композиция антифрикционного твердого смазочного покрытия

Классы МПК:C10M103/06 соединения металлов
C10M135/18 тиокарбаминового типа, например содержащие группы или
C10M147/02 мономер, содержащий только углерод, водород и галоген
C10M173/00 Смазочные составы, содержащие более 10% воды
C10M173/02 не содержащие минеральных или жирных масел
C08J5/16 изготовление изделий или материалов с низким коэффициентом трения
C09D1/00 Составы для нанесения покрытий, например краски, масляные или спиртовые лаки на основе неорганических веществ
C09D127/18 гомополимеры или сополимеры тетрафторэтена
Автор(ы):, , , ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное унитарное предприятие "Особое конструкторско-технологическое бюро "ОРИОН" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-03-30
публикация патента:

Изобретение относится к созданию композиционного антифрикционного твердого смазочного покрытия. Композиция антифрикционного твердою смазочного покрытия содержит дисульфид молибдена, азотную кислоту, фосфорную кислоту, азотнокислое серебро, оксид меди, дополнительно содержит тетраэтилтиурамдисульфида медный комплекс, суспензию фторопласта Ф-4Д и компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%: дисульфид молибдена 50-56; тетраэтилтиурамдисульфида медный комплекс 4-8; азотнокислое серебро 2-4; азотная кислота 3-7; фосфорная кислота 10-12; оксид меди 1-3; суспензия фторопласта Ф-4Д 13-15; вода остальное. Технический результат - покрытие обладает низким коэффициентом трения, коэффициентом трения покоя и высокой износостойкостью. 2 табл., 7 пр.

Формула изобретения

Композиция антифрикционного твердого смазочного покрытия, содержащая дисульфид молибдена, азотную кислоту, фосфорную кислоту, азотнокислое серебро, оксид меди, отличающаяся тем, что она содержит дополнительно тетраэтилтиурамдисульфида медный комплекс, суспензию фторопласта Ф-4Д и компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:

Дисульфид молибдена 50-56
Тетраэтилтиурамдисульфида медный комплекс4-8
Азотнокислое серебро2-4
Азотная кислота3-7
Фосфорная кислота10-12
Оксид меди1-3
Суспензия фторопласта Ф-4Д13-15
ВодаОстальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к созданию композиционного антифрикционного твердого смазочного покрытия. Покрытие может быть использовано в узлах трения машин и механизмов, в частности в подшипниках скольжения работающих в воздушной среде при частых циклических нагрузках, перепадах температур.

Известна антифрикционная композиция, содержащая, мас.%: дисульфид молибдена 10,0-18,0, кристаллический йод 0,2-0,6, полиакриловый лак остальное и дополнительно ультрадисперсный композиция антифрикционного твердого смазочного покрытия, патент № 2493241 -сиалон в количестве 0,2-0,5 мас.% (патент РФ 2285019 С1, МПК C08J 5/16, 10.10.2006).

Недостатками данной композиции являются сравнительно низкие триботехнические свойства полученного покрытия при частых циклических нагрузках и вызывающих разрушение полимерного связующего.

Известна антифрикционная композиция для покрытий при следующем соотношении компонентов, мас.%: дисульфид молибдена модифицированный эпиламом, при их массовом соотношении 1:(2-3)20-25 и поливинилбутиральный лак остальное (патент Российской Федерации 2359981 С1, 23.11.2007).

Недостатками антифрикционной композиции являются сравнительно невысокие антифрикционные свойства полученного покрытия, при циклических нагрузках и отрицательных температурах.

Наиболее близким по назначению и технической сущности, является антифрикционное твердоемазочное покрытие (патент Российской Федерации № № 2412276 от 28.10.2009), содержащие мас.%: дисульфид молибдена, коллоидный графит, квазикристаллы Al-Cu-Fe, допированные бором, эпоксидный лак. Это покрытие наносится на поверхность пар трения, работающих в интервале температур от -60°С до +250°С.

