирных спиртов, холестериловый эфир тридекановой кислоты, комплекс трехфтористого бора с диацетатом. При этом смазочная композиция для пары трения титановой сплав ВТ5 - сталь 45 содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мас.%:
поливинилбутираль
0,02 -10
смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров высших жирных спиртов
0,1 - 3
холестериловый эфир тридекановой кислоты
0,01 - 2
комплекс трехфтористого бора с диацетатом
0,1 - 4
перекиси металлов, выбранные из группы: BaO2, K2O2, Na2O2, CaO2, PbO2
1 - 15
мыльная пластичная смазка
до 100.
В качестве базовых мыльных пластичных смазок могут быть использованы, например, пластичные смазки
ЦИАТИМ-201 (ГОСТ 6267-74), ЦИАТИМ-203 (ГОСТ 8773-73, ЦИАТИМ-221 (ТУ 38-101419-73), Литол-24 (ГОСТ 2115075) и другие. Введение мыльной пластичной смазки ниже оптимальной концентрации способствует повышению коэффициента трения трибосопряжения, а выше оптимальной концентрации - снижает противоизносные свойства смазочной композиции.
Вследствие вспышек температур на пятнах касания и каталитического влияния железа, содержащегося в стальном контртеле, наблюдается дегидрирование углеводородных компонентов смазочной композиции и диффузия образующегося атомарного водорода в подшипник из титанового сплава ВТ5 и в
стальное контртело. При этом в рабочих слоях сопряженных поверхностей металлов возникают высокие
остаточные сжимающие напряжения, которые интенсифицируют износ как подшипника из титанового
сплава ВТ5, так и стального контртела. Значительные температуры, развивающиеся во фрикционном
контакте при высоких нагрузочноскоростных режимах эксплуатации, приводят к снижению адгезии
образующихся пленок переноса к сопряженным поверхностям и к ухудшению противоизносных
свойств смазочной композиции. Для снижения водородного износа пары трения титановый сплав
ВТ5 - сталь 45 и повышения противоизносных свойств смазочной композиции в мыльную пластичную
смазку введены смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров высших жирных спиртов (ГОСТ 10730-82),
холестериловый эфир тридекановой килоты марки Х-20 (ТУ 06-09-4006-77) и перекиси металлов, выбранные из группы : ВаО2, (ТУ6-10-1320-72), К2О2 (ГОСТ 9808-75), Na2O2 (ГОСТ 4219-48), СаО2
(ГОСТ 0262-62) и РbО2 (ГОСТ 9199-68). Введение смеси полиоксиэтиленгликолевых эфиров высших
жирных спиртов, холестерилового эфира тридекановой кислоты и указанных перекисей металлов ниже
оптимальной концентрации повышает водородный износ титанового сплава ВТ5 и стального контрте2
BY 2401 C1
ла, а выше оптимальной концентрации - увеличивает коэффициент трения смазываемого ею трибосопряжения и уменьшает нагрузку заедания пары трения.
Дальнейшего повышения противоизносных и противозадирных свойств смазочной композиции,
увеличения ее срока службы и снижения водородного износа сопряженных металлических поверхностей достигали дополнительным введением в пластичную смазку поливинилбутираля марки ПШ (ГОСТ
9439-73) и комплекса трехфтористого бора с диацетатом (ТУ 6-09-15-252-75). Введение поливинилбутираля и комплекса трехфтористого бора с диацетатом выше оптимальной концентрации увеличивает
коэффициент трения трибосопряжения и уменьшает срок службы смазочной композиции, а ниже оптимальной концентрации - ухудшает ее противозадирные и противоизносные свойства.
Холестериловый эфир тридекановой кислоты, поливинилбутираль и указанные перекиси металлов
использованы нами для повышения противоизносных и противозадирных свойств базовых мыльных
пластичных смазок, а также для снижения водородного износа пары трения титановый сплав ВТ5 сталь 45 при смазке этими пластичными смазками. Дальнейшего снижения водородного износа пары
трения титановый сплав ВТ5 - сталь 45 при смазке этими пластичными смазками. Дальнейшего снижения водородного износа пары трения титановый сплав ВТ5 - сталь 45 увеличения срока службы смазочной композиции достигали путем дополнительного введения в мыльную пластичную смазку смеси
полиоксиэтиленгликолевых эфиров высших жирных спиртов и комплекса трехфтористого бора с диацетатом. Таким образом, в сравнении с известными техническими решениями заявляемый объект обладает существенными отличиями, а получение положительного эффекта обусловлено всей совокупностью признаков.
Технология получения смазочной композиции для пар трения титановый сплав ВТ5 - сталь 45 состоит
в нагревании базовой мыльной пластичной смазки до температуры 60°С с целью перевода ее в жидкое состояние, в последующем введении в расплав компонентов, указанных в патентной формуле, и в перемешивании полученного состава. После тщательного перемешивания смазочную композицию охлаждали до
комнатной температуры и использовали для смазки узла трения.
