RU2384606C2 - Procedure for production of composite mixture for forming coating on interacting surfaces - Google Patents
Procedure for production of composite mixture for forming coating on interacting surfaces Download PDFInfo
- Publication number
- RU2384606C2 RU2384606C2 RU2007143150/04A RU2007143150A RU2384606C2 RU 2384606 C2 RU2384606 C2 RU 2384606C2 RU 2007143150/04 A RU2007143150/04 A RU 2007143150/04A RU 2007143150 A RU2007143150 A RU 2007143150A RU 2384606 C2 RU2384606 C2 RU 2384606C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- oil
- produced
- nano
- serpentine
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, а именно к способу получения композитной смеси для использования в трибосопряжениях, включающей связующее (масло И-8), несколько видов наноразмерных частиц SiO2, FeO, Fе2O3, Na2O, K2О, получаемых транспортированием водородом из нагретых природных глин, также транспортированием водород продуктов первичной сажи, получаемых на электрической дуге электролизных электродов, твердосмазочную композицию, получаемую путем помола смеси из: серпентина, магниевого концентрата и поверхностно-активного вещества (ПАВ- ОП-7),до размеров частиц 1…40 мкм.The invention relates to mechanical engineering, and in particular to a method for producing a composite mixture for use in tribological conjugations, including a binder (I-8 oil), several types of nanosized particles of SiO 2 , FeO, Fe 2 O 3 , Na 2 O, K 2 O obtained by transportation hydrogen from heated natural clays, as well as transporting hydrogen products of primary soot obtained on an electric arc of electrolysis electrodes, a solid lubricant composition obtained by grinding a mixture of: serpentine, magnesium concentrate and surfactant ( AB- OP-7), to a particle size of 1 ... 40 mm.
Известны несколько способов получения частиц диоксида кремния различного размера.Several methods are known for producing particles of silica of various sizes.
По патенту РФ 2079429 получают высокодисперсный диоксид кремния из силиката натрия с помощью соляной кислоты и ПАВ. Размеры частиц не сообщаются [1].According to the patent of the Russian Federation 2079429, highly dispersed silicon dioxide is obtained from sodium silicate using hydrochloric acid and a surfactant. Particle sizes are not reported [1].
По патенту FR заявка 95112453 от 12.08.1994 г.[2] получают также диоксид кремния способом осаждения. Размеры частиц не сообщаются. Оба способа многостадийные и сложные для реализации в производстве и не предусматривают одновременного получения нескольких видов наноразмерных частиц.According to FR patent application 95112453 from 08/12/1994, [2] silicon dioxide is also obtained by the precipitation method. Particle sizes are not reported. Both methods are multi-stage and difficult to implement in production and do not provide for the simultaneous production of several types of nanosized particles.
По патенту РФ 2067077, заявка 94002568/26 от 26.01.1994 г. «Способ получения ультрадисперсного SiO и устройство для его осуществления» [3] диоксид кремния получают из паровой фазы с размерами частиц и с удельной поверхностью 100 м2/г. Получаемый порошок диоксида кремния имеет большие размеры частиц, а в устройстве используется дорогостоящий ускоритель электронов.According to the patent of the Russian Federation 2067077, application 94002568/26 dated 01/26/1994, “A method for producing ultrafine SiO and a device for its implementation” [3] silicon dioxide is obtained from the vapor phase with particle sizes and with a specific surface of 100 m 2 / g. The resulting silicon dioxide powder has large particle sizes, and the device uses an expensive electron accelerator.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков и назначению является «Способ формирования покрытия на трущихся поверхностях», патент RU 2179270 [4]. По указанному способу для трущихся поверхностей используют смесь масла И-8 и твердосмазочной композиции, которая является продуктом помола до 1…40 мкм, серпентина, амфибола, прирофиллита и ПАВ (ОП-7). Недостаток: твердосмазочная композиция не содержит реакционноспособных наноразмерных частиц для формирования прочного покрытия на трущихся поверхностях.The closest in combination of essential features and purpose is the "Method of forming a coating on rubbing surfaces", patent RU 2179270 [4]. According to the specified method for rubbing surfaces using a mixture of I-8 oil and solid lubricant composition, which is a product of grinding to 1 ... 40 microns, serpentine, amphibole, prirophyllite and surfactant (OP-7). Disadvantage: the solid lubricant composition does not contain reactive nanosized particles to form a durable coating on rubbing surfaces.
