CS268932B1

CS268932B1 - Mazivo ae zvýšenou tepelnou a tlakovou odolnosti

Info

Publication number: CS268932B1
Application number: CS872276A
Authority: CS
Inventors: Ivo Ing Hlavacek; Miroslav Rndr Brazda; Vratislav Perna
Original assignee: Hlavacek Ivo; Brazda Miroslav; Vratislav Perna
Priority date: 1987-09-11
Filing date: 1987-09-11
Publication date: 1990-04-11
Also published as: CS227687A1

Abstract

Mazivo se zvýšenou tepelnou a tlakovou odolnosti obsahující 3 až 69 % haotnoatnich kysličníků žíravých zeain nebo Jejich hydrátů, obsahuje podle vynálezu 5 až 95 % hmotnostních alkanlckocyklanlckáho oleje β obsahem aromatických uhlovodíků 12 až 20 % hmotnostních o průměrná molekulová hmotnosti 590 až 670 a 2 až 42 % hmotnostních slrniků molybdenu nebo wolframu nebo/a 2 až 55 % hmotnostních práškového grafitu.

Description

Vynález se týká maziva, určeného pro extrémně vysoké teplotní a tlakové namáhání, obsahujícího oxidy žíravých zemin nebo jejich hydrátů.

□ak je známo, dochází u strojních součásti při jejich vzájemném styku k nejrúxnějšíb druhům tření, většinou z důvodu přenosu sily. K nejčastějši· druhům tření patří kluzné a valivé. Ve strojním zařízeni existuje celá řada uzlů a kluzných a valivých uložení, které pracuji za extrémních teplotních podmínek za současného výrazného dynamického- namáháni ·

Většina komerčních maziv nemá současně požadovanou tepelnou stabilitu pro teploty nad 150 °C a tlakovou únosnost, tj. odolnost proti opotřebení a zadíráni.

Osou známa maziva, například na bázi lltných mýdel, odolná trvalým teplotám 130 °C a krátkodobě i vyšším. Tato maziva Jsou veaměa čisté tuky bez tuhých práškových přísad. Použití uvedených maziv je limitováno Jednak uvedenou omezenou tepelnou odolnosti, jednak svou nízkou odolností proti zadíráni a proti vibračnímu opotřebení. Odolnost uvedených maziv proti zadírání stanovená podle ČSN 65 62 54 (stanovení protloděrových vlastnosti kapalných maziv na čtyřkullčkovém stroji) se pohybuje v rozmezí 2 000 až 3 980 N, a to 1 v případě přídavku speciálních vysokotlakých adltiv.

Dále Jeou známa syntetická maziva, která dosahuji vysokou tepelnou odolnost až do 200 °C, avšak jejich odolnost proti zadření je srovnatelná s výše uvedenými mszlvy a také odolnost proti vibračnímu opotřebení stanovená na vibrační stolici je nízká: úbytek oceli třídy 11 600 z válcového zkušebního těliska činí 3 až 5 mg/tělísko.

Běžně používaná maziva strojních součástí nemají déle dostatečnou schopnost udržet kovové plochy v neetykovém stavu, nemají dostatečnou schopnost pohlcovat a tlumit kmitávé působeni vysokých tlaků, mají nižší schopnost fixace na povrchu stykových ploch a ve většině případů nemají schopnost fyzikálně chemicky reagovat s povrchem kovů a nejsou ideální pro vysokoobrátková valivá ložiska.

Tyto nevýhody odstraňuje mazivo se zvýšenou tepelnou odolností, obsahující 3 až 69 % hmot, oxidů žíravých zemin nebo jejich hydrátů, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje 20 až 90 % hmot, alkanickocyklanického oleje s obsahem aromatických uhlovodíků 12 až 20 % hmot, o průměrně molekulové hmotnosti 590 až 670 a 2 až 42 % hmot, sirníku molybdenu nebo wolframu, nebo/a 2 až 55 % hmot, práškového grafitu.

