состав для защиты от коррозионного и термоокислительного схватывания сопряженных поверхностей

Формула изобретения

Состав для защиты от коррозионного и термоокислительного схватывания сопряженных поверхностей, включающий дисульфид молибдена, алюминий, твердые углеводороды, азотсодержащий ингибитор коррозии и минеральное масло, отличающийся тем, что в качестве твердых углеводородов состав содержит церезин, а в качестве азотсодержащего ингибитора коррозии - смесь продукта конденсации борной кислоты с диэтаноламином и растительным маслом при мольном соотношении 1:3:(0,5-0,7) соответственно и бензотриазола при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Дисульфид молибдена	18-20
Алюминий	2-3
Церезин	10-12
Продукт конденсации борной кислоты
с диэтаноламином и растительным
маслом при мольном соотношении
1:3:(0,5-0,7) соответственно	16-20
Бензотриазол	1-3
Минеральное масло	Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, нефтехимической промышленности и трубопроводному транспорту, а именно к составам (смазкам), предназначенным для защиты от "схватывания" сопряженных поверхностей как в условиях атмосферной коррозии, так и тепловых воздействий, например в конструкциях автомобилей, резьбовых соединениях сборно-разборных складских и магистральных трубопроводов.

В современном автомобиле значительное количество узлов и деталей эксплуатируется попеременно в условиях химически агрессивной окружающей среды и тепловых воздействий от нагрева в процессе работы самой детали или ее нагрева от других источников тепла, например, отработавшими газами двигателя внутреннего сгорания и последующего охлаждения.

В результате эксплуатации в таких условиях возникает "схватывание" сопряженных деталей между собой, разъединение которых при ремонте и техническом обслуживании практически невозможно, что приводит к их поломкам или деформациям.

Подобные сопряжения деталей особенно распространены в автомобилях вследствие их эксплуатации в загрязненных условиях с постоянной сменой температур. К ним можно отнести следующие сопряжения: пальцев рулевых тяг в посадочных гнездах; пальцев рессор; элементов тормозных систем, подвесок, трансмиссии, ходовой части.

Другой вид соединения сопряженных поверхностей, приводящий к "схватыванию" в процессе эксплуатации, относится к деталям из разных металлов, например, стальных шпилек, болтов и штифтов с деталями на основе алюминиевых и магниевых сплавов.

Для третьего вида "схватывания" сопряженных поверхностей, главным образом элементов резьбовых соединений, характерно преобладание переменных воздействий высоких температур и охлаждения. К ним относятся крепежные детали выпускного тракта двигателей внутреннего сгорания, свечи зажигания, которые при разборке после эксплуатации приходят в негодность.

Кроме того, требует решения проблема предотвращения коррозии резьбовых соединений труб сборно-разборных и магистральных трубопроводов.

Известен состав для защиты от коррозионного и термоокислительного схватывания сопряженных поверхностей, содержащий, мас.%: дисульфид молибдена 32-33, коллоидный графит 33-34, двуокись титана 1-2, алюминий 2-3, петролатум 20-21, ингибитор коррозии - 2-бис-( -диметиламинопропил)-аминометил-4-изононилфенол 5-6 и минеральное масло до 100 (SU 1483934 А1, кл. С10М 141/06, 15.10.92).

Недостатком известного состава является то, что он непригоден для защиты от коррозии и термоокислительного схватывания деталей из разнородных металлов и алюминиевых сплавов.

Наиболее близким аналогом предложенного технического решения является состав для защиты от коррозионного и термоокислительного схватывания сопряженных поверхностей, содержащий, мас.%: дисульфид молибдена 72-75, диоксид титана 0,5-3, алюминий 3,5-4, петролатум 12-13, ингибитор коррозии - 2-бис-( -диметиламинопропил)-аминометил-4-изононилфенол или 2-бис-( -диметиламинопропил)-аминометил-4-изододецилфенол 3-4 и минеральное масло до 100 (RU 2100423 С1, кл. С10М 169/04, 27.12.97).

Недостатком данного состава является его низкая способность предотвращать коррозионное схватывание между собой сопряженных поверхностей деталей в условиях повышенной влажности.

Техническим результатом изобретения является повышение способности состава предотвращать коррозионное схватывание крепежных и сопрягаемых изделий при различных атмосферных воздействиях, в том числе в условиях повышенной влажности.