Целью предлагаемого изобретения является повышение технологичности способа получения композитной смазочной смеси на основе масла И-8, наноразмерных частиц, первичной сажи и твердосмазочной композиции.The aim of the invention is to improve the manufacturability of the method for producing a composite lubricant mixture based on I-8 oil, nanosized particles, primary carbon black and solid lubricant composition.
Поставленная цель достигается за счет использования в качестве компонентов композитной смазочной смеси природного серпентина, магниевого концентрата, являющегося отходом очистки геотермальных вод, ПАВ в предлагаемых процентах от массы с применением наноразмерных частиц SiO2, FeO, Fе2O3, Na2O, K2О, получаемых путем переноса водородом в барбатер с маслом из нагретых в печи мелкодисперсных природных глин и первичной сажи, получаемой при сжигании в электрической дуге электролизных электродов и смешиванием полученной смеси с твердосмазочной композицией.This goal is achieved by using natural serpentine, magnesium concentrate, which is a waste of geothermal water treatment, surfactants in the proposed percentage by weight using nanosized particles of SiO 2 , FeO, Fe 2 O 3 , Na 2 O, K 2 as components of a composite lubricant mixture О, obtained by transferring hydrogen to a bubbler with oil from finely dispersed natural clays heated in the furnace and primary soot obtained by burning electrolysis electrodes in an electric arc and mixing the resulting mixture with solid lubricant composition.
Твердосмазочная композиция включает исходные материалы (ингредиенты) в следующих мас.%: серпентин - 7,5-11,5; магниевый концентрат - 25-35; ПАВ - 45-65.The solid lubricating composition includes starting materials (ingredients) in the following wt.%: Serpentine - 7.5-11.5; magnesium concentrate - 25-35; Surfactant - 45-65.
Смесь наноразмерных частиц, активной сажи и масла включает в мас.%:A mixture of nanosized particles, active carbon black and oil includes in wt.%:
Между трущимися поверхностями размещают состав, содержащий, мас.%:Between the rubbing surfaces place a composition containing, wt.%:
Твердосмазочная композиция готовится путем совместного помола серпентина, магниевого концентрата и ПАВ в вышеуказанных массовых процентах до тонкости помола 1…40 мкм и добавляется в вышеуказанных процентах в смесь, полученную в барбатере.The solid lubricant composition is prepared by co-grinding the serpentine, magnesium concentrate and surfactant in the above weight percent to a fineness of 1 ... 40 microns and is added in the above percent to the mixture obtained in the barbator.
Первичная сажа - активная сажа, получаемая путем сжигания без доступа кислорода при сжигании в дуге электролизных электродов с размерами частиц 1-50 нм.Primary carbon black is active carbon black obtained by burning without oxygen when burning in an arc of electrolysis electrodes with particle sizes of 1-50 nm.
Наноразмерные частицы - частицы SiO2, FeO, Fе2O3, Na2O, K2O, получаемые из дегидратационного диспергирования гидратированных природных глин при температуре от 200 до 600°С в кварцевой трубке, переносом их в потоке газа (водорода) и осаждения в барбатере с маслом И-8. Размеры наночастиц - 1-20 нм.Nanosized particles - particles of SiO 2 , FeO, Fe 2 O 3 , Na 2 O, K 2 O, obtained from the dehydration dispersion of hydrated natural clays at a temperature of 200 to 600 ° C in a quartz tube, transferring them in a gas (hydrogen) stream and deposition in a barbator with I-8 oil. The size of the nanoparticles is 1-20 nm.
Серпентин - природный материал, представляющий собой смесь: хризотил-асбеста, офита, антигорита и лизардита в мас.ч. 1:3, 5:2, 5:3.Serpentine is a natural material, which is a mixture of chrysotile asbestos, ofite, antigorite and lysardite in parts by weight 1: 3, 5: 2, 5: 3.
Магниевый концентрат это отход, получаемый при очистке высокоминерализованных термальных вод, содержащий оксидов в мас.%: MgO 80-88, CaO 10-18, FeO-AlO 0,2-2,2, SiO 1,6-3,5.Magnesium concentrate is a waste obtained during the purification of highly mineralized thermal waters, containing oxides in wt.%: MgO 80-88, CaO 10-18, FeO-AlO 0.2-2.2, SiO 1.6-3.5.
ПАВ - (поверхностно-активное вещество) в нашем случае ОП-7.Surfactant - (surfactant) in our case, OP-7.
В предлагаемом способе реакционноспособную активную часть смазочной смеси получают по простой схеме с минимальным количеством технологических операций.In the proposed method, the reactive active part of the lubricant mixture is obtained according to a simple scheme with a minimum number of technological operations.
Предлагаемый способ заключается в упрощении технологии получения одновременно нескольких видов наноразмерных частиц из природной глины и сажи для формирования износостойкого покрытия на трущихся поверхностях. При высоких значениях давления и температуры в контактных зонах трибосопряжения наночастицы совместно с микрочастицами внедряются в поверхностный слой металла с потерей водорода из частиц первичной сажи (которые могут удержать до трех молекул водорода), а также происходит образование соединения кремния с углеродом, гибридизация углерода в поверхностном слое, образование твердого раствора карбида железа и силикатов железа.The proposed method consists in simplifying the technology for producing simultaneously several types of nanosized particles from natural clay and soot to form a wear-resistant coating on rubbing surfaces. At high pressure and temperature in the contact zones of the tribo-conjugation, the nanoparticles, together with the microparticles, penetrate the surface layer of the metal with the loss of hydrogen from particles of primary soot (which can hold up to three hydrogen molecules), as well as the formation of a silicon compound with carbon, carbon hybridization in the surface layer , the formation of a solid solution of iron carbide and iron silicates.
Смазочная композитная смесь, полученная предлагаемым способом, отличается своей структурой от известных композитных смесей тем, что в ней содержится несколько видов компонентов, одновременно получаемых в одной установке. Предлагаемая технология, устройство и смазочная смесь применимы в различных отраслях промышленности для повышения работоспособности деталей трибосопряжений.The lubricating composite mixture obtained by the proposed method differs in its structure from the known composite mixtures in that it contains several types of components obtained simultaneously in one installation. The proposed technology, device and lubricant mixture are applicable in various industries to improve the performance of tribological parts.
На чертеже представлена схема устройства для получения смазочной композитной смеси для трущихся поверхностей на основе масла И-8, наноразмерных частиц и первичной сажи.The drawing shows a diagram of a device for producing a lubricating composite mixture for rubbing surfaces based on I-8 oil, nanosized particles and primary soot.
Устройство для осуществления предлагаемого способа включает кварцевую трубку 1 с природной глиной 2, электропечь 3, источник водорода 4, охладитель 5, барбатер с маслом И-8 6, медную водоохлаждаемую трубку 7 с водоохлаждемыми электродами 8 из электролизных электродов.A device for implementing the proposed method includes a quartz tube 1 with
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Исходную глину, например, Семеновского месторождения после промывания и измельчения высушивают до постоянной массы и помещают в кварцевую трубку 1, которая расположена в электропечи и соединена одним концом с источником водорода 4, а другим с охладителем 5, соединенным с барбатером 6 с маслом И-8. Затем из кварцевой трубки 1 вытесняют воздух водородом и включают электрическую печь 3. Глину 2 нагревают до 600°С и выдерживают при этой температуре в течение одного часа. Потоком водорода наноразмерные частицы SiO2, FeO, Fе2О3, Na2O, K2O уносятся в барбатер с маслом.The initial clay, for example, of the Semenovskoye deposit, after washing and grinding, is dried to constant mass and placed in a quartz tube 1, which is located in an electric furnace and connected at one end to a
Качественным и количественным хромотографическим анализами пробы масла из барбатера устанавливают содержание наноразмерных частиц, получаемых в течение одного часа. Они должны быть в мас.% следующие: SiO2 20-25, FeO 8-11, Fе2О3 6-8, Na2O 5-7, К2О 6-10. Затем барбатер подключается к другой части установки, предназначенной для получения первичной сажи, где в начале также вытесняется воздух водородом из медной трубки и включается электрическая дуга между графитовыми электролизными электродами. Затем также хромотографическим анализом определяем содержание первичной сажи в мас.% в барбатере. По достижении ее содержания в масле барбатера 44…46% (от общего количества добавок в масле) процесс насыщения останавливаем и недостающую часть до требуемых 47% сажи собираем со стенки водоохлаждаемой медной трубки. Для получения смеси первичной сажи с фуллеренами собранную со стенок медной трубки сажу можно обработать в кипящем толуоле.Qualitative and quantitative chromatographic analyzes of a sample of oil from a barbator establish the content of nanosized particles obtained within one hour. They should be in wt.% The following: SiO 2 20-25, FeO 8-11, Fe 2 O 3 6-8, Na 2 O 5-7, K 2 O 6-10. Then the barbator is connected to another part of the installation, designed to produce primary soot, where at the beginning air is also expelled from the copper tube with hydrogen and an electric arc is switched on between the graphite electrolysis electrodes. Then, also by chromatographic analysis, we determine the content of primary carbon black in wt.% In the barbator. Upon reaching its content in barbater oil of 44 ... 46% (of the total amount of additives in oil), we stop the saturation process and collect the missing part to the required 47% of soot from the wall of a water-cooled copper tube. To obtain a mixture of primary carbon black with fullerenes, carbon black collected from the walls of a copper tube can be treated in boiling toluene.
