RU2525404C2 - Antiwear additive - Google Patents
Antiwear additive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2525404C2 RU2525404C2 RU2012149297/04A RU2012149297A RU2525404C2 RU 2525404 C2 RU2525404 C2 RU 2525404C2 RU 2012149297/04 A RU2012149297/04 A RU 2012149297/04A RU 2012149297 A RU2012149297 A RU 2012149297A RU 2525404 C2 RU2525404 C2 RU 2525404C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- additive
- magnetite
- concentration
- molecules
- friction
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lubricants (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, в частности к противоизносным присадкам к смазочным маслам для улучшения их трибологических свойств (подшипников скольжения и поршневых пар компрессов, насосов, двигателей внутреннего сгорания).The invention relates to mechanical engineering, in particular to antiwear additives to lubricating oils to improve their tribological properties (plain bearings and piston pairs of compresses, pumps, internal combustion engines).
Известны магнитные жидкости, которые меняют свои свойства в зависимости от напряженности магнитного поля. Они также могут служить для уменьшения коэффициента трения и интенсивности изнашивания трущихся узлов (см. Берковский Б.М., Медведев В.Ф., Краков М.С. Магнитные жидкости. - М.: Химия, 1989. - с.159-166). Магнитная жидкость отличается от традиционных смазок наличием твердых частиц, поэтому они, в основном, применяются в узлах трения подшипников качения и скольжения, в зацеплении зубчатых колес.Magnetic fluids are known that change their properties depending on the magnetic field strength. They can also serve to reduce the coefficient of friction and the wear rate of rubbing nodes (see Berkovsky B.M., Medvedev V.F., Krakov M.S. Magnetic fluids. - M .: Chemistry, 1989. - p.159-166 ) Magnetic fluid differs from traditional lubricants in the presence of solid particles, therefore, they are mainly used in friction units of rolling and sliding bearings, in gearing of gears.
Наиболее близкой, по сути, является противоизносная присадка к дизельному топливу (см. патент РФ №2276681, 2006 г.). Данная присадка содержит молекулы твердой пластичной смазки Fe3O4 (оксид железа), обладающие низким сопротивлением сдвигу, которые окружены молекулами поверхностно-активного вещества - олеиновой кислоты C18H34O2. Присадка обладает тем недостатком, что намагниченность мицелл с течением времени ослабевает.The closest, in fact, is an antiwear additive to diesel fuel (see RF patent No. 2276681, 2006). This additive contains molecules of solid plastic lubricant Fe 3 O 4 (iron oxide) having low shear resistance, which are surrounded by molecules of a surfactant - oleic acid C 18 H 34 O 2 . The additive has the disadvantage that the magnetization of micelles decreases over time.
Техническая задача - получение противоизносной мицеллярной наноприсадки для применения в трибосопряжениях с использованием смазочных материалов с более стабильной по времени намагниченностью частиц присадки.The technical task is to obtain antiwear micellar nanoparticles for use in tribological conjugations using lubricants with a more stable magnetization of additive particles in time.
Технический результат - повышение триботехнических и эксплуатационных характеристик присадки при минимизации концентрации присадки в смазочных материалах.The technical result is an increase in tribological and operational characteristics of the additive while minimizing the concentration of the additive in lubricants.
Он достигается тем, что ядро мицеллы Fe3O4 легировано Со (II) при следующем соотношении компонентов, масс.%: Со (II) - 6%, Fe3O4 - 94%.It is achieved by the fact that the Fe 3 O 4 micelle core is doped with Co (II) in the following ratio of components, wt.%: Co (II) - 6%, Fe 3 O 4 - 94%.
Предлагаемая присадка представляет собой жидкость из основного продукта с введением в него фазочистого магнетита, легированного кобальтом.The proposed additive is a liquid from the main product with the introduction of phase-phase magnetite doped with cobalt.
Магнетит представляет собой ядро мицеллы, обладающее низким сопротивлением сдвигу, и окружающих его молекул поверхностно-активного вещества - олеиновой кислоты C18H34O2. Молекулы олеиновой кислоты абсорбируются на поверхности частиц магнетита в результате процесса хемосорбции.Magnetite is a micelle core with low shear resistance, and of the surrounding surfactant molecules - oleic acid C 18 H 34 O 2 . Oleic acid molecules are absorbed on the surface of magnetite particles as a result of the chemisorption process.