Mazivo se vyrábí homogenizaci jednotlivých složek ve speciálním vyhříveném dupllkátoru s účinným hnětacím zařízením. Technologický postup spočívá nejprve v homogenizaci kapalných složek. Ve druhé fázi se postupně přidávají tuhé práškové podíly. Doba homogenizace činí cca 3 hodiny při teplotách hnětení 60 až 90 °C a pokračuje další dobou až do vychladnuti.

Uvedené mazivo podle přihlášky vynálezu se vyznačuje zvýšenou dlouhodobou tepelnou odolností minimálně do 180 °C za současné zvýšené odolnosti proti zadírání a proti vibračnímu opotřebení. Odolnost maziva podle přihlášky vynálezu proti zadírání stanovené podle ČSN 65 6254 činí minimálně 7 080 N.

Uvedená vysoká protizadirací hodnota, stanovená na čtyřkullčkovém stroji je dosažena synergickýn účinkem kluzných a protizadíracích vlastností směsí oxidů žíravých zemin nebo jejich hydrátů a práškového grafitu nebo sirníků molybdenu nebo volframem.

Synergický účinek je doložitelný následujícími příklady protizadiraci hodnoty maziv komerčních, maziva na bázi sirníku molybdenu a grafitu, ne bázi oxidů žíravých kovů a jejich hydrátů a maziva podle vynálezu:

Mazivo Hodnota zadření v N

A00 (polotekuté mazivo na bázi hlinitých mýdel a minerálního oleje) 1.580

NH2 (poloměkké mazivo na bázi komplexnich vápenatých mýdel a minerálního oleje) 2.820

CS 268 932 Bl

Molyka G (obsah MoS₂ ♦ grafit)3 550

Mazivo na bázi oxidů a hydrátů prvků žíravých zemin5 010

Mazivo podle vynálezu minimálně7 080

Technicky lze synergický účinek směsi oxidů nebo hydrátů žíravých zemin a práškového grafitu nebo sirniků molybdenu nebo volframu vysvětlit nabalováním menších částic, například MoS₂, respektive grafitu na vStší částice, například oxidu nebo hydrátu vápenatého· V podmínkách něžného a suchého třeni potom nedochází k opotřebení stýkajících se povrchů, protože je uvedenou směsí diskontinuálnS pokryto SirSí spektrum tlakového působení .

Odolnost proti vibračnímu opotřebení stanovená hmotnostním úbytkem na vibrační stolici je maximálně 1,5 mg/1 ks zkušebního tSlíska vyrobeného z oceli třídy 11 600. (Zkouška není normována).

Vynález je blíže popsán následujícími příklady složení maziva.

Všechna níže uvedená meziva jsou pastovitého charakteru měkké konzistence. Vyznačuji se vysokou tepelnou odolností a zvýšenou odolnosti proti zadírání a vibračnímu opotřebení i v extrémních podmínkách namáháni a při rázovitém silovém působení.

U níže uvedených příkladů se liší korozní odolnost v určitých prostředích podle koncentrace oxidů žíravých zemin nebo jejich hydrátů. Tepelná odolnost všech dále uvedených příkladů maziv činí přibližně 180 °C.

Konzistence maziva je závislá na množství plnění tuhými práškovými podíly.

Odolnost proti opotřebení je dána složením maziva, respektive poměrem jednotlivých tuhých práškových komponent. T₈ké vhodnost maziva pro jednotlivá typy uložení je dána jeho složením a poměrem tuhých práškových podílů, a dále poměrem tuhých a kapalných složek.

Příklad 1

26,3 % hmot, alkanicko cyklanický olej s obsahem aromatických uhlovodíků 12 až 20 % hmot. například olej válcový s obsahem aromatických uhlovodíků cca 16 % hmot, o průměrné molekulové hmotnosti cca 620 a viskozitě při 100 °C, 30 až 45 mm^/s

22,5 % hmot, slrníku molybdeničltého MoS₂44,8 % hmot. hydratový oxid vápenatý 6,4 % hmot, grafit práškový