Составы и свойства смазочных композиций, полученных из исследуемых составов, и известной приведены в таблице. Как видно из таблицы, сочетание выбранных компонентов позволило в сравнении с прототипом снизить водородный износ подшипника из титанового сплава ВТ5 в 2,3-2,9 раз и водородный износ
контртела из стали 45 в 2-2,4 раза, уменьшить содержание водорода в титановом подшипнике в 3,4-4,8 раз и
стальном контртеле в 2,1-2,7 раз, повысить нагрузку заедания пары трения титановый сплав ВТ5 - сталь 45 в
1,4-2 раза и увеличить срок службы смазочной композиции в 3,3-4 раза.
Отсутствие в антифрикционной смазочной композиции поливинилбутираля и смеси полиоксиэтиленгликолевых эфиров высших жирных спиртов (состав УШ), холестерилового эфира тридекановой кислоты и комплекса трехфтористого бора с диацетатом (состав IX) и перекисей металлов (состав Х) приводит к ухудшению эксплуатационных свойств смазки и к повышенному водородному износу как подшипника из титанового сплава
ВТ5, так и контртела из стали 45.
Антифрикционные свойства разработанных смазочных композиций оценивали на машине трения СМЦ-2 при
нормальной нагрузке 12 МПа и скорости относительного скольжения 0,25 м/с.
В качестве антифрикционного элемента использовали титановый сплав ВТ5, содержащий 5 мас.% алюминия и 95 мас. % титана, а контртелом служил ролик из стали 45 (НРС 46-48) с внешним диаметром 40 мм.
Нагрузку заедания определяли по появлению задиров на поверхности трения подшипника из титанового
сплава ВТ5. Срок службы смазочной композиции определяли по времени начала появления нестабильности
у момента трения пары подшипник из титанового сплава ВТ5 - сталь 45. Количество водорода, продифундировавшего в металл, определяли методом нагрева в высоком вакууме подшипника из титанового сплава ВТ5
и стального контртела после проведения фрикционных испытаний. Этот метод позволяет оценить количество водорода в металле с точностью до 5⋅10-7 м3/кг.
3
BY 2401 C1
Составы и свойства известной [3] и разработанной антифрикционных смазочных композиций
Состав и свойство
I. Составы
1. Мыльная пластичная смазка:
1.1. ЦИАТИМ-201
1.2. ЦИАТИМ-221
1.3. Литол-24
2. Поливинилбутираль
3. Смесь полиоксиэтиленгликолевых
эфиров высших жирных спиртов
4. Холестериловый эфир тридекановой
кислоты
5. Комплекс трехфтористого бора с диацетатом
6. Перекиси металлов, выбранные из
группы:
6.1. ВаО2
6.2. К2О2
6.3. Na2O2
6.4. CаО2
6.5. РbО2
7. Глицерин
8. Азотнокислая медь
9. Политетрафторэтилен
10. Бензосульфокислый натрий
11. Дициандиамид
12. Эвтектический сплав, содержащий
(мас.%):
60 % Вi, 18% Рb,12% Sп,10% Jп
13. Литол-21
II. Свойства
1. Содержание водорода (после трения
в смазочной среде в течение 100 часов
при V=0,25 м/с и Р=12 МПа:
- в подшипнике из титанового сплава
ВТ5, ⋅10-5 м3/кг
- в стальном контртеле, ⋅10-5 м3/кг
2. Нагрузка заедания, МПа
3. Интенсивность изнашивания (V=0,25
м/c, Р=12 МПа):
- подшипника из титанового сплава
ВТ5, ⋅10-3 мм/км
4. Срок службы смазок в узле трения
(V=0,25 м/с, Р=12 МПа), часов
Известная(3)
-
Исследуемая
I
II
Смазка, мас. %
Заявляемая
III
IV
V
VI
78,905 84,322 79,88
0,015
10,5
0,02
Исследуемая
VII VIII IX
X
79
5
84,89
10
79
5
- 86,5 79
- 82,5
5
5
89
5
-
3,2
0,07
3
2,5
0,1
2,5
2,5
-
2,5
2,5
-
2,3
0,008
2
1,5
0,01
1,5
1,5
1,5
-
1,5
-
0,08
4,3
0,1
2
4
2
2
2
-
2
6
3
4
1,5
2
15,5
-
0,8
-
15
-
10
-
1
-
10
-
10
-
10
-
10
-
-
5,5
до 100
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
3,2
4,3
12,5
1,6
3,3
13,2
1,47
9,8
14,5
0,95
1,93
18
0,83
2,08
19,2
0,78
1,78
25
0,72 0,67 1,52 1,4 2,63
1,64 1,58 2,9 3,1 3,5
21,3 24,6 9,3 10,4 11,4
2,6
1,65
1,72
0,98
1,12
0,89
0,93 1,05 1,68 1,79 2,2
126
268
305
502
421
464
495
Cоставитель А.Ф. Фильченкова
Редактор Т.А. Лущаковская
Корректор Т.Н. Никитина
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
453 232 296 285
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
173 Кб
Теги
by2401, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа