Металлоплакирующая присадка к пластичным смазкам

(12) ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ 54 МЕТАЛЛОПЛАКИРУЮЩАЯ ПРИСАДКА к ПЛАСТИЧНЫМ СМАЗКАМ(22) Дата подачи заявки 04.01.1993Применение пастообразной фазы из отстоя отработанных при золочении медной проволоки водоэмульснонных смазок и смазочноохлаждающих жидкостей в качестве металлоплакирующей присадки к пластичнымИзобретение относится к нефтехимической промышленности, а более конкретно, к металлоплакирующим присадкам для пластичных,преимущественно гидратированных кальциевых и кальциево-натриевых смазок, используемых для повышения износостойкости деталейУЗЛОВ трения МаШИН И МСХННИЗМОБ РЗЭЛИЧНОГОИзвестна металлоплакирупощая присадка к пластичным смазкам, включающая соединения меди 1 1.Известная присадка (медьсодержащая) применяется в литиевых пластичных смазкак. Для нее характерна строгая специфичность условий эксплуатации. В частности, она недостаточно эффективна при повышенных нагрузочно-скоростных режимах.Наиболее близкой к заявляемой является ме ГНЛЛОПЛЗКИВУЮЩЗЯ ПВИСЗДКЗ К ПЛВСТИЧНЫМвыделенная из отстоя отработанных водоэмульсионных технологических смазок, полученных после волочения медной проволоки 2 1.Введение в пластичную смазку предельно загущенного металлосодержащего шлама в качестве прИсадКИ В сравнении с чистой товарной смазкой обеспечивает снижение весового износа. Вместе с тем это снижение недостаточно,так как шлам, концентрирующихся в нижней зоне отстаиваемого объема отработанных СОЖ, содержит металлические продукты износа достаточно большой крупности. Сепарирование же шлама технологически трудноосуществимо и требует разжижения шлама. Различная крупность частиц шлама при введении его в смазку не позволяет при перемешивании добиться получения однородной смеси. Поэтому шлам термообрабатывают до получения сухого остатка, затем подвергаютнако при термообработке шламообразующие частицы теряют часть своих свойств, приобретенных в контакте с компонентами СОЖ, что не позволяет обеспечить использование всего спектра приобретаемых присадкой свойств после ее введения в пластичную смазку и эксплуатации последней в узле трения.В соответствии с настоящим изобретением улучшаются антифрикционные и противопаносные свойства пластичных смазок, пре имущественно кальциевых и кальциевонатриевых.Указанный технический результат достигается применением пастообразной фазы, выделенной после отстоя отработанных при золочении медной проволоки водоэмульсионных технологических смазок и смазочноохлаждающих жидкостей, в качестве металлоплакирующей присадки к пластичным смазхам.пастообразная фаза отработанной при волочения медной проволоки СОЖ и смазок соответствует средней зоне объема при отстое последних. При этом, как уже отмечалось выше, вязкость указанной фазы близка к вязкости товарных пластичных смазок.В контексте данного описания средняя зона отстаиваемого объема не характеризуется тем,что она расположена в середине указанного объема, а говорит лишь о том, что она размещена между верхней и нижней зонами.Близкие реологические характеристики обеспечивают исключительную совместимость присадки и пластичной смазки, при которой достигается высокая однородность смеси после ПВРМСШИВЗНИЯ.Качественный микроспектральный анализ,осуществленный с помощью анализатора МА 10, показал, что твердые включения, содержащиеся в верхней, средней и нижней зонах отстаиваемого объема отработавших при волочении медной проволоки СОЖ содержат одипаковые элементы (медь, железо, никель,вольфрам, осмий, Цинк, молибден, рутений,кадмий, ванадий, хром). Вместе с тем, коли ЧЕСТВСННЗЯ ОЦЕНКЕ СОДВВЖВНИЯ указанных ЭЛЕМСНТОВ ПО ИНТСНСИВНОСГИ СПСКТРЗЛЬНЫХ ЛИНИЙв первом приближении говорит о том, что в пастообразной фазе СОЖ после ее отстоя сухой остаток содержит до 40 меди, т.