Mazivo uvedeného složení má konsistenční stupeň 3 e vysokou únosnost při vibračním opotřebení. Mazivo je zejména vhodné pro uložení, která nevyžadují nižší konzistenci zatékavost maziva. Odolnost maziva proti vibračnímu opotřebení na vibrační stolici činí 1,3 mg/tělísko· Přiklad 2 41,0 % hmot, alkanicko cyklanický olej s obsahem aromatických uhlovodíků cca 16 % hmot., například olej válcový e obsahem aromatických uhlovodíků cca 16 % hmot, průměrné molekulové hmotnosti cca 620 a viskozitě při 100 °C, 30 až 45 mm²/s 25,0 % hmot, práškový grafit 26,9 % hmot, oxid vápenatý 7,1 % hmot, sirník molybdenič1tý

Mazivo uvedeného složeni má konsistenční stupeň 0. Vyznačuje se velmi dobrou odolnoetí při vibračním opotřebeni, danou hmotnoetním úbytkem 1,0 rag/zkuSební tělísko. Je

CS 268 932 Bl 3 vhodné pro mazání valivých uložení. Mazivo lze dobře vpravit do těsně lícovaných uložení. Vzhledem k nižší konsistenci je mazivo použitelné 1 pro tlaková mazací zařízení.

Vzhledem k vyššímu obsahu grafitu je mazivo cheaicky odolnější a částečné elektricky vodivé.

Přiklad 3

3,5 % haot. práškový sirnik molybdeničitý MoSg

60,7 % haot. oxid vápenatý ,

35,8 % haot· alkanlcko.cyklanický olej s obsahem aromátů až 20 % hmot· například olej válcový s obsahem aromatických uhlovodíků cca 16 % haot. o průměrné molekulové hmotnosti cca 620 a vlskozltě při 100 °C, 30 až o mm /a·

Mazivo uvedeného složeni má konsistenčni stupeň 2 a vysokou únosnost při vibračním namáháni a dobrou protikorozni odolnost, zejména v prostředí s nebezpečím chemické koroze kyselými produkty. Je vhodná zejmána pro pevné spoje. Odolnost proti zadírání stanovená podle ČSN 65 6254 činí u věech tří uvedených příkladů minimálně 7 080 N.

Příklad 4

92,0 % hmot, alkanlcko cyklanický olej s obsahem aromatických uhlovodíků bd 12 do 20 % hmot, například olej válcový s obsahem aromatických uhlovodíků cca 16 % hmot, o průměrné molekulové hmotnosti cca 620 a vlskozltě při 100 °C, 30 až 45 mm²/s

5,0 % hmot, hydratovaný oxid vápenatý

3,0 % hmot, práškový grafit. Mazivo uvedeného složení má zejména dobrou odolnost proti vibračnímu opotřebení a zadírání, a to 1,5 mg úbytek hmotnostní/ zkušební tělísko, má konsistenčni stupeň II jedná se o polotekuté mazivo, vhodné pro užití na těsně lícovaných spojích, respektive uloženích nebo jako náplň speciálních uzavřených převodových skříní. Použitelné pro tlaková mazací zařízení. Odolnost proti zadírání dle ČSN 65 6254 činí min. 7 940 N.

Příklad 5 % hmot, alkanlcko cyklanického oleje a obsahem aromatických uhlovodíků do 20 % hmot., například olej válcový s obsahem aromatických uhlovodíků cca 16 % hmot, o průměrné molekulové hmotnosti cca 620 a vlskozltě při 100 °C, 30 až 45 mm²/s 15 % hmot, práškového grafitu 10 % hmot, stearanu lltného % hmot, sirníku molybdeničitého % hmot, hydratovaného oxidu vápenatého

Mazivo uvedeného složení má konsistenčni stupeň 1, vysokou odolnost proti zadírání. Je odolná proti vibračnímu opotřebení, odpovídající hmotnostnímu úbytku 2,0 mg/zkušebni tělisko. Vhodné pro kluzná uložení i valivá uložení. Odolnost proti zadírání, stanovená dle ČSN 65 6254 činí min. 7 940 N.

Příklad 6 % hmot, alkanlcko cyklanického oleje s obsahem aromatických uhlovodíků do % hmot., například olej válcový s obsahem aromatických uhlovodíků cca 16 % hmot, průměrné molekulové hmotnosti cca 620 a vlskozltě při 100 °C, 30 až 45 mm²/s % hmot, stearanu lltného % hmot, práškového grafitu % hmot, hydratovanáho oxidu vápenatého.

