пластичная смазка

Формула изобретения

Пластичная смазка, содержащая нефтяное масло, литиевое мыло стеариновой или 12-оксистеариновой кислоты, антифрикционные и антиокислительную добавки, отличающаяся тем, что в качестве антифрикционных добавок смазка содержит высокодисперсный порошкообразный диселенид вольфрама и ультрадисперсный порошкообразный политетрафторэтилен, а в качестве антиокислительной - дифениламин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Литиевое мыло стеариновой или 12-оксистеариновой кислоты	10-13
Высокодисперсный порошкообразный диселенид вольфрама	7-9
Ультрадисперсный порошкообразный политетрафторэтилен	1-3
Дифениламин	0,3-0,5
Нефтяное масло	Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к смазочным материалам, в частности пластичным смазкам, которые могут быть использованы преимущественно в узлах трения автомобилей и авиации, а также в подшипниках прокатных станов, точных приборах и бытовых механизмах.

Перед авторами стояла задача разработать многоцелевую морозостойкую пластичную смазку с высокими противоизносными и противозадирными свойствами без снижения уровня реологических и физико-химических свойств, обеспеченную отечественными сырьевыми и производственными ресурсами и отвечающую следующим требованиям по основным показателям качества:

- противозадирные свойства:

критическая нагрузка (Рк), Н - не менее 1500;

нагрузка сваривания (Рс), Н - не менее 4000;

индекс задира (Из), Н - не менее 800;

- противоизносные свойства:

диаметр пятна износа при нагрузке 450 Н, мм - не более 0,45;

- реологические и физико-химические свойства:

эффективная вязкость, Па·с, при градиенте скорости деформации 10 с^-1 и температуре:

минус 50°С - не более 900;

минус 30°С - не более 350;

предел прочности при сдвиге, Па, при температуре:

плюс 20°С - 450-550;

плюс 80°С - 250-300;

коллоидная стабильность, выделенное масло, % - не более 20;

смываемость водой при 40°С, 6 ч, % - не более 15.

Известна морозостойкая пластичная смазка ЦИАТИМ-201 (ГОСТ 6267-74), предназначенная для смазывания малонагруженных узлов трения качения и скольжения при температурах от минус 60 до плюс 90°С и состоящая из следующих компонентов, мас.%:

Литиевое мыло стеариновой кислоты	11
Антиокислительная добавка дифениламин	0,3
Нефтяное масло	Остальное

Недостатками данной пластичной смазки являются низкие противозадирные свойства при нагрузках свыше 1000 Н, а также низкая коллоидная стабильность (20-25% выделившегося масла).

Наиболее близкой к заявляемой пластичной смазке и взятой за прототип является пластичная смазка следующего состава, мас.% (СССР авт.св. №960234, С 10 М 5/14):

Литиевое мыло стеариновой или
12-оксистеариновой кислоты	10-20
Дисульфид молибдена (антифрикционная добавка)	2-10
Углерод фторированный (антифрикционная добавка)	2-20
Фенил- -нафтиламин (антиокислительная добавка)	0,5-1,0
Нефтяное масло	Остальное

Недостатком известной смазки является то, что она неработоспособна при нагрузках свыше критической нагрузки 1300 Н и нагрузки сваривания 3200 Н, что подтверждается при испытании на четырехшариковой машине трения (ЧШМ) по ГОСТ 9490-75 "Метод определения смазывающих свойств на четырехшариковой машине".

Технический результат изобретения - повышение эффективности за счет улучшения противоизносных и противозадирных свойств смазки без снижения уровня реологических и физико-химических свойств.

Указанный технический результат достигается тем, что известная пластичная смазка, содержащая нефтяное масло, литиевое мыло стеариновой или 12-оксистеариновой кислоты, антифрикционные и антиокислительную добавки, согласно изобретению в качестве антифрикционных добавок содержит высокодисперсный порошкообразный диселенид вольфрама и ультрадисперсный порошкообразный политетрафторэтилен, а в качестве антиокислительной - дифениламин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Литиевое мыло стеариновой или
12-оксистеариновой кислоты	10-13
Высокодисперсный порошкообразный диселенид вольфрама	7-9
Ультрадисперсный порошкообразный политетрафторэтилен	1-3
Дифениламин	0,3-0,5
Нефтяное масло	Остальное

Для пластичной смазки используют нефтяные масла с температурой застывания от минус 60 до минус 45°С и кинематической вязкостью при 50°С - от 5 до 12 мм²/с (МВП, МС-8 и др.).

Литиевое мыло стеариновой или 12-оксистеариновой кислоты (ТУ 38 101721-78).

Высокодисперсный порошкообразный диселенид вольфрама (ТУ 6.09-522-85) - порошкообразный продукт черного цвета с металлическим оттенком, без запаха, полученный искусственным методом, размер частиц составляет 4-8 мкм.

Ультрадисперсный порошкообразный политетрафторэтилен (ТУ 0257-001-02698192-94) - порошкообразный продукт белого цвета, без запаха, полученный термогазодинамическим способом из отходов производства фторопласта-4 (ГОСТ 10007-80), размер частиц 1±0,5 мкм, твердость 0,5 кг/мм².

Дифениламин (ГОСТ 194-80) - антиокислительная добавка.

Применение ранее смеси высокодисперсного порошкообразного диселенида вольфрама и ультрадисперсного порошкообразного политетрафторэтилена в пластичных смазках в результате анализа научно-технической и патентной информации не обнаружено.