е. практически столько же, сколько в сухом остатке загущенного шлама нижней зоны. Сухой остаток жидкой фазы содержит меди примерно в 3 раза меньше. Эти данные косвенно позволнют говорить, что именно медь ответственназа улучшение антифрикционных и противоизносных свойств. Вместе с тем волочильныесостава могут включать такие компоненты,как соли высших жирных кислот (мыла),растительное масло, соли азотистой кислоты(нитраты), безводный карбонат натрия (кальцинированная сода), триэтаноламин и др., а их жидкой основой является вода.Очевидно, что наибольшее количество воды содержится в жидкой фазе отработанной СОЖ,в пастообразной же фазе ее значительно меньше. Наличие воды в пастообразной фазе обуславливает ее совместимость с реализацией улучшенных антифрикционных и противопаносных свойств именно с пщратированными ПЛЗСТИЧНЫМИ СМЗЗКЗМИ, КОТОРЫЕ СОДСРЖВТ ВОду как необходимый компонент, так как она не оказывает отрицательного действия на их свойства. Вместе с тем незначительное количество воды, содержащееся в пастообразной фазе отработанной СОЖ, не исключает улучшение эксплуатационных свойств пластичных смазок других типов.Процесс волочения медной проволоки сопровождается ее деформированном в продольном и поперечном направлениях, при котором от поверхности металла отделяются частицы различного размера и формы со свежеобразованной поверхностью. Указанная активированная поверхность оказывает каталитическое действие на окисление компонент СОЖ и приводит к протеканию сложных окислительно-воссгановительиых реакций, при которых образуются комплекс устойчивых и неустойчивых соединений. При введении в пластичную смазку пастообразной фазы, выделенной из отработанной СОЖ, указанные соединения наряду с частицами меди участвуют в улучшении антифрикционных и противоизносных свойств пластичных смазок.Процесс выделения пастообразной фазы из отстоявшейся отработанной СОЖ сводится к сливу жидкой фазы методом, исключающим перемешивание верхней, средней и нижней зон объема отстоя, например, медленным погружением в жидкую фазу объемного твердого тела. После слива жидкой фазы открывается доступ к пастообразной фазе.Для получения пастообразной фазы, образующейся при осуществлении технологического процесса волочения медной проволоки по ТУ 16.К 71- 003-87 (Казанка медная. Технические условия) путем ее протягивания через волоку из твердого сплава ВК 8 по ТУ 48-19-232-76, использовали СОЖ трех составов.Состав А (мае. ) Масло подсолнечное рафини рованное, ГОСТ 1129-73 -1,3 СОДЗ КВЛЬЦИННРПВЗННЭЯ ТЕХНИческая, ГОСТ 10689-75 -0,5ПОСЛС отработки ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РСГЛЗМВНта отработанные СОЖ отстаивали в неметаллических емкостях, после чего выделяли пастообразную фазу, вводили ее в пластичные смазки, перемешивали до получения однородной смеси и определяли эффективность присадки в виде пастообразной фазы типовыми триботехническими испытаниями.В качестве товарных пластичных смазок для получения образцов металлоплакирующих смазок использовали гидратированные кальциевые смазки (Солидол УС-2, ГОСТ 1033-79 солидол С, ГОСТ 4366-76 циатим - 221 ГОСТ 9433-60), гидратированные кальциево-натриевые смазки (ИП-1 Л, ГОСТ 3257-74 ЯНЗ-1,ГОСТ 9432-60) и литиевые смазки (циатим 201, ГОСТ 6267-74 литол-24, ГОСТ 2115075).