Окончательную смесь из твердосмазочной композиции и смеси, полученной в барбатере, подвергают механоактивации ультразвуком, и при необходимости добавляя масло И-8.The final mixture of the solid lubricant composition and the mixture obtained in the bubbler is subjected to mechanical activation by ultrasound and, if necessary, adding I-8 oil.
Смазочная смесь в количестве 200 г должна содержать: твердосмазочную композицию в количестве 1,5 г, наноразмерные частицы и первичную сажу в сумме - 1,5 г, масло И-8 в количестве 197 г, что соответствует составу, размещаемому между трущими поверхностями в мас.%: твердосмазочная композиция 1,5%, наноразмерные частицы в сумме и первичная сажа 1,5% и связующее масло И-8 97%.A lubricant mixture in an amount of 200 g should contain: a solid lubricant composition in an amount of 1.5 g, nanosized particles and primary soot in a total of 1.5 g, I-8 oil in an amount of 197 g, which corresponds to the composition placed between the rubbing surfaces in wt. .%: solid lubricant composition 1.5%, nanoscale particles in total and primary carbon black 1.5% and binder oil I-8 97%.
Использование предлагаемой композитной смеси в качестве смазки приводит, например, к заметному увеличению толщины зубьев по делительной окружности шестерен (до 0,2 мм).The use of the proposed composite mixture as a lubricant leads, for example, to a noticeable increase in the thickness of the teeth along the pitch circle of the gears (up to 0.2 mm).
Кроме этого, предлагаемая смазочная композитная смесь при введении в моторные масла повышает давление в цилиндрах, что свидетельствует об улучшении приработки поршневых колец и гильз цилиндров. При этом наблюдалось повышение мощности двигателей на 10…15% и снижение расхода моторного топлива на 7…10%.In addition, the proposed lubricating composite mixture when introduced into engine oils increases the pressure in the cylinders, which indicates an improvement in the running-in of the piston rings and cylinder liners. At the same time, an increase in engine power by 10 ... 15% and a decrease in motor fuel consumption by 7 ... 10% were observed.
ЛитератураLiterature
АналогиAnalogs
1. Патент РФ №2079229.1. RF patent No. 2079229.
2. Патент FR заявка 95112453 от 12.08.1994 г.2. Patent FR application 95112453 from 08/12/1994
ПрототипыPrototypes
3. Патент RU №2179270 от 10.02.2002 г.3. Patent RU No. 2179270 of 02/10/2002
4. Патент РФ №2067077 от 09.27.1996 г.4. RF patent No. 2067077 dated 09.27.1996.
