RU2345176C1 - Способ формирования восстанавливающего антифрикционного и износостойкого покрытия для узлов и деталей машин и механизмов - Google Patents
Способ формирования восстанавливающего антифрикционного и износостойкого покрытия для узлов и деталей машин и механизмов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2345176C1 RU2345176C1 RU2008104679/11A RU2008104679A RU2345176C1 RU 2345176 C1 RU2345176 C1 RU 2345176C1 RU 2008104679/11 A RU2008104679/11 A RU 2008104679/11A RU 2008104679 A RU2008104679 A RU 2008104679A RU 2345176 C1 RU2345176 C1 RU 2345176C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- wear
- antifriction
- friction
- binder
- Prior art date
Links
Landscapes
- Lubricants (AREA)
Abstract
Изобретение относится к машиностроению. Способ формирования антифрикционного и износостойкого покрытия для узлов и деталей машин и механизмов заключается в том, что между трущимися поверхностями помещают размельченную минеральную композицию, составляющую антифрикционное покрытие. В качестве связующего используют минеральное масло и/или консистентную смазку, например литол-24. Размельченная минеральная композиция представлена следующим соотношением компонентов, мас.%: Антигорита (Mg,Fe2)3Si2O5(OH)4 - 20-50, Лизардита Mg3Si2O5(OH)4 - 20-40, Периклаза MgO - 1-25, Шунгита CaWO4 - 1-7 и воды - 5-14. При этом размельченную минеральную композицию механоактивируют со связующим в соотношении 0.03 - 3%. После приработки размельченной минеральной композиции в течение 10-150 минут и образования пленки проводят ее стабилизацию в течение 12-60 часов для обеспечения набора прочности и получения максимального результата по восстановлению геометрии узлов. Технический результат: повышение долговечности, износостойкости и ресурса трущихся поверхностей узлов и механизмов с одновременным повышением срока хранения состава за счет создания на поверхностях трущихся деталей износостойкой пленки.
Description
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для повышения износостойкости деталей и узлов механизмов, а также в восстановлении геометрии пар трения.
Известен способ формирования антифрикционного покрытия трущихся поверхностей кинематических пар, заключающийся в том, что между трущимися поверхностями предварительно размещают механоактивированную смесь природного серпентинита дисперсностью 0,001-1 мкм в количестве 2-4 мас.% (см. патент РФ №2006707 по кл F 16 С 33/14 от 1992).
Недостатком этого способа является низкое качество и недолговечность образуемого покрытия.
Известен также способ формирования антифрикционного покрытия трущихся поверхностей кинематических пар, заключающийся в том, что между трущимися поверхностями размещают предварительно механоактивированную смесь размельченного формирующего антифрикционное покрытие вещества со связующим, при этом в качестве такого вещества используют кроме природного серпентинита 0,15-0,35 мас.% мелкодисперсного порошка алмаза или шунгита и 4,8-6,7 мас.% металлосодержащей добавки в виде мелкодисперсных порошков металлов (хрома, никеля, молибдена, ниобия, титана, их сплавов), оксидов или галогенидов указанных металлов, 1,5-2,0 мас.% примесей (патент РФ 2168662, кл. F 16 С 33/14 от 2000).
Недостатком этого способа является неравномерная толщина получаемого антифрикционного покрытия, его нестабильность и недолговечность и пониженная восстанавливающая способность из-за введения для повышения твердости состава и снижения износа пленки добавок из порошков алмаза или шунгита.
Наиболее близким к заявляемому решению по технической сути и достигаемому эффекту является способ формирования антифрикционного и износостойкого покрытия для узлов и деталей машин и механизмов, заключающийся в том, что между трущимися поверхностями помещают размельченную минеральную композицию, составляющую антифрикционное покрытие, а в качестве связующего используется минеральное масло и/или консистентная смазка, например, литол-24 (см., например, патент РФ 2204623 по кл. С 23 С 24/02, С 23 С 26/00 от 2002).