Однако оно обладает сравнительно высоким коэффициентом трения и пониженной износостойкостью.

Перед авторами стояла задача получения антифрикционного композиционного твердого смазочного покрытия на металлах, обладающего низким коэффициентом трения и низким коэффициентом трения покоя в температурном диапазоне от -100°С до 150°С, высокой износостойкостью при циклических нагрузках.

Эта задача решена тем, что в состав композиции, содержащей дисульфид молибдена и связующее, дополнительно введены тетраэтилтиурамдисульфида медный комплекс, суспензия фторопласта Ф-4Д, азотнокислое серебро, а в качестве связующего взят водный раствор азотной кислоты, фосфорной кислоты, оксида меди и компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:

Дисульфид молибдена 50-56
Тетраэтилтиурамдисульфида медный комплекс 4-8
Азотнокислое серебро2-4
Суспензия фторопласта Ф-4Д13-15
Азотная кислота3-7
Фосфорная кислота 10-12
Оксид меди 1-3
Вода Остальное

Тетраэтилдиурамдисульфида медный комплекс представляет собой темно-синий порошок, выпускаемый по ТУ 6-09-07-491-75. Введение данного медного комплекса способствует снижению коэффициента трения скольжения и коэффициента трения покоя.

Введение порошка азотнокислого серебра и оксида меди способствует снижению коэффициента трения скольжения и коэффициента трения покоя.

Суспензия фторопласта Ф-4Д представляет собой водную взвесь частиц фторопласта 4Д с размером частиц 0,4-0,06 мкм, выпускаемую по ТУ 6-05-1246-81, способствует снижению коэффициента трения скольжения и коэффициента трения покоя в температурном диапазоне от -100°С до 150°С, повышению износостойкости при циклических нагрузках.

При совместном применении суспензии фторопласта и тетраэтилтиурамдисульфида медного комплекса в композиции твердого смазочного покрытия наблюдается эффект синергизма, приводящий к значительному улучшению трибологических свойств (см. таблицу 2). Эффективность использования этих модификаторов совместно обусловлена явлением «накопления» фаз твердой и смазочной (компоненты фторопласт-4Д) на поверхности покрытия и явлением избирательного переноса на смежную поверхность трения для медьсодержащих фаз (тетраэтилтиурамдисульфида медный комплекс) покрытия, распределяющихся по поверхности покрытия и контртела, практически не подвергаясь значительному уносу из зоны трения.

Пример получения композиционного антифрикционного твердого смазочного покрытия

В начале процесса получают связующее следующим образом: смешивают азотную кислоту с фосфорной при 80-90°С (количественный состав приведен в таблице 1), охлаждают смесь до комнатной температуры и вводят в нее оксид меди при тщательном перемешивании до полного растворения.

Далее при тщательном перемешивании готовят смесь дисульфида молибдена, суспензии фторопласта Ф-4Д, тетраэтилтиурамдисульфида медного комплекса.

Полученные смеси соединяют и добавляют водный раствор азотнокислого серебра.

Полученный раствор тщательно перемешивают при помощи лопастной мешалки со скоростью вращения 150 об/мин до получения однородной массы. Затем полученную композицию антифрикционного твердого смазочного покрытия наносят при помощи кисти на рабочие органы стальных изделий и далее проводят термическую обработку в термошкафу при 300°С в течение двух часов.

Количественный состав испытуемых композиций приведен в таблице 1.

Таблица 1
КомпонентыСодержание покрытия, мас.%, в составе
1 234 567
Дисульфид молибдена 565650 525456 50
Тетраэтилтиурамдисульфида медный комплекс8 композиция антифрикционного твердого смазочного покрытия, патент № 2493241 46 78 4
Азотнокислое серебро 442 234 4
Азотная кислота 773 467 7
Фосфорная кислота 111110 111011 12
Оксид меди 221 122 3
Суспензия фторопласта Ф-4Д композиция антифрикционного твердого смазочного покрытия, патент № 2493241 1313 1415 1315
ВодаДо 100До 100До 100До 100 До 100До 100 До 100

Испытание трибологических свойств полученного покрытия производились на возвратно-поступательной машине трения, скорость перемещения V=0,132 м/с, Р=20,2 МПа при температуре -100, +150, +23°С. Антифрикционное покрытие наносилось на образцы из стали, в качестве контртела использовались стальные образцы. Испытание проводилось до предельного изнашивания при циклических нагрузках. Время работы за один цикл 5 секунд.