Ядро частиц наноприсадки, состоящее из магнетита кобальта CoFe3O4, обладает достаточно высокими магнитными характеристиками и химической стабильностью. По сравнению с ядром из магнетита Fe3O4, такое ядро обладает более высокими значениями магнитных характеристик - коэрцитивной силой Нс, намагниченностью насыщения σs и коэффициентом прямоугольности петли гистерезиса λп. Свойства данных ферромагнитных материалов показаны на табл.1 (см. Субботин К.А., Михайленко А.И., Недидова Н.В. Влияние условий синтеза на магнитные свойства магнетита // Журнал прикладной химии. - 2000. - Т.73. - Вып.10. - С.1591-1595).The core of nanoparticle particles, consisting of cobalt magnetite CoFe 3 O 4 , has a fairly high magnetic characteristics and chemical stability. Compared to the Fe 3 O 4 magnetite core, such a core has higher magnetic characteristics — the coercive force H s , saturation magnetization σ s and the squareness coefficient of the hysteresis loop λ p . The properties of these ferromagnetic materials are shown in Table 1 (see Subbotin K.A., Mikhailenko A.I., Nedidova N.V. Influence of synthesis conditions on the magnetic properties of magnetite // Journal of Applied Chemistry. - 2000. - T. 73. - Issue 10. - S.1591-1595).
С целью подтверждения улучшения свойств противоизносной присадки и достижения технического результата, были проведены сравнительные трибологические испытания присадки-прототипа и предлагаемой присадки на машине трения (см. патент РФ №115917, 2012 г.). Испытания проводили по схеме «вал-втулка», на базовом масле МС-20 (ГОСТ 21743-76) в течение 10 часов, напряженность магнитного поля составляла 20 кА/м, давление в зоне трения составляло 1,5 МПа. Скорость скольжения составляла 0,1 с-1, что соответствует неустановившемуся (граничному) режиму смазки в паре трения. Материалы пары трения - баббит марки Б83 (втулка) и сталь 35 (вал). Результаты экспериментальных исследований показали высокую эффективность предлагаемой присадки и подтвердили ее повышенные триботехнические и эксплуатационные характеристики (табл.2).In order to confirm the improvement of the properties of the antiwear additive and to achieve the technical result, comparative tribological tests of the prototype additive and the proposed additive on a friction machine were carried out (see RF patent No. 115917, 2012). The tests were carried out according to the “shaft-bushing” scheme, using MS-20 base oil (GOST 21743-76) for 10 hours, the magnetic field strength was 20 kA / m, and the pressure in the friction zone was 1.5 MPa. The sliding speed was 0.1 s −1 , which corresponds to an unsteady (boundary) lubrication regime in a friction pair. The materials of the friction pair are B83 grade babbitt (sleeve) and steel 35 (shaft). The results of experimental studies showed the high efficiency of the proposed additives and confirmed its increased tribological and operational characteristics (table 2).
Присадку получали следующим способом. Схема получения показана на чертеже. Синтез кобальтированного магнетита проводили методом одностадийного совместного осаждения железа и кобальта гидроксидами при интенсивном перемешивании. Полученный состав магнетита кобальта CoFe3O4 состоял из основы Fe3O4 (масс.94%) и Со (масс.6%). Данное вещество помещалось в ванну диспергатора с олеиновой кислотой, где происходил процесс диспергирования при температуре 28-30°С, при частоте 43 кГц в течение 20 часов. Затем раствор с мицеллами легированного кобальтом магнетита Fe3O4 направлялся в седиментационную камеру, где осаждался в течение 8 часов.The additive was prepared as follows. The production scheme is shown in the drawing. The synthesis of cobalt magnetite was carried out by the method of single-stage co-precipitation of iron and cobalt with hydroxides with vigorous stirring. The obtained composition of cobalt magnetite CoFe 3 O 4 consisted of a base of Fe 3 O 4 (mass. 94%) and Co (mass. 6%). This substance was placed in a bath of a dispersant with oleic acid, where the dispersion process took place at a temperature of 28-30 ° C, at a frequency of 43 kHz for 20 hours. Then, a solution with cobalt-doped magnetite Fe 3 O 4 micelles was sent to a sedimentation chamber, where it precipitated for 8 hours.