К недостаткам этого способа следует отнести небольшой срок хранения, невысокую стабильность и недолговечность антифрикционного покрытия в широком диапазоне механических и температурных воздействий. Это не позволяет обеспечить необходимую износостойкость контактирующих трущихся поверхностей.
Задачей настоящего изобретения является повышение долговечности, износостойкости и ресурса трущихся поверхностей узлов и механизмов за счет создания на поверхностях трущихся деталей износостойкой пленки, которая появляется после введения в смазочные материалы (моторное, трансмиссионное, индустриальное масло либо консистентная смазка - литол-24) разработанного состава АПВС WL.
Поставленная задача достигается тем, что в способе формирования антифрикционного и износостойкого покрытия для узлов и деталей машин и механизмов, заключающемся в том, что между трущимися поверхностями помещают измельченную минеральную композицию, составляющую антифрикционное покрытие, а в качестве связующего используют минеральное масло и/или консистентную смазку, например, литол-24, в качестве синтетической модификации используют измельченную смесь минералов, состоящую из Антигорита (Mg,Fe2)3Si2O5(OH)4 - 20-50, Лизардита Mg3Si2O5(OH)4 - 20-40, Шунгита - CaWO4 - 1-7 и Периклаза - MgO - 1-25 и воды Н2O - 5-14, затем ее механоактивируют со связующим в соотношении 0.03 - 3%, а после этого производят приработку синтетической модификации смеси минералов в течение 10-150 минут.
Поставленная задача достигается также тем, что после приработки смеси минералов и образования пленки осуществляют ее стабилизацию в течение 12-60 часов для обеспечения набора прочности и получения максимального результата по восстановлению геометрии узлов.
Общая химическая формула состава WL - Mg6(Si4O10)(OH)8. Спектральный анализ раскрыл содержание состава WL; SiO2 - 37.7%; Al2O3 - 0.65%; Fe2O3 - 5.9%; СаО - 3.85%; MgO - 39.1%, TiO - 0.26%, MnO - 0.065, C - 0.8%, P2O5 - 0.012, Na2O - 0.43%, K2O - 0.091, H2O - 12.15%. Основным составляющим, влияющим на повышение износостойкости состава WL являются силикаты магния (см. выше). Для повышения износостойкости и увеличения процента содержания магниевой составляющей в составе АПВС WL и предложен синтезированный минерал Периклаз (переплавленный магнезит MgO>90%). Также на повышение износостойкости эффективно влияют Fe2O3 содержания, которого в Антигорите значительно выше, чем в других минералах серпентинитовой группы. Пример нестабильного формирования вновь образованных пленок на прирабатываемых парах трения - график роста мощности и график экономии топлива ДВС в исследованиях Инженерного факультета Университета Айн Шамс, г.Каир, Египет. На основании анализа вышеуказанного графика видно, что после приработки WL на парах трения двигатель не остановлен, а продолжал работать на холостых оборотах и последующие 50 часов график роста мощности изменялся с 25% до 6%, после чего изменений не происходило все последующие 350 часов работы двигателя на стенде. Вывод напросился сам, что для сохранения максимальной мощности 25% необходимо остановить двигатель после приработки на время 12-60 часов, после чего продолжить работу двигателя. Период остановки двигателя после приработки автор изобретения назвал стабилизацией. Стабилизация позволяет получать максимальные и стабильно надежные результаты в короткие сроки за счет отсутствия эксплуатации ДВС в период нестабильной прочности вновь образованной пленки в парах трения в процессе приработки АПВС WL.
Заявителем не обнаружены какие-либо источники информации, содержащие сведения о влиянии заявленных отличий на достигаемый результат. Это, по мнению заявителя, свидетельствует о соответствии заявленного изобретения критерию "изобретательский уровень".
Способ реализуют следующим образом.