При испытаниях фрикционно-износные показатели полученных металлоплакирующих смазок исследовали на машине трения СМЦ-2 с образцами типа ролик-сегмент. Смазкуобразцов производили методом погружения вращающегося ролика в ванну с металлоплакирующей смазкой. Нагрузку на образцы прикладьтвали ступенчато через каждый час работы машин трения. Длительность одного цикла испытаний выбирали равной 18-ти часам, и за это время нагрузку изменяли пять раз от 1,04 до 69 кГс, включая значения 5,72 26,73 47,85 кГс.В процессе испытаний форсировали температуру вблизи контакта образцов и силу трения меэкду ними Измерения проводили при каждом изменении нагрузки. После полною цикла испытаний измеряли суммарный весовой износ образцов. В качестве пар трения использовали образцы (ролик, сегмент) из стали 45, стали 40 Х, чугуна С 21-40, бронзы Бр.ОЦС 5-5-5. Испытания проводили при постоянной скорости скольжения, составляющей 3 м/с.Для получения сравнительных данных из отработанных СОЖ наряду с пастообразной фазой выделяли и шлам из нижней зоны объема отстоя. Его вводили в испытуемые товарные пластичные смазки и отрабатывали до получения металлоплакирующих смазок при условиях, аналогичных условиям получения мегаллоплакирующих смазок с присадкой в виде пастообразной фазы. Испытания смазок с присадкой в виде шлама и присадкой в виде пастообразной фазы проводили также при прочих равных условиях.Из анализа табличных данных, приведенных в таблице 2, видно, что с ростом нагрузки наобразцы пары трения коэффициент тренияТаблица 1 Номе состава Состав металлоплаки ющей смазки 21.1 Солидол УС-2 1,5 шлама из СОЖ состава А1.2 Солидол УС-2 1,5 шлама из СОЖ состава Б1.3 Солидол УС-2 1,5 шлама из СОЖ состава В1.4 Солидол УС-2 1,5 пастообразной фазы из СОЖ состава А 1.5 Солидол УС-2 1,5 пастообразной фазы из СОЖ состава Б 1.6 Солидол УС-2 1 5 пастообазной азы из СОЖ состава В 2.1 Солидол С 1,5 шлама из СОЖ состава А2.2 Солидол С 1,5 шлама из СОЖ состава Б2.3 Солидол С 1,5 шлама из СОЖ состава В2.4 Солидол С 1,5 пастообразной фазы из СОЖ состава А 2.5 Солидол С 1,5 пастообразной фазы из СОЖ состава Б 2.6 Солидол С 1 5 пастообазной азы из СОЖ состава В 3.1 ИП-1 Л 1,5 шлама из СОЖ состава А3.2 ИП-1 Л 1,5 шлама из СОЖ состава Б3.3 ИП-1 Л 1,5 шлама из СОЖ состава В3.4 ИП-1 Л 1,5 пастообразной фазы из СОЖ состава Апастообазной азы из СОЖ состава Б3.6 ИП-1 Л 1,5 пастообазной азы из СОЖ состава В4.1 Циатим-221 1,5 шлама из СОЖ состава А4.2 Цизтим-221 1,5 шлама из СОЖ состава Б4.3 Циатим-221 1,5 шлама из СОЖ состава В4.4 Циатим-221 1,5 пастообразной фазы из СОЖ состава А 4.5 Цнатнм 221 1,5 пастообразной фазы из СОЖ состава Б 4.6 натим-221 1 5 пастообазной азы из СОЖ состава В 5.1 ЯНЗ-1 1,5 шлама из СОЖ состава А5.2 ЯНЗ-1 1,5 шлама из СОЖ состава Б5.3 ЯНЗ-1 1,5 шлама из СОЖ состава В5.4 ЯНЗ-1 1,5 пастообразной фазы из СОЖ состава А5.5 ЯНЗ-1 1,5 пастообразной фазы из СОЖ состава Б5.6 ЯНЗ-1 1 5 пастообазной азы из СОЖ состава ВЦиатнм-201 1,5 шлама из СОЖ состава А Цнатим-2 О 1 1,5 шлама из СОЖ состава Б Циатим 2 О 1 1,5 шлама из СОЖ состава ВЦиатим-201 1,5 пастообразной фазы из СОЖ состава АЦиатим-2 О 1 пастообразной фазы из СОЖ состава Б. пастообазной азы из СОЖ состава В 7.1 Литол-24 1,5 шлама из СОЖ состава А 7.2 Литол 24 1,5 шлама из СОЖ состава Б 7.3 Литол-24 1,5 шлама из СОЖ состава В 7.4 Лнтол 24 1,5 пастообразной фазы из СОЖ состава А 7.5 Литол 24 1,5 пастообразной фазы из СОЖ состава Б 7.6 Литол-24 1,5 пастообразной фазы из СОЖ состава ВНомер соста- Коэффициент трения для Суммарный Износ ролика и сегмента, мг ва металло- испыт смой па плакирую- Сталь 45 - Сталь 45 - Сталь 45 щей смазки Бр.ОЦС чугун С 2 1 -40