RU2570403C2 - Lubricating composition - Google Patents
Lubricating composition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2570403C2 RU2570403C2 RU2014105206/04A RU2014105206A RU2570403C2 RU 2570403 C2 RU2570403 C2 RU 2570403C2 RU 2014105206/04 A RU2014105206/04 A RU 2014105206/04A RU 2014105206 A RU2014105206 A RU 2014105206A RU 2570403 C2 RU2570403 C2 RU 2570403C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lubricant
- graphite
- isfg
- grease
- friction
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lubricants (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к смазочным материалам, а более конкретно к области производства наполнителей для смазочных композиций, улучшающих противоизносные и антифрикционные свойства консистентных смазок при эксплуатации их в узлах трения различных машин и механизмов.The invention relates to lubricants, and more particularly to the field of production of fillers for lubricating compositions that improve anti-wear and anti-friction properties of greases when used in friction units of various machines and mechanisms.
Уровень техникиState of the art
Основным назначением смазывания является разделение движущихся друг относительно друга твердых поверхностей с целью сведения к минимуму трения и износа. Выбор смазки определяется большей частью конкретным применением.The main purpose of lubrication is to separate hard surfaces moving relative to each other in order to minimize friction and wear. The choice of lubricant is determined largely by the particular application.
Консистентные (пластичные) смазки применяют там, где существуют большие давления. Также такие смазки применяют для смазывания малых зубчатых передач и для многих применений, где необходимо скольжение с низкой скоростью.Grease (grease) is used where high pressures exist. Also, such lubricants are used to lubricate small gears and for many applications where sliding at low speed is required.
Состав современных пластичных смазок: жидкое масло, твердый загуститель, присадки, наполнители. Последние вводят в базовую смазку естественного и/или искусственного происхождения в связи с ужесточением условий эксплуатации узлов трения. В качестве наполнителей используются высокодисперсные, нерастворимые в маслах вещества, улучшающие эксплуатационные характеристики смазки. Чаще всего применяют наполнители с низким коэффициентом трения: графит, дисульфид молибдена, сульфиды некоторых металлов, полимеры, комплексные соединения металлов и др.The composition of modern greases: liquid oil, solid thickener, additives, fillers. The latter is introduced into the base lubricant of natural and / or artificial origin in connection with the tightening of the operating conditions of friction units. As fillers are used highly dispersed, insoluble in oils substances that improve the performance of the lubricant. Most often, fillers with a low coefficient of friction are used: graphite, molybdenum disulfide, sulfides of certain metals, polymers, complex compounds of metals, etc.
В настоящее время наиболее перспективными являются антифрикционные противоизносные присадки и наполнители к смазкам на основе фторполимеров, содержащие порошки политетрафторэтилена (ПТФЭ) или полиуглеродмонофторида (CF)n различной дисперсности и/или фторсодержащие поверхностно-активные вещества [см. кн.: Новое в технологии соединений фтора / Под ред. Н. Исикавы. - М., Мир, 1984. - С.117, 129, 399].Currently, the most promising are anti-friction anti-wear additives and fillers for fluoropolymer-based lubricants containing polytetrafluoroethylene (PTFE) or polycarbon monofluoride (CF) n powders of various dispersion and / or fluorine-containing surfactants [see book: New in the technology of fluorine compounds / Ed. N. Ishikawa. - M., Mir, 1984. - S. 117, 129, 399].
В частности, известна смазочная композиция, содержащая в качестве антифрикционной и противоизносной добавки к пластичной смазке монофракционный тонкодисперсный ПТФЭ [патент RU 2100376, МПК C10M 169/04, C10M 169/04, C10M 147/02. Опубл. 27.12.1997; Бузник В.М., Цветников А.К. Ультрадисперсный политетрафторэтилен как основа для новых перспективных материалов // Вестник ДВО РАН. - 1993. №3. - С.39-47] (аналоги).In particular, a lubricating composition is known that contains, as an antifriction and antiwear additive to a grease, monofractional fine PTFE [patent RU 2100376, IPC C10M 169/04, C10M 169/04, C10M 147/02. Publ. 12/27/1997; Buznik V.M., Tsvetnikov A.K. Ultrafine polytetrafluoroethylene as a basis for promising new materials // Vestnik FEB RAS. - 1993. No. 3. - S.39-47] (analogues).
Опыт эксплуатации показывает, что недостатком ПТФЭ как присадки являются высокие потери на истирание, неудовлетворительные механические свойства, в частности ползучесть, плохое сцепление с металлической поверхностью, ограничивающие использование подобных присадок в качестве антифрикционного материала.Operational experience shows that the disadvantage of PTFE as an additive is its high abrasion loss, poor mechanical properties, in particular creep, poor adhesion to a metal surface, limiting the use of such additives as an antifriction material.