Коэффициент трения покоя фиксировался на лабораторной машине, разработанной во ФГУП ОКТБ «ОРИОН», время выдержки узла трения 30 минут в климатической камере при температуре -100, +150, +23°С.

Результаты испытаний семи композиций антифрикционного композиционного твердого смазочного покрытия приведены в таблице 2. Как видно из таблицы, при введении дополнительно только суспензии фторопласта Ф-4Д (состав 1) или только тетраэтилтиурамдисульфида медный комплекс (состав 2) свойства покрытия улучшаются, но незначительно. Наибольший эффект достигается при совместном введении дополнительных компонентов (составы 3, 4, 5, 6, 7).

В ФГУП ОКТБ «ОРИОН» проведены испытания подшипников с покрытием сфер внутренних колец антифрикционным композиционным твердым смазочным покрытием. Материал колец ШХ15.

Результаты испытаний подшипников удовлетворяют требованиям по коэффициенту трения, силе трения покоя и сроку службы (долговечности).

Таблица 2
Физико-механические свойства Состав покрытия
1 234 567 Прото- тип
Коэффициент трения при температурекомпозиция антифрикционного твердого смазочного покрытия, патент № 2493241 композиция антифрикционного твердого смазочного покрытия, патент № 2493241 композиция антифрикционного твердого смазочного покрытия, патент № 2493241 композиция антифрикционного твердого смазочного покрытия, патент № 2493241 композиция антифрикционного твердого смазочного покрытия, патент № 2493241 композиция антифрикционного твердого смазочного покрытия, патент № 2493241 композиция антифрикционного твердого смазочного покрытия, патент № 2493241 композиция антифрикционного твердого смазочного покрытия, патент № 2493241
-100°C 0,0750,060,04 0,0550,045 0,050,050,10
+150°C 0,0350,0250,014 0,010,015 0,010,0140,05
+23°C 0,0550,040,02 0,0250,022 0,0250,0240,08
Коэффициент трения покоя при температуре композиция антифрикционного твердого смазочного покрытия, патент № 2493241 композиция антифрикционного твердого смазочного покрытия, патент № 2493241 композиция антифрикционного твердого смазочного покрытия, патент № 2493241 композиция антифрикционного твердого смазочного покрытия, патент № 2493241 композиция антифрикционного твердого смазочного покрытия, патент № 2493241 композиция антифрикционного твердого смазочного покрытия, патент № 2493241 композиция антифрикционного твердого смазочного покрытия, патент № 2493241 композиция антифрикционного твердого смазочного покрытия, патент № 2493241
-100°C 0,080,0750,06 0,0650,07 0,0650,06-
+150°C 0,050,0450,020 0,0220,019 0,0240,0200,13
+23°C 0,060,0550,033 0,0350,04 0,0420,0330,13
Скорость изнашивания, мкм/ч композиция антифрикционного твердого смазочного покрытия, патент № 2493241 композиция антифрикционного твердого смазочного покрытия, патент № 2493241 композиция антифрикционного твердого смазочного покрытия, патент № 2493241 композиция антифрикционного твердого смазочного покрытия, патент № 2493241 композиция антифрикционного твердого смазочного покрытия, патент № 2493241 композиция антифрикционного твердого смазочного покрытия, патент № 2493241 композиция антифрикционного твердого смазочного покрытия, патент № 2493241 композиция антифрикционного твердого смазочного покрытия, патент № 2493241
-100°C 1,91,81,6 1,51,4 1,61,6-
+150°C1,7 1,71,5 1,31,01,4 1,42,5
+23°C0,13 0,130,09 0,090,090,1 0,10,18