Способ формирования антифрикционного и износостойкого покрытия для узлов и деталей машин и механизмов заключается в том, что между трущимися поверхностями помещают размельченную минеральную композицию, составляющую антифрикционное покрытие, а в качестве связующего используют минеральное масло и/или консистентную смазку, например, литол-24, при этом в качестве синтетической модификации используют (предлагаемый состав WL) измельченную смесь минералов со следующим соотношением компонентов, мас.%: Антигорита (Mg,Fe2)3Si2O5(OH)4 - 20-50, Лизардита Mg3Si2O5(OH)4 - 20-40, Периклаза MgO - 1-25, Шунгита CaWO4 - 1-7 и воды - 5-14, и механоактивируют ее со связующим в соотношении 0.03 - 3%, а после приработки смеси минералов и образования пленки проводят ее стабилизацию в течение 12-60 часов для обеспечения набора прочности и получения максимального результата по восстановлению геометрии узлов.
Антифрикционное и износостойкое покрытие изготавливают путем дробления, обогащения, размола и смешения (например, на щековых дробилках или в шаровых мельницах, сепараторах, дезинтеграторах и смесителях) на известном оборудовании разного типа. Для восстановления трущихся поверхностей узлов и механизмов мелкодисперсную смесь минералов перемешивают с носителем, обычно штатной смазкой, при этом вводят в штатную смазку из расчета 0.3-30 г состава на 1 кг смазки в зависимости от типа обрабатываемого механизма и прирабатывают при штатной нагрузке в рабочем режиме. Время приработки для восстановления оптимальной геометрии пар трения составляет от 10 до 150 минут.
Измельченная смесь минералов (предлагаемая композиция; состав WL) в процессе использования производит очистку и микрошлифование трущихся поверхностей, внедрение ее в эти поверхности происходит под действием контактного давления, при этом происходит распределение ее в приповерхностном слое с образованием твердых пленок, что обеспечивает восстановление формы и размеров трущихся поверхностей деталей и механизмов.
Использование предлагаемого состава (композиции), состоящего из природных и синтезированных минералов с узкими пределами содержания каждого из них, для обработки трущихся поверхностей обеспечивает снижение коэффициента трения и явный противозадирный эффект, а также образование на поверхности пар трения из предлагаемого состава высокопрочной пленки, что приводит к увеличению ресурса узлов и механизмов и в несколько раз повышает их износостойкость и долговечность. Кроме того, т.к. дисперсность состава колеблется в достаточно широких пределах от 0,01 до 40 мкм, он достаточно прост в изготовлении и сроки его хранения значительно увеличены (против мелкодисперсных от 0.01 до 1 микрона) за счет более медленной коагуляции (слипания).
Именно использование в качестве исходного противоизносного вещества композиции измельченных минералов в диапазоне от 0.1 до 40 мкм, состоящая из Антигорита 20-50%, Лизардита 20-40%, Периклаза 1-25%, Шунгита 1-7% и воды 5-14% в указанных пределах их содержания и обеспечивает достижение указанных технических результатов за счет образования прочной и долговечной пленки на трущихся поверхностях (0.03% состава WL от объема смазки - применяется для новых автомобилей, а 0.15% состава WL от объема смазки применяется на автомобилях с износом более 50%, если же используют 3% состава WL от объема смазки, то она применяется для восстановления подшипников).
Таким образом, можно заключить, что процесс нанесения антифрикционного и износостойкого покрытия осуществляется в четыре этапа:
1. Этап изготовления антифрикционного и износостойкого покрытия.
2. Этап приработки на поверхности трения узлов и деталей машин и механизмов композиции, состоящей из антигорита, лизардита, периклаза и шунгита и воды.
3. Этап образования антифрикционного и износостойкого покрытия на поверхности трения узлов и деталей машин и механизмов.
4. Этап набора прочности вновь образованного антифрикционного и износостойкого покрытия (процесс стабилизации).