Полученный раствор сливался и направлялся на экспертизу по определению размера полученных мицелл. Оптимальный диапазон размеров частиц присадки 10-7-10-9 м. Осадок из седиментационной камеры направлялся на повторную диспергацию, туда же направлялся раствор после проведения процесса измерения размера частиц присадки, если они оказываются больше оптимального.The resulting solution was merged and sent for examination to determine the size of the obtained micelles. The optimal range of particle sizes of the additive is 10 -7 -10 -9 m. The sediment from the sedimentation chamber was sent for re-dispersion, the solution was also sent there after the process of measuring the particle size of the additive, if they were more than optimal.
Раствор с мицеллами нужного размера направлялся в накопитель. Из накопителя раствор поступал в смесительную камеру, где при температуре 25-30°С и скорости 300 об/мин смешивался с маслом до получения конечного продукта - смазочной композиции с концентрацией CoFe3O4 0,01% масс. Данный температурный и скоростной режим выбран с целью интенсивного перемешивания составляющих смазочной композиции при недопущении испарения присадки в процессе смешивания.The solution with micelles of the right size was sent to the drive. From the drive, the solution entered the mixing chamber, where at a temperature of 25-30 ° С and a speed of 300 rpm it was mixed with oil to obtain the final product — a lubricating composition with a CoFe 3 O 4 concentration of 0.01% by mass. This temperature and speed regime was selected with the aim of intensive mixing of the components of the lubricating composition while preventing the additive from evaporating during the mixing process.
Преимуществом предлагаемой присадки является ее экономичность и эффективность: снижение концентрации присадки в смазочных материалах не ухудшает ее качественные и эксплуатационные характеристики. Из таблицы 2 видно, что при одинаковых концентрациях присадок (0,005-0,02 масс.%), предлагаемая присадка проявляет лучшие триботехнические свойства: коэффициент трения понижается в 1,5-2 раза, интенсивность изнашивания понижается в 1,5-5 раз. Это доказывает возможность и необходимость снижения концентрации предлагаемой присадки в смазочных материалах на 25-40%.The advantage of the proposed additive is its efficiency and effectiveness: reducing the concentration of the additive in lubricants does not impair its quality and performance. From table 2 it is seen that at the same concentration of additives (0.005-0.02 mass%), the proposed additive exhibits the best tribological properties: the friction coefficient decreases by 1.5-2 times, the wear rate decreases by 1.5-5 times. This proves the possibility and necessity of reducing the concentration of the proposed additives in lubricants by 25-40%.
Положительный эффект заключается в том, что предлагаемая присадка позволяет при сравнительно низкой концентрации значительно снизить коэффициент трения и интенсивность изнашивания пар трения и, таким образом повысить, ресурс трибосопряжений машин и механизмов.The positive effect is that the proposed additive allows at a relatively low concentration to significantly reduce the coefficient of friction and the wear rate of friction pairs and, thus, increase the life of tribological conjugation of machines and mechanisms.
базовом масле МС-20, %Additive concentration in
base oil MS-20,%
Источники информацииInformation sources
1. Берковский Б.М., Медведев В.Ф., Краков М.С. Магнитные жидкости. - М.: Химия, 1989. - с.159-166.1. Berkovsky B.M., Medvedev V.F., Krakow M.S. Magnetic fluids. - M .: Chemistry, 1989 .-- p.159-166.
2. Патент РФ №2276681, 2006 г.2. RF patent No. 2276681, 2006
3. Субботин К.А., Михайленко А.И., Недидова Н.В. Влияние условий синтеза на магнитные свойства магнетита // Журнал прикладной химии. - 2000. - Т.73. - Вып.10. - С.1591-1595.3. Subbotin K.A., Mikhailenko A.I., Nedidova N.V. The influence of synthesis conditions on the magnetic properties of magnetite // Journal of Applied Chemistry. - 2000. - T.73. - Issue 10. - S.1591-1595.