На основании результатов, приведенных в таблице 2, подтверждается, что введение тетраэтилтиурамдисульфида медного комплекса и суспензии фторопласта Ф-4Д повышает трибологические свойства антифрикционного композиционного твердого смазочного покрытия и позволяет получить покрытие, которое обладает сниженным коэффициентом трения и коэффициентом трения покоя и повышенной износостойкостью при циклических нагрузках. Разработанная композиция испытана на опытном предприятии ФГУП ОКТБ «ОРИОН», и полученные покрытия имеют высокие физико-механические показатели.

На основании вышеизложенного, а также с учетом проведенного патентно-информационного поиска считаем, что разработанная нами «Композиция антифрикционного твердого смазочного покрытия» отвечает требованиям для признания его изобретением: новизна, изобретательский уровень, промышленная применимость и может быть защищена патентом Российской Федерации.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2493241

patent-2493241.pdf

Класс C10M103/06 соединения металлов

триботехническая композиция для металлических узлов трения -  патент 2527243 (27.08.2014)
смазочная масляная композиция для уменьшения трения, включающая нанопористые частицы -  патент 2512379 (10.04.2014)
состав для улучшения антифрикционных и противоизносных свойств узлов трения -  патент 2469074 (10.12.2012)
безграфитовая высокотемпературная смазка -  патент 2458111 (10.08.2012)
композиционный антифрикционный твердый смазочный материал -  патент 2444562 (10.03.2012)
нанотехнологическая антифрикционная порошковая композиция (варианты), нанотехнологическая смазочная композиция и способ нанотехнологической смазки -  патент 2415176 (27.03.2011)
антифрикционная суспензия -  патент 2412980 (27.02.2011)
активизатор трения-сцепления -  патент 2362799 (27.07.2009)
антифрикционная смазочная композиция и способ ее получения -  патент 2321620 (10.04.2008)
смазочное покрытие и способ его получения -  патент 2321619 (10.04.2008)

Класс C10M135/18 тиокарбаминового типа, например содержащие группы или

Класс C10M147/02 мономер, содержащий только углерод, водород и галоген

Класс C10M173/00 Смазочные составы, содержащие более 10% воды

способ покрытия металлических поверхностей композицией смазочных материалов, содержащей воски -  патент 2515984 (20.05.2014)
способ покрытия металлических поверхностей фосфатным слоем, а затем полимерным слоем смазочных материалов -  патент 2501848 (20.12.2013)
смазочно-охлаждающая жидкость для шлифования плазменных покрытий на никелевой основе -  патент 2501847 (20.12.2013)
смазочно-охлаждающая жидкость для обработки стекла -  патент 2495096 (10.10.2013)
смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки стекла и других материалов -  патент 2475522 (20.02.2013)
смазочный материал и способ его получения -  патент 2467061 (20.11.2012)
эмульсол для смазки металлических форм при изготовлении бетонных и железобетонных изделий -  патент 2466181 (10.11.2012)
смазочно-охлаждаюшая жидкость -  патент 2461610 (20.09.2012)
растворимое масло, содержащее сверхщелочные сульфонатные присадки -  патент 2458110 (10.08.2012)
графитсодержащая высокотемпературная смазка для применения при горячей обработке высококачественных и углеродистых сталей давлением -  патент 2454452 (27.06.2012)

Класс C10M173/02 не содержащие минеральных или жирных масел

способ покрытия металлических поверхностей композицией смазочных материалов, содержащей воски -  патент 2515984 (20.05.2014)
способ покрытия металлических поверхностей фосфатным слоем, а затем полимерным слоем смазочных материалов -  патент 2501848 (20.12.2013)
смазочно-охлаждающая жидкость для обработки стекла -  патент 2495096 (10.10.2013)
смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки стекла и других материалов -  патент 2475522 (20.02.2013)
смазочный материал и способ его получения -  патент 2467061 (20.11.2012)
смазочно-охлаждаюшая жидкость -  патент 2461610 (20.09.2012)
графитсодержащая высокотемпературная смазка для применения при горячей обработке высококачественных и углеродистых сталей давлением -  патент 2454452 (27.06.2012)
композиция смазочного материала для металлообработки -  патент 2451059 (20.05.2012)
смазочно-охлаждающая технологическая среда для обработки цветных металлов -  патент 2441060 (27.01.2012)
смазочно-охлаждающая технологическая среда для обработки серебра и серебряных сплавов -  патент 2441059 (27.01.2012)