Данный результат достигается тем, что состав для защиты от коррозионного и термоокислительного схватывания сопряженных поверхностей, включающий дисульфид молибдена, алюминий, твердые углеводороды, азотсодержащий ингибитор коррозии и минеральное масло, в качестве твердых углеводородов содержит церезин, а в качестве азотсодержащего ингибитора коррозии - смесь продукта конденсации борной кислоты с диэтаноламином и растительным маслом при мольном соотношении 1:3:(0,5-0,7) соответственно и бензотриазола при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Дисульфид молибдена	18-20
Алюминий	2-3
Церезин	10-12
Продукт конденсации борной кислоты
с диэтаноламином и растительным
маслом при мольном соотношении
1:3:(0,5-0,7) соответственно	16-20
Бензотриазол	1-3
Минеральное масло	остальное

Отличительной особенностью предложенного состава является то, что в качестве ингибитора коррозии он содержит смесь продукта конденсации борной кислоты с диэтаноламином (ДЭА) и растительным маслом при мольном соотношении 1:3:(0,5-0,7) и бензотриазола, обладающую высокими консервационными свойствами, что в сочетании с остальными ингредиентами состава при заявленном соотношении компонентов позволяет надежно защитить сопряженные поверхности металлоизделий как от термоокислитсльного, так и коррозионного схватывания при различных атмосферных воздействиях, в том числе в условиях повышенной влажности.

При других соотношениях компонентов состава, кроме заявленных, не удается достичь эффекта длительной защиты от коррозии крепежных и сопрягаемых изделий при повышенных температурах и влажности.

Технология получения продукта конденсации борной кислоты с ДЭА и растительным маслом заключается в следующем:

В реактор, снабженный насадкой Дина-Старка, мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружают растительное масло и ДЭА. Реакционную массу нагревают при перемешивании до 90-100°С, после чего вводят борную кислоту и поднимают температуру реакционной смеси до 180-200°С, выдерживая ее при этой температуре в течение 2,0-2,5 ч до образования однородной массы с аминным числом 60-80 мг HCl/г. Мольное соотношение борная кислота: диэтаноламин: растительное масло составляет 1:3:(0,5-0,7) соответственно.

Проведение процесса конденсации борной кислоты с ДЭА и растительным маслом при других мольных соотношениях реагентов, кроме заявленных, не позволяет получить продукт, растворимый в минеральном масле.

В качестве растительного масла используют подсолнечное, льняное или соевое масло.

В качестве минерального масла - индустриальное И-20А, И-12А или веретенное масло.

Для приготовления предложенного состава в подогретое до 60-80°С минеральное масло при заявленном соотношении компонентов при постоянном перемешивании последовательно вводят сначала смесь продукта конденсации борной кислоты с ДЭА и растительным маслом при мольном соотношении 1:3:(0,5-0,7) и бензотриазола, затем церезин, алюминий и дисульфид молибдена. Полученный состав тщательно перемешивают до получения однородной смазки.

Варианты опытных составов представлены в табл.1.

Полученные смазки наносили на резьбовые поверхности пар М 10 (болт-гайка) из углеродистой стали без покрытия (не менее 10 шт. для каждого варианта состава), после чего крепежные пары собирали.

Для исследования защитного эффекта одну часть резьбовых пар выдерживали в течение 400 ч в термовлагокамере Г-4 при относительной влажности 95 ⁺2% и температуре 40°С, другую - подвергали термообработке при 800°С в течение 24 ч. После выдержки резьбовые пары демонтировали, определяя крутящий момент при демонтаже с помощью динамометрического ключа.

Результаты испытаний представлены в табл.2.

Использование предложенного состава позволит обеспечить длительную защиту крепежных и сопрягаемых изделий как от атмосферной коррозии, так и от высокотемпературного "схватывания".

Таблица 1.
Компоненты состава	Содержание компонентов, мас.% по примерам
	1	2	3	4	5
Дисульфид молибдена	18,0	19,0	20,0	17,0	21,0
Алюминий	2,0	2,5	3,0	1,5	3,5
Церезин	10,0	11,0	12,0	9,0	13,0
Продукт конденсации борной кислоты с ДЭА и растительным маслом при мольном соотношении 1:3:0,5	16,0			15,0
Продукт конденсации борной кислоты с ДЭА и растительным маслом при мольном соотношении 1:3:0,6		18,0
Продукт конденсации борной кислоты с ДЭА и растительным маслом при мольном соотношении 1:3:0,7			20,0		21,0
Бензотриазол	1,0	2,0	3,0	0,5	3,5
Минеральное масло	53,0	47,5	42,0	57,0	38,0

Таблица 2.
Показатели	Примеры					Без смазки	Прототип
	1	2	3	4	5
Крутящий момент при демонтаже крепежных пар после выдержки в течение 400 ч в камере
влажности Г-4, кГм (средний на 10 шт)	6,5	7,0	6,8	8,0	7,1	24,0	16,0
Крутящий момент при демонтаже крепежных пар после термообработки при 800°С в течение 24 ч, кГм
(средний на 10 шт)	6,2	6,0	5,9	6,5	6,2	схватывание	6,7