Известна также присадка к пластичной смазке в виде антифрикционной смазочной композиции [патент RU 2321620, МПК C10M 103/02, C10M 103/06, C10M 177/00. Опубл. 10.04.2008] (аналог), включающая дисульфид молибдена и модифицированный графит. Последний представляет собой частицы порошка чешуйчатого графита размером не более 12 мкм, покрытые тонкой пленкой фторорганического поверхностно-активного вещества (эпиламом) толщиной около 3 нм. После нанесения состава эпилама на модифицируемую поверхность тела происходит испарение растворителя, а само фторПАВ вступает в реакцию с поверхностью, при этом молекулы фторсодержащего поверхностно-активного вещества создают структуры Ленгмюра (частокол Ленгмюра) в виде спиралей с нормально направленными к поверхностям осями, позволяющими не только надежно удерживать смазочные среды, но служить своеобразным буфером между контактирующими поверхностями.A grease additive in the form of an anti-friction lubricant composition is also known [patent RU 2321620, IPC C10M 103/02, C10M 103/06, C10M 177/00. Publ. 04/10/2008] (analogue), including molybdenum disulfide and modified graphite. The latter consists of flake graphite powder particles no larger than 12 microns in size, coated with a thin film of an organofluorine surfactant (epilam) about 3 nm thick. After applying the epilam composition to the surface of the body to be modified, the solvent evaporates, and the fluorosurfactant itself reacts with the surface, while the fluorine-containing surfactant molecules create Langmuir structures (Langmuir stockade) in the form of spirals with axes normally directed to the surfaces, allowing not only reliable to hold lubricant media, but serve as a kind of buffer between contacting surfaces.
Недостатком смазочной композиции аналога является наличие фторсодержащей пленки только на поверхностном слое исходных графитовых частиц, что делает ее применение малоэффективной для повышения износостойкости узлов трения.The disadvantage of the analogue lubricant composition is the presence of a fluorine-containing film only on the surface layer of the initial graphite particles, which makes its use ineffective to increase the wear resistance of friction units.
Наиболее близким аналогом предложенного технического решения является антифрикционная смазочная композиция для создания смазочного покрытия [а.с. SU 601306, МПК C10M 7/04. Опубл. 05.04.1978] (прототип), содержащая, мас.%: фторированный графит (C1+xF)n - 5÷60; дисульфид молибдена (MoS2) - 40÷95. В смазочной композиции предлагается использовать частицы порошков дисульфида молибдена и фторграфита размером не более 15 мкм, при этом фторированный должен содержать от 10 до 40 мас.% фтора.The closest analogue of the proposed technical solution is an antifriction lubricating composition for creating a lubricating coating [and.with. SU 601306, IPC C10M 7/04. Publ. 04/05/1978] (prototype), containing, wt.%: Fluorinated graphite (C 1 + x F) n - 5 ÷ 60; molybdenum disulfide (MoS 2 ) - 40 ÷ 95. In the lubricating composition, it is proposed to use particles of molybdenum disulfide and fluorographic graphite powders of a size not exceeding 15 microns, while fluorinated should contain from 10 to 40 wt.% Fluorine.
Если природный и искусственный MoS2 широко применяется в смазочных композициях, то использование (CxF)n в смазках очень ограничено несмотря на то, что в отличие от графита и MoS2 фторированный графит имеет хорошие смазочные свойства в атмосфере самого различного состава, а также в вакууме. Считается, что особенно высокие характеристики проявляет этот материал в условиях больших нагрузок и высоких скоростей. Обнаружено, что при добавлении его в консистентные смазки их эффективность резко повышается.While natural and artificial MoS 2 is widely used in lubricant compositions, the use of (C x F) n in lubricants is very limited despite the fact that, unlike graphite and MoS 2, fluorinated graphite has good lubricating properties in an atmosphere of various compositions, as well as in a vacuum. It is believed that this material exhibits particularly high performance under high loads and high speeds. It has been found that when it is added to greases, their effectiveness sharply increases.
Ограниченное использование (CxF)n связано со сложностью его получения и стоимостью [см.: Миткин В.Н. Обзор типов неорганических полимерных фторуглеродных материалов и проблем взаимодействия их строения и свойств // Журнал структурной химии. - 2003. Т.44, №1. - С.109-110].Limited use (C x F) n is associated with the complexity of its production and cost [see: Mitkin V.N. A review of the types of inorganic polymer fluorocarbon materials and the problems of the interaction of their structure and properties // Journal of Structural Chemistry. - 2003. V. 44, No. 1. - S.109-110].