4. Патент РФ №115917, 2012 г.4. RF patent №115917, 2012
Claims (1)
Со (II) - 6%,
Fe3O4 - 94%. Anti-wear additive with micelles in it based on molecules of solid plastic lubricant iron oxide Fe 3 O 4 with the surrounding molecules of oleic acid C 18 H 34 O 2 , characterized in that the core of the Fe 3 O 4 micelle is doped with Co (II) in the following ratio components, wt.%:
Co (II) - 6%,
Fe 3 O 4 - 94%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012149297/04A RU2525404C2 (en) | 2012-11-19 | 2012-11-19 | Antiwear additive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012149297/04A RU2525404C2 (en) | 2012-11-19 | 2012-11-19 | Antiwear additive |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012149297A RU2012149297A (en) | 2014-05-27 |
RU2525404C2 true RU2525404C2 (en) | 2014-08-10 |
Family
ID=50775068
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012149297/04A RU2525404C2 (en) | 2012-11-19 | 2012-11-19 | Antiwear additive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2525404C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2633880C2 (en) * | 2015-11-09 | 2017-10-19 | Закрытое акционерное общество "Крансервис" (ЗАО "Крансервис") | Antiwear additive |
RU2821108C1 (en) * | 2023-12-12 | 2024-06-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Астраханский государственный технический университет" | Antiwear additive |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6547986B1 (en) * | 2000-09-21 | 2003-04-15 | Lord Corporation | Magnetorheological grease composition |
RU2276681C1 (en) * | 2004-11-10 | 2006-05-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Астраханский государственный технический университет (ФГОУ ВПО АГТУ) | Antiwear additive |
RU2393206C1 (en) * | 2008-12-23 | 2010-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Lubricant composition |
-
2012
- 2012-11-19 RU RU2012149297/04A patent/RU2525404C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6547986B1 (en) * | 2000-09-21 | 2003-04-15 | Lord Corporation | Magnetorheological grease composition |
RU2276681C1 (en) * | 2004-11-10 | 2006-05-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Астраханский государственный технический университет (ФГОУ ВПО АГТУ) | Antiwear additive |
RU2393206C1 (en) * | 2008-12-23 | 2010-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Lubricant composition |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
А.П. Перекрестов, В.А. Непомнящий: "Механизм действия противоизносной присадки на магнитной основе", Вестник АГТУ, 2008, N2 (43), стр. 46-50). * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2633880C2 (en) * | 2015-11-09 | 2017-10-19 | Закрытое акционерное общество "Крансервис" (ЗАО "Крансервис") | Antiwear additive |
RU2821108C1 (en) * | 2023-12-12 | 2024-06-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Астраханский государственный технический университет" | Antiwear additive |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012149297A (en) | 2014-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Guo et al. | Interactions of Cu nanoparticles with conventional lubricant additives on tribological performance and some physicochemical properties of an ester base oil | |
CN103031185B (en) | Anti-burning engine oil and preparation method thereof | |
CN103160369B (en) | Self-repairing compound titanium-based grease and preparation method thereof | |
JP5693240B2 (en) | Lubricating oil composition | |
Wang et al. | In situ synthesis of copper nanoparticles within ionic liquid-in-vegetable oil microemulsions and their direct use as high efficient nanolubricants | |
Gupta et al. | Tribological study on rapeseed oil with nano-additives in close contact sliding situation | |
CN107338101B (en) | Composite lubricating oil suitable for low-temperature environment and preparation method thereof | |
RU2525404C2 (en) | Antiwear additive | |
WO2019041843A1 (en) | Specialized lubricant for carbon film engines and preparation method therefor | |
CN114250097B (en) | Ferrite stainless steel hot rolling oil based on nano zirconium dioxide and preparation method thereof | |
CN104531269B (en) | Marine plunger type engine lubricating oil composition | |
Roselina et al. | Evaluation of TiO2 nanoparticles as viscosity modifier in palm oil bio-lubricant | |
JPWO2019082883A1 (en) | Fullerene-containing lubricating oil composition and its manufacturing method | |
CN101698808A (en) | Plate-strip steel cold-rolling emulsified oil containing nanometer hexagonal boron nitride particles, and preparation method | |
Gondolini et al. | Easy preparation method of stable copper‐based nanoparticle suspensions in lubricant engine oil | |
Wang et al. | Experimental study on the suspension stability and tribological properties of nano-copper in LCKD-320# lubricating oil | |
RU2412980C1 (en) | Antifriction suspension | |
Patil et al. | Tribological properties of SiO2 nanoparticles added in SN-500 base oil | |
RU2821108C1 (en) | Antiwear additive | |
RU2633880C2 (en) | Antiwear additive | |
RU2570643C1 (en) | Antiwear additive | |
RU2586334C1 (en) | Additive to break-in oil for running-in of internal combustion engine | |
CN107118826B (en) | Composite lubricating oil antifriction and antiwear additive, composite lubricating oil and preparation method thereof | |
Kreivaitis et al. | Investigation of tribological properties of environmentally friendly ionic liquids as a potential lubricity improving additives for water-based lubricants | |
RU2276681C1 (en) | Antiwear additive |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191120 |