Класс C08J5/16 изготовление изделий или материалов с низким коэффициентом трения

антифрикционная композиция -  патент 2526989 (27.08.2014)
антифрикционный композиционный полимерный материал -  патент 2524958 (10.08.2014)
композиционный полимерный антифрикционный материал на основе полиамида -  патент 2522106 (10.07.2014)
антифрикционный композиционный материал -  патент 2504560 (20.01.2014)
способ получения полимерного композита антифрикционного назначения на основе политетрафторэтилена -  патент 2495886 (20.10.2013)
антифрикционный композиционный материал -  патент 2495060 (10.10.2013)
способ получения антифрикционных материалов для бинарных поверхностей -  патент 2487904 (20.07.2013)
полимерная композиция триботехнического назначения -  патент 2484107 (10.06.2013)
способ получения композиционного материала на основе политетрафторэтилена и диоксида кремния -  патент 2469056 (10.12.2012)
нанокомпозиционный антифрикционный и уплотнительный материал на основе политетрафторэтилена -  патент 2467034 (20.11.2012)

Класс C09D1/00 Составы для нанесения покрытий, например краски, масляные или спиртовые лаки на основе неорганических веществ

композиция для получения термозащитного покрытия и термозащитное покрытие -  патент 2529525 (27.09.2014)
огнестойкое теплозащитное покрытие и способ его получения -  патент 2523818 (27.07.2014)
состав огнезащитный -  патент 2521999 (10.07.2014)
асфальтобетонная смесь -  патент 2515840 (20.05.2014)
красящее многофункциональное защитное покрытие -  патент 2514940 (10.05.2014)
дорожный асфальтобетон на основе модифицированного битумного вяжущего -  патент 2504565 (20.01.2014)
способ производства материалов из карбоната кальция с улучшенными адсорбционными свойствами поверхности частиц -  патент 2499016 (20.11.2013)
строительные панели с покрытием и изделия, содержащие полугидрат сульфата кальция -  патент 2497855 (10.11.2013)
негидрирующий штукатурный состав и способ его изготовления -  патент 2497854 (10.11.2013)
способ получения многослойного покрытия на основе sio2-zro2-p2o5-cao -  патент 2497680 (10.11.2013)

Класс C09D127/18 гомополимеры или сополимеры тетрафторэтена

коррозионностойкое композиционное полимерматричное порошковое покрытие на основе полисульфона -  патент 2525906 (20.08.2014)
способ получения ультрагидрофобных покрытий для борьбы с обледенением больших площадей -  патент 2525292 (10.08.2014)
композиции для облицовочных покрытий -  патент 2515301 (10.05.2014)
лаковая композиция -  патент 2505572 (27.01.2014)
состав для нанесения фторполимерного покрытия на полиимидную пленку и устройство для нанесения состава на полиимидную пленку -  патент 2503691 (10.01.2014)
смешанные композиции фторполимеров -  патент 2497849 (10.11.2013)
композиция для получения покрытия с высокими триботехническими свойствами и способ получения покрытия -  патент 2495893 (20.10.2013)
антикоррозионная лакокрасочная композиция -  патент 2470054 (20.12.2012)
способ нанесения фторполимерного порошкового покрытия в качестве грунтовочного слоя и верхнего покрывного слоя -  патент 2464107 (20.10.2012)
способ получения композиций для получения антифрикционных покрытий на металлических поверхностях -  патент 2457228 (27.07.2012)
Наверх