С другой стороны, как показали испытания смазочной композиции, приведенные в прототипе, эффект продления ресурса работы пары трения от замены природного чешуйчатого графита фторированным графитом, не очень впечатляющий. Вероятно, это связано в искажением слоистой структуры природного чешуйчатого графита при высокотемпературном (500÷600°C) синтезе (CxF)n [см.: Миткин В.Н. Обзор типов неорганических полимерных фторуглеродных материалов и проблем взаимодействия их строения и свойств // Журнал структурной химии. - 2003. Т.44, №1. - С.104-105].On the other hand, as the tests of the lubricant composition shown in the prototype showed, the effect of extending the life of the friction pair from replacing natural flake graphite with fluorinated graphite is not very impressive. This is probably due to the distortion of the layered structure of natural flake graphite during high-temperature (500–600 ° C) synthesis (C x F) n [see: V. Mitkin A review of the types of inorganic polymer fluorocarbon materials and the problems of the interaction of their structure and properties // Journal of Structural Chemistry. - 2003. V. 44, No. 1. - S.104-105].
Задача, решаемая изобретениемThe problem solved by the invention
Настоящее изобретение направлено на повышения ресурса работы пар трения.The present invention is directed to increasing the service life of friction pairs.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Указанные выше задачи достигаются техническим решением, сущность которого состоит в том, что в смазочной композиции, содержащей пластичную смазку естественного и/или искусственного происхождения и твердый наполнитель, твердый наполнитель представлен интеркалированными соединениями фторированного графита общей формулы CxFJ0,14, где x=1÷6.The above objectives are achieved by a technical solution, the essence of which is that in a lubricating composition containing a grease of natural and / or artificial origin and a solid filler, the solid filler is represented by intercalated fluorinated graphite compounds of the general formula C x FJ 0.14 , where x = 1 ÷ 6.
Перечисленные выше задачи достигаются также дополнительным техническим решением, состоящим в том, что содержание интеркалированного соединения фторированного графита в смазочной композиции составляет от 0,001 до 0,5 мас.% от веса пластичной смазки, хотя могут быть и другие значения в ту или иную сторону.The above tasks are also achieved by an additional technical solution, consisting in the fact that the content of the intercalated fluorinated graphite compound in the lubricant composition is from 0.001 to 0.5 wt.% By weight of the grease, although there may be other values in one direction or another.
Основной отличительной особенностью заявляемой смазочной композиции является то, что твердый наполнитель представлен интеркалированными соединениями фторированного графита (ИСФГ) общей формулы CxFJ0,14, где x=1÷6. Этот признак является новым и существенным, так как позволяет устранить присущие прототипу недостатки.The main distinguishing feature of the inventive lubricating composition is that the solid filler is represented by intercalated compounds of fluorinated graphite (ISFG) of the general formula C x FJ 0.14 , where x = 1 ÷ 6. This feature is new and significant, as it eliminates the inherent prototype disadvantages.
Установлено, что ИСФГ общей формулы CxFJ0,14 - это уникальный материал, как по химическому составу, так и по комплексу своих свойств. Во-первых, ИСФГ синтезируют при температуре, мало отличающейся от комнатной, поэтому плоская слоистая структура графита в нем полностью сохранена. Во-вторых, атомы фтора в решетке графита соединены прочными ковалентными связями с атомами углерода. В-третьих, графеновые плоскости в ИСФГ раздвинуты за счет внедрения молекул гептафторида иода JF7 так, что межплоскостное расстояние примерно в два раза превышает аналогичный параметр нефункционализированного графита. По этой причине подвижность фторированных графеновых слоев в решетке ИСФГ значительно больше. Поверхностные пленки интеркалированного соединения фторированного графита создают очень скользкие покрытия и по антифрикционным характеристикам ИСФГ сопоставим с политетрафторэтиленом (тефлоном), а наличие атомов фтора на графеновой поверхности обеспечивает ему хорошее сцепление с защищаемой поверхностью, будь то металл, диэлектрик, стекло, керамика, полупроводники, кристаллы и т.п. Причем толщина защитной пленки в зависимости от состава ИСФГ (коэффициента x в формуле) может достигать от 6 до 1 атомного слоя. В-четвертых, температура термического разложения частичек ИСФГ превышает 400°C, что значительно превышает рабочую температуру политетрафторэтилена.It has been established that ISFG of the general formula C x FJ 0.14 is a unique material, both in chemical composition and in terms of its complex of properties. First, ISFG is synthesized at a temperature that differs little from room temperature; therefore, the flat layered structure of graphite in it is completely preserved. Secondly, fluorine atoms in the graphite lattice are connected by strong covalent bonds with carbon atoms. Thirdly, the graphene planes in the ISFG are extended due to the introduction of iodine heptafluoride molecules JF 7 so that the interplanar spacing is approximately two times higher than the similar parameter of unfunctionalized graphite. For this reason, the mobility of fluorinated graphene layers in the ISFG lattice is much greater. The surface films of the intercalated compound of fluorinated graphite create very slippery coatings and are comparable to polytetrafluoroethylene (teflon) in the antifriction characteristics of ISFG, and the presence of fluorine atoms on the graphene surface provides it with good adhesion to the surface to be protected, be it metal, dielectric, glass, ceramics, semiconductors, crystals etc. Moreover, the thickness of the protective film, depending on the composition of the ISPH (coefficient x in the formula), can reach from 6 to 1 atomic layer. Fourthly, the temperature of thermal decomposition of ISFG particles exceeds 400 ° C, which significantly exceeds the working temperature of polytetrafluoroethylene.