CS 268 932 Bl

Mazivo uvedeného složeni má konsietenčni stupeň 1. Mé v daném rozsahu nlžSí korozní odolnost, je však velni vhodné pro nazéni konstrukčně komplikovaných uzlů. Odolnost proti vibračnímu opotřebeni je dána hmotnostním úbytkem 2,0 mg/zku3ebni tělisko. Mazivo je dále vhodné zejména pro mazáni valivých ložisek, včetně vysokoobrátkových. Odolnost proti zadíráni, stanovená dle CSN 65 6254 na čtyřkullčkový stroj činí min. 8 910 H.

Alkanicko cyklanický olej s obsahem aromatických uhlovodíků 12 až 20 % hmot, je temně hnědou olejovitou vlakozní kapalinou. Jedná se o směs nasycených a aromatických uhlovodíků. Je součástí kapalného základu maziva. Uvedený olej se vyznačuje vysokou tepelnou stabilitou a velmi dobrou přilnavostí ke kovovému povrchu. Tato skutečnost se projevuje příznivě na vzniku zadření odolného, tlakového únosného mazacího filmu. V případě užití dalších tepelně stálých komponent do maziva vyráběného z uvedeného oleje, vznikne mazivo a abnormní trvalou vysokoteplotní odolností do 180 °C.

Další výhodou tohoto oleje je chemická stabilita', projevující se sníženým výskytem korozních dějů pro procesech tření a opotřebení. Při vyšší viskositě oleje je zajištěna vhodná konsistence maziva, nedochází k vytěsnění oleje z tuhých práškových plnidel mnziva.

Z chemické nasycenosti vazeb vyplývá chemická stálost, odolnost vůči atmosferickým vlivům, oxidační stálost, nízká reaktivita. Tyto vlastnosti se projevují v mazivu zejména jeho stabilitou při procesu vzniku a působení vibrační koroze, tzn. oscilačním pohybu i za vysokých teplot a tlaků.

Sirníky molybdenu a wolframu a grafit, Jsou tuhými práškovými suchými mazivy. Jejich výhodou je vysoká tepelná stabilita. Krystalizují v šesterečné soustavě, lamelárně se velmi dobře rozbíhají a mají dobré kluzné vlastnosti, Zajišíují tím mazání při porušení kapalinového mazacího filmu. Tím, že se jedná o tuhé látky, mají také vysokou tlakovou odolnost a fixují se na povrchu materiálu.

Kysličníky prvků žíravých zemin a jejich hydratované formy vytvářejí tuhý mazivový základ tuku. Kysličníky krystalizují většinou v krychlové soustavě, jejich hydrátové formy v soustavě šesterečné. Mají vysoký bod tání. V mazivu tvoří dělicí film mezi dvěma kovovými stýkajícími se povrchy, čímž zabraňují jejich přímému styku a možností vzájemného povrchového působení a poškození. Samy o sobě mají dobré kluzné vlastnosti, což je dané krystalickou strukturou. Snáší bez chemicko-fyzikálních změn vysoké teploty. Bez chemických změn dobře odolávají vysokým tlakům, přičemž se ve velmi tenkém filmu zabudovávají do povrchu kovového materiálu. V případě působení iontů H^0⁺ a OH” mírně alkalizují prostředí, čímž je snížena možnost napadení kovového povrchu atmosferickou korozí.

Claims

Mazivo se zvýšenou tepelnou a tlakovou odolnosti, obsahující 3 až 69 % hmot, oxidů žíravých zemin nebo jejich hydrátů, vyznačující se tím, že obsahuje 20 až 95 % hmot, alkanicko cyklanického oleje s obsahem aromatických uhlovodíků 12 až 20 % hmot, o průměrné molekulové hmotnoeti 590 až 670 a 2 až 42 % hmot, sirníků molybdenu nebo wolframu nebo/a 2 až 55 % hmot, práškového grafitu.