Смазку готовят обычным способом. Нефтяное масло загущают литиевым мылом стеариновой или 12-оксистеариновой кислоты.

Смесь нагревают до 200-210°С. В расплав небольшими порциями замешивают высокодисперсный порошкообразный диселенид вольфрама, ультрадисперсный порошкообразный политетрафторэтилен и дифениламин. Однородный расплав сливают на противень и охлаждают до комнатной температуры (около 20-25°С). Общее время варки составляет 1 час. Через сутки смазку протирают через металлическую сетку.

Для обоснования количественного состава пластичной смазки было приготовлено 10 образцов, отличающихся процентным содержанием компонентов. Составы образцов пластичных смазок приведены в табл.1.

Таблица 1 Состав образцов пластичных смазок, мас.%
Компоненты		Образцы
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11 *)
Литиевое мыло стеариновой кислоты		9	10	12	13	14	-	-	-	-	-	10
Литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты		-	-	-	-	-	9	10	12	13	14	-
Антифрикционные добавки	Высокодисперсный порошкообразный диселенид вольфрама	6	7	8	9	10	6	7	8	9	10	-
	Ультродисперсный порошок политетрафторэтилена	4	3	2	1	0,5	4	3	2	1	0,5	-
	Дисульфид молибдена	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	8
	Углерод фторированный	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	2
Антиокислительные добавки	Дифениламин	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	-
	Фенил- -нафтиламин	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,5
Нефтяное масло		80,8	79,7	77,6	76,5	74,9	80,8	79,7	77,6	76,5	74,9	79,5
*)Прототип

Все приготовленные образцы прошли испытания противоизносных, противозадирных, реологических и физико-химических свойств (табл.2). Противоизносные и противозадирные свойства смазок определяли на ЧШМ по ГОСТ 9490-75; оценку смываемости смазок водой определяли квалификационным методом, утвержденным Госкомиссией при Госстандарте СССР (В.В.Синицын. Подбор и применение пластичных смазок. 2-е изд., пер. и доп. М.: Химия, 1974, с.160); эффективную вязкость, предел прочности при сдвиге и коллоидную стабильность определяли стандартными методами по ГОСТ 7163, ГОСТ 7143 и ГОСТ 7142 соответственно.

Таблица 2 Результаты испытаний образцов пластичных смазок в сравнении с прототипом
Показатели качества		Образцы
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11*)
Противозадирные свойства	Критическая нагрузка (Рк), Н	1000	1580	1780	1580	1300	1300	1580	1780	1580	1300	1300
	Нагрузка сваривания (Рс), Н	2500	4470	5010	4470	3000	3200	4470	5010	5010	3200	3200
	Индекс задира, Н	680	810	850	840	700	690	790	870	875	680	700
Противоизносные свойства	Диаметр пятна износа при нагрузке 450 Н, мм	0,52	0,45	0,35	0,40	0,56	0,44	0,41	0,34	0,37	0,56	0,58
Реологические свойства	Эффективная вязкость, Па·с, при градиенте скорости деформации 10 с -1 и температуре:
	минус 50°С	885	870	875	850	1050	1000	900	870	890	1120	1000
	минус 30°С	300	290	300	280	370	360	350	340	350	360	360
	плюс 20°С	48	45	42	45	57	55	70	74	74	85	118
	Предел прочности при сдвиге, Па, при температуре:
	20°С	440	530	530	540	430	420	530	550	520	490	520
	80°С	190	260	270	270	180	210	260	280	260	230	250
	Смываемость водой при 40°С, 6 ч, %	10	7	6	6	9	10	6	5	5	8	16
Физико-химические свойства	Коллоидная стабильность, выделенное масло, %	21,0	18,2	18,4	18,0	19,0	19,5	16,5	17,0	17,5	19,6	25,2
*)Прототип

Заявляемый количественный состав пластичной смазки (образцы 2-4 и 7-9) подтверждает ее эффективность. Как видно из данных табл.2, предлагаемая смазка (образцы 2-4 и 7-9) превосходит известную пластичную смазку (образец 11) по всем показателям качества.

Так, критическая нагрузка возрастает до 1580-1780 Н, нагрузка сваривания - до 4470-5010 Н, индекс задира - до 810-875 Н, диаметр пятна износа уменьшается в среднем до 0,37 мм.

Кроме того, предлагаемая смазка имеет лучшие коллоидную стабильность, предел прочности при сдвиге, смываемость, а также хорошие низкотемпературные свойства (табл.2).

Результаты проведенных исследований противозадирных, противоизносных, реологических и физико-химических свойств пластичных смазок показывают, что по всем показателям качества предлагаемая смазка (образцы 2-4 и 7-9) соответствует предъявляемым требованиям (представлены на с.1 описания).

Изобретение может быть оперативно использовано в промышленных условиях, так как все его компоненты производятся на предприятиях Российской Федерации.

Использование совокупности известных компонентов (литиевое мыло стеариновой или 12-оксистеариновой кислоты и нефтяное масло) с предлагаемыми (высокодисперсный порошкообразный диселенид вольфрама, ультрадисперсный порошкообразный политет-рафторэтилен и дифениламин) в заявленном количественном составе расширяет отечественную сырьевую базу производства пластичных смазок.

Применение изобретения позволит:

- сократить количество отказов техники в условиях Крайнего Севера;

- увеличить ресурс работы узлов трения машин и механизмов за счет улучшения противоизносных и противозадирных свойств смазки без снижения уровня реологических и физико-химических свойств.