Нами установлено, что ИСФГ общей формулы CxFJ0,14 стабилен неограниченное время. Наличие в решетке ИСФГ иода в нанокристаллическом состоянии увеличивает антифрикционные свойства наполнителя, дополнительно снижая коэффициент трения в опорной паре (см., например, патенты SU 1087550; SU 1735346).We found that the ISFG of the general formula C x FJ 0.14 is stable for an unlimited time. The presence of iodine in the lattice of ISFG in the nanocrystalline state increases the antifriction properties of the filler, further reducing the friction coefficient in the reference pair (see, for example, patents SU 1087550; SU 1735346).
Оптимальное содержание ИСФГ в пластичной смазке составляет от 0,001 до 0,5 мас.%, что определяется, с одной стороны, стремлением создать экономически эффективную смазочную композицию, с другой стороны, высокой покрывной способностью ИСФГ. Известно, что для одноатомного графенового слоя характерна очень высокая удельная поверхность - согласно расчетам, 2630 м2/г [Грайфер Е.Д. и др. Графен: химические подходы к синтезу и модифицированию / Успехи химии. - 80 (8). 2011. - С.785]. По этой причине даже малые добавки ИСФГ как наполнителя позволяют создать большие площади антифрикционных покрытий на трущихся поверхностях различных механизмов.The optimal content of ISFG in a grease is from 0.001 to 0.5 wt.%, Which is determined, on the one hand, by the desire to create a cost-effective lubricant composition, on the other hand, with a high coating ability of ISFG. It is known that a monoatomic graphene layer is characterized by a very high specific surface - according to calculations, 2630 m 2 / g [Graifer ED et al. Graphene: chemical approaches to the synthesis and modification / Advances in chemistry. - 80 (8). 2011. - P.785]. For this reason, even small additives of ISFG as a filler can create large areas of antifriction coatings on the friction surfaces of various mechanisms.
Порошки ИСФГ легко смешиваются с пластичными смазками естественного и/или искусственного происхождения всеми известными механическими способами.ISFG powders are easily mixed with greases of natural and / or artificial origin by all known mechanical methods.
Способы низкотемпературного синтеза полифторидуглеродов с гептафторидом иода общей формулы CxFJ0,14, где x=1÷6, сохраняющие слоистую структуру исходного графита, описаны в патентах [RU 2404121. МПК C01B 31/04. Опубл. 20.11.2010; RU 2419586. МПК C01B 31/04. Опубл. 27.05.2011].Methods for the low-temperature synthesis of polyfluoride carbon with iodine heptafluoride of the general formula C x FJ 0.14 , where x = 1 ÷ 6, preserving the layered structure of the starting graphite, are described in patents [RU 2404121. IPC C01B 31/04. Publ. 11/20/2010; RU 2419586. IPC C01B 31/04. Publ. 05/27/2011].