Claims (1)
с последующим добавлением в полученную композицию смеси,
содержащей масло И-8, нано-размерные частицы SiO2, FeO, Fе2O3, Na2O, К2О, получаемые путем переноса водородом из нагретых природных глин, и первичной сажи, получаемой при сжигании в электрической дуге электролизных электродов, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
при этом размещаемая между трущимися поверхностями композитная смесь содержит, мас.%:
followed by adding a mixture to the resulting composition,
containing I-8 oil, nano-sized particles of SiO 2 , FeO, Fe 2 O 3 , Na 2 O, K 2 O obtained by hydrogen transfer from heated natural clays, and primary soot obtained by burning electrolysis electrodes in an electric arc, in the following ratio of components, wt.%:
while placed between the rubbing surfaces of the composite mixture contains, wt.%:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007143150/04A RU2384606C2 (en) | 2007-11-21 | 2007-11-21 | Procedure for production of composite mixture for forming coating on interacting surfaces |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007143150/04A RU2384606C2 (en) | 2007-11-21 | 2007-11-21 | Procedure for production of composite mixture for forming coating on interacting surfaces |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007143150A RU2007143150A (en) | 2009-05-27 |
RU2384606C2 true RU2384606C2 (en) | 2010-03-20 |
Family
ID=41022882
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007143150/04A RU2384606C2 (en) | 2007-11-21 | 2007-11-21 | Procedure for production of composite mixture for forming coating on interacting surfaces |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2384606C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2499816C2 (en) * | 2010-12-24 | 2013-11-27 | Владимир Леонидович Зозуля | Lubricant composition and method for production thereof |
RU2591918C2 (en) * | 2014-12-08 | 2016-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Бурятский государственный университет" | Method of dispersing nano-sized copper powder in base engine oil |
-
2007
- 2007-11-21 RU RU2007143150/04A patent/RU2384606C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2499816C2 (en) * | 2010-12-24 | 2013-11-27 | Владимир Леонидович Зозуля | Lubricant composition and method for production thereof |
RU2591918C2 (en) * | 2014-12-08 | 2016-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Бурятский государственный университет" | Method of dispersing nano-sized copper powder in base engine oil |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007143150A (en) | 2009-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wu et al. | Utilizing thermal activation treatment to improve the properties of waste cementitious powder and its newmade cementitious materials | |
Embong et al. | Effectiveness of low-concentration acid and solar drying as pre-treatment features for producing pozzolanic sugarcane bagasse ash | |
Xu et al. | Synthesis of thermostable geopolymer from circulating fluidized bed combustion (CFBC) bottom ashes | |
Rovnaník et al. | Characterization of alkali activated slag paste after exposure to high temperatures | |
Liu et al. | A review on recent advances in the comprehensive application of rice husk ash | |
Zhang et al. | Microstructure and mechanical properties of high strength porous ceramics with high sewage sludge content | |
Sha et al. | A novel raw material for geopolymers: Coal-based synthetic natural gas slag | |
CN103084152B (en) | A kind of efficient processing method improving attapulgite, diatomite microstructure and absorption property | |
CN107057705B (en) | Heavy metal contaminated soil remediation material, preparation method and application | |
Abadel et al. | Effect of molar ratios on strength, microstructure & embodied energy of metakaolin geopolymer | |
Ramadan et al. | Synergetic effects of hydrothermal treatment on the behavior of toxic sludge-modified geopolymer: Immobilization of cerium and lead, textural characteristics, and mechanical efficiency | |
RU2384606C2 (en) | Procedure for production of composite mixture for forming coating on interacting surfaces | |
Li et al. | Study on preparation of glass-ceramics from municipal solid waste incineration (MSWI) fly ash and chromium slag | |
CN101565287B (en) | Burnt-free walling material and preparation method thereof | |
CN101755117A (en) | A fuel activation catalyzer for an energy saver of an internal combustion engine and a manufacture method thereof and an energy saver using the catalyzer | |
Zou et al. | Study on preparation of glass-ceramics from multiple solid waste and coupling mechanism of heavy metals | |
Abdelsalam et al. | Effects of Al2O3, SiO2 nanoparticles, and g-C3N4 nanosheets on biocement production from agricultural wastes | |
Jaradat et al. | Effects of micro silica on the compressive strength and absorption characteristics of olive biomass ash-based geopolymer | |
Glazev et al. | Environmental technologies in the production of metallurgical silicon | |
Al-Ghouti et al. | Development of industrially viable geopolymers from treated petroleum fly ash | |
RU2357123C2 (en) | Method for formation of coating on interfacing surfaces | |
WO2009147834A1 (en) | Method of detoxifying asbestos-containing solid waste | |
Mymrin et al. | Environmentally clean ceramics manufacture with the application of hazardous car production sludge and galvanic process glass waste | |
Gupta et al. | A comparative study on physio-mechanical properties of silica compacts fabricated using rice husk ash derived amorphous and crystalline silica | |
Yu et al. | Enhancing the sustainable production of cost-effective ceramics with high strength using kaolin, sewage sludge and blast-furnace slag |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091122 |