В процессе изготовления антифрикционного и износостойкого покрытия композицию, состоящую из минералов: антигорита, лизардита, периклаза и шунгита, измельчают, добавляют воду, активируют и смешивают с минеральным маслом или консистентной смазкой.
Измельчение минералов производят до размера от 0,01 до 40 мкм. Испытания показали, что эти размеры частиц являются наиболее оптимальными: увеличение частиц до размеров свыше 40 мкм резко снижает эффективность образования покрытия, а уменьшение частиц до размера менее 0,01 мкм не приводит к интенсивной очистке поверхности в процессе приработки состава и нагартовке (наклепе) состава в поверхность. На последующей стадии доизмельчения производится смешивание компонентов восстанавливающего антифрикционного и износостойкого покрытия в следующих пропорциях, мас.%: Антигорит - 20-50, Лизардит - 20-40, Периклаз - 1-25, Шунгит - 1-7, Вода - 5-14. Указанное соотношение компонентов является оптимальным, и при выходе за рамки заявляемого соотношения значения технического результата снижаются. В соответствии с ГОСТ 27674-88 "Трение, изнашивание и смазка. Термины и определения" под приработкой понимают процессы и явления релаксационного перехода трибосистемы к устойчивому состоянию после начала трения. В процессе суперфинишной обработки, сопровождающей приработку состава, снимаются выступы микрорельефа, образующиеся в результате разрушения поверхностей трения при различных видах обработки, воздействия коррозии, водородного растрескивания, абразивного износа, усталостных трещин, кавитации и прочих факторов разрушения поверхностей при трении. В ходе данной операции выступы микрорельефа способствуют дальнейшему измельчению частиц антифрикционного и износостойкого покрытия.
Процесс приработки проводится в течение 10 - 150 минут. Этого времени достаточно для получения подготовленной поверхности под последующее формирование покрытия. За время меньшее чем 10 минут невозможно достичь полной очистки и нагартовки поверхности, а увеличение длительности приработки более 150 минут ведет к удалению вновь образованной пленки.
Реализация заявленного способа проиллюстрирована примерами.
Пример 1
Автомобиль, на котором в последующем будут проведены испытания, был установлен на электронный стенд, например, RHAS-SP V1.3-03E (4WD -MOTOR VEHICLE 2x2000) и произведены замеры следующих показателей: температура двигателя, мощности и крутящего момента и получены следующие результаты:
- температура двигателя (в°С) - 94,
- мощность двигателя (в лошадиных силах) - 114.5,
- крутящий момент (в кг/м) - 15.4.
Пример 2
В процессе эксплуатации узлов и деталей машин и механизмов зазоры увеличиваются по сравнению с исходными.
Восстанавливающий антифрикционный и износостойкий состав (покрытие) изготавливали путем измельчения компонентов до размеров частиц от 0,01 до 40 мкм и их перемешивания. Состав содержал в мас.%: Антигорит - 20-50; Лизардит- 20-40; Периклаз - 1-15; Шунгит - 1-7 и воду - 7-14. Затем 4.0 грамма состава WL, тщательно размешанного со 100 граммами моторного масла, ввели в смазку и вместе со смазкой нанесли на изношенную поверхность и осуществили приработку состава в течение 10 -150 минут.
После обработки трущихся поверхностей по предложенной технологии и 65-минутного испытания на установке заменили масло и фильтр, продолжили испытания и получили следующие результаты:
- температура двигателя (в°С) - 94,
- мощность двигателя (в лошадиных силах) - 120.38,
- крутящий момент (в кг/м) - 15.9.
Пример 3
Автомобиль марки BMW 518 Е28 86 года (1800 см3) с мощностью двигателя 90 л.с. установили на стенд и динамометром проверили мощность его двигателя.
Приработку двигателя проводили в течение 90 минут с составом WL, а затем остановили его на 24 часа (на стабилизацию). При этом расход состава WL составил 1.0 грамм/литр моторного масла.