Краткое описание чертежей:Brief Description of the Drawings:
- на фиг.1 показана фотография частиц порошка природного крупнокристаллического чешуйчатого графита;- figure 1 shows a photograph of particles of a powder of natural coarse crystalline flake graphite;
- на фиг.2 показана фотография частиц порошка интеркалированного соединения фторированного графита;- figure 2 shows a photograph of the particles of powder intercalated compounds of fluorinated graphite;
- на фиг.3 показано изменение коэффициента трения в опорной паре при антифрикционных испытаниях смазочной композиции на основе стандартной консистентной смазки «ЛИТОЛ-24»;- figure 3 shows the change in the coefficient of friction in the reference pair during antifriction tests of the lubricant composition based on the standard LITOL-24 grease;
- на фиг.4 показано изменение коэффициента трения в опорной паре при антифрикционных испытаниях смазочной композиции на основе консистентной смазки «ЛИТОЛ-24» с добавкой 0,01 мас.% ИСФГ.- figure 4 shows the change in the coefficient of friction in the reference pair during antifriction tests of a lubricant composition based on LITOL-24 grease with the addition of 0.01 wt.% ISFG.
Следующие примеры приведены в иллюстративных целях и не должны быть истолкованы как ограничивающие объем настоящего изобретения.The following examples are provided for illustrative purposes and should not be construed as limiting the scope of the present invention.
Пример 1. Смазочную композицию для смазки подшипников, работающих в условиях вакуума, готовят на основе минерального вакуумного масла ВМ-12 (ТУ 38.1011237-89). В качестве прекурсора для синтеза интеркалированных соединений фторированного графита используют природный крупнокристаллический чешуйчатый графит марки ГТ-1 (графит тигельный по ГОСТ 4596-75), дополнительно химически очищенный до содержания зольных примесей не более 0,1 мас.% (см. фиг.1). Навеску графита обрабатывают газовой или жидкой фазой гептафторида иода при массовом соотношении реагентов 1:4 в течение 24 часов при 20°C, в результате чего происходит внедрение фторокислителя в слоистую решетку графита с образованием так называемых интеркалированных соединении фторированного графита общей формулы CxFJ0,14, где x=1÷6 (см. фиг.2).Example 1. A lubricating composition for lubricating bearings operating under vacuum is prepared on the basis of mineral vacuum oil VM-12 (TU 38.1011237-89). As a precursor for the synthesis of intercalated compounds of fluorinated graphite, natural large-crystalline flake graphite of the GT-1 brand is used (crucible graphite in accordance with GOST 4596-75), additionally chemically purified to an ash content of no more than 0.1 wt.% (See figure 1) . A portion of graphite is treated with the gas or liquid phase of iodine heptafluoride at a mass ratio of reactants 1: 4 for 24 hours at 20 ° C, as a result of which a fluoroxidant is introduced into the layered graphite lattice with the formation of the so-called intercalated fluorinated graphite compound of the general formula C x FJ 0, 14 , where x = 1 ÷ 6 (see figure 2).
Порошок интеркалированных соединений фторированного графита смешивают с маслом ВМ-12 в пропорции 1:100000 и 1:1000, что соответствует содержанию ИСФГ в смазочной жидкости 0,001 мас.% и 0,1 мас.%, и подвергают ультразвуковому диспергированию в течение 30 минут с ультразвуковой частотой 40 кГц в ультразвуковой ванне модели VASCA ULTRASUONI.The powder of intercalated compounds of fluorinated graphite is mixed with BM-12 oil in a ratio of 1: 100000 and 1: 1000, which corresponds to the content of ISPH in the lubricating fluid of 0.001 wt.% And 0.1 wt.%, And is subjected to ultrasonic dispersion for 30 minutes with ultrasonic frequency of 40 kHz in an ultrasonic bath model VASCA ULTRASUONI.
Установлено, что ультразвуковое диспергирование ИСФГ в вакуумном масле в количестве до 0,1 мас.% позволяет получить однородные дисперсии, расслоение которых не происходит, по крайней мере, в течение месяца.It was found that ultrasonic dispersion of ISPH in vacuum oil in an amount of up to 0.1 wt.% Allows to obtain homogeneous dispersions, the separation of which does not occur, at least for a month.
Испытания смазочных композиций проводят на автоматизированном триботехническом комплексе «High Temperature TRIBOMETER» швейцарской фирмы «CSM Instruments» в соответствии с международными стандартами ASTM G99-959 и DIN 50324. В установке используют стандартные шарики из оксида алюминия Al2O3 диаметром 3 мм, специальный держатель модельных образцов (пластины из полированной стали 12Х18Н10Т) для проведения теста в смазочной жидкости и систему нагрева образцов для поддержания в процессе теста постоянной температуры 60°C модельного образца. В процессе трибологического теста измеряют динамический коэффициент трения и оценивают износостойкость материала модельного образца.Tests of lubricating compositions are carried out on the automated tribotechnical complex “High Temperature TRIBOMETER” of the Swiss company “CSM Instruments” in accordance with international