После этого завели автомобиль и проработали еще 3 часа, затем остановили на 12 часов. Дали водителю сделать 50 км, после этого замерили мощность двигателя, которая до обработки была равна - 82.78 л.с, а после обработки составила 85.78 л.с.
Пример 4
Автомобиль марки Опель «Vectra» 1995 г.с пробегом 175 000 км.
Приработку состава WL с расходом 1.5 грамма/литр моторного масла осуществили в течение 90 минут, а затем остановили его на стабилизацию на 36 часов. Простой автомобиля без работы (процесс стабилизации). После приработки состава WL пробег автомобиля составил около 100 км. Достижение полного эффекта произошло на 9-10 день, а рост мощности составил - не менее чем на 30 л.с.
Благодаря реализации заявленного способа создается эффект "безызносного трения", при этом срок безаварийной эксплуатации машин и механизмов становится сравнимым со временем наступления усталостных разрушений, кроме этого, он позволяет восстановить все эксплуатационные характеристики деталей. Способ прост и не требует применения дорогостоящего оборудования. Для реализации способа использованы распространенные породообразующие минералы и стандартное промышленное оборудование, что обусловливает соответствие изобретения критерию "промышленная применимость".
Claims (2)
1. Способ формирования восстанавливающего антифрикционного и износостойкого покрытия для узлов и деталей машин и механизмов, заключающийся в том, что между трущимися поверхностями помещают размельченную минеральную композицию, составляющую антифрикционное покрытие, а в качестве связующего используют минеральное масло и/или консистентную смазку, например, литол-24, отличающийся тем, что размельченная минеральная композиция представлена следующим соотношением компонентов, мас.%: антигорит (Mg,Fe2)3Si2O5(OH)4 20-50, лизардита Mg3Si2O5(OH)4 20-40, периклаз MgO 1-25, шунгит CaWO4 1-7 и вода 5-14, при этом размельченную минеральную композицию механоактивируют со связующим в соотношении 0,03-3%, после чего осуществляют ее приработку в течение 10-150 мин.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после приработки размельченной минеральной композиции и образования пленки проводят ее стабилизацию в течение 12-60 ч для обеспечения набора прочности.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008104679/11A RU2345176C1 (ru) | 2008-02-12 | 2008-02-12 | Способ формирования восстанавливающего антифрикционного и износостойкого покрытия для узлов и деталей машин и механизмов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008104679/11A RU2345176C1 (ru) | 2008-02-12 | 2008-02-12 | Способ формирования восстанавливающего антифрикционного и износостойкого покрытия для узлов и деталей машин и механизмов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2345176C1 true RU2345176C1 (ru) | 2009-01-27 |
Family
ID=40544241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008104679/11A RU2345176C1 (ru) | 2008-02-12 | 2008-02-12 | Способ формирования восстанавливающего антифрикционного и износостойкого покрытия для узлов и деталей машин и механизмов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2345176C1 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2609574C2 (ru) * | 2015-07-21 | 2017-02-02 | общество с ограниченной ответственностью инновационная компания "ЭФАМ" | Способ восстановления поверхностей трения |
| RU2625918C2 (ru) * | 2015-07-23 | 2017-07-19 | общество с ограниченной ответственностью инновационная компания "ЭФАМ" | Способ снижения коэффициента трения |
| RU2625917C2 (ru) * | 2015-07-23 | 2017-07-19 | общество с ограниченной ответственностью инновационная компания "ЭФАМ" | Способ улучшения высоконагруженных поверхностей трения |
| RU2675679C1 (ru) * | 2017-11-07 | 2018-12-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Способ нанесения антифрикционного покрытия на стальные тонкостенные вкладыши подшипников скольжения |
| RU2687481C2 (ru) * | 2017-06-27 | 2019-05-14 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Способ обеспечения минимальных механических потерь в трущихся узлах механических агрегатов автомобилей при формировании покрытий поверхностей деталей без разборки агрегатов |
-
2008
- 2008-02-12 RU RU2008104679/11A patent/RU2345176C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2609574C2 (ru) * | 2015-07-21 | 2017-02-02 | общество с ограниченной ответственностью инновационная компания "ЭФАМ" | Способ восстановления поверхностей трения |
| RU2625918C2 (ru) * | 2015-07-23 | 2017-07-19 | общество с ограниченной ответственностью инновационная компания "ЭФАМ" | Способ снижения коэффициента трения |
| RU2625917C2 (ru) * | 2015-07-23 | 2017-07-19 | общество с ограниченной ответственностью инновационная компания "ЭФАМ" | Способ улучшения высоконагруженных поверхностей трения |
| RU2687481C2 (ru) * | 2017-06-27 | 2019-05-14 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Способ обеспечения минимальных механических потерь в трущихся узлах механических агрегатов автомобилей при формировании покрытий поверхностей деталей без разборки агрегатов |
| RU2675679C1 (ru) * | 2017-11-07 | 2018-12-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Способ нанесения антифрикционного покрытия на стальные тонкостенные вкладыши подшипников скольжения |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100445353C (zh) | 一种金属/陶瓷纳米复合自修复添加剂及其制备方法 | |
| RU2345176C1 (ru) | Способ формирования восстанавливающего антифрикционного и износостойкого покрытия для узлов и деталей машин и механизмов | |
| CN101070505B (zh) | 一种抗磨修复剂及其制备方法和应用 | |
| RU2361015C1 (ru) | Состав для модифицирования металлов и восстановления металлических поверхностей | |
| US9746067B2 (en) | Gear having improved surface finish | |
| WO2006058768A1 (de) | Zuschlagstoff zur beimischung in einen betriebsstoff einer technischen anlage, verwendung eines zuschlagstoffs und verfahren zur oberflächenbehandlung von arbeitskomponenten einer technischen anlage | |
| RU2415176C2 (ru) | Нанотехнологическая антифрикционная порошковая композиция (варианты), нанотехнологическая смазочная композиция и способ нанотехнологической смазки | |
| CN102634403B (zh) | 一种具有稳定分散特性的纳米自修复材料 | |
| Chaudhary et al. | Experimental Investigation of Influence of SiO2 Nanoparticles on the Tribo-logical and Rheological properties of SAE 40 Lubricating Oil | |
| US5173202A (en) | Lubricant coating material: its characteristics and method of manufacture | |
| US8906834B2 (en) | Metal treatment composition and method of treating rubbing surfaces | |
| RU2420562C1 (ru) | Модификатор трения | |
| RU2559077C1 (ru) | Способ формирования антифрикционного покрытия контактирующих трущихся поверхностей | |
| CN102827669B (zh) | 金属磨损自修复添加剂的制备方法、添加剂及润滑油 | |
| EP1315847B1 (en) | Compound for metal modification and metal surface restoration | |
| CN101117608A (zh) | 微粉减摩自修复润滑材料及其制备方法和使用方法 | |
| RU2201999C2 (ru) | Способ модификации железосодержащих поверхностей узлов трения | |
| RU2414545C1 (ru) | Способ формирования антифрикционного покрытия | |
| CN102250669B (zh) | 金属摩擦副表面精度智能再制造材料 | |
| RU2149741C1 (ru) | Способ безразборного восстановления трущихся соединений | |
| CN1297065A (zh) | 摩擦部件的摩擦表面的处理方法 | |
| RU2784724C1 (ru) | Триботехнический состав | |
| RU2609574C2 (ru) | Способ восстановления поверхностей трения | |
| RU2469074C1 (ru) | Состав для улучшения антифрикционных и противоизносных свойств узлов трения | |
| JP5739013B2 (ja) | 再生ナノ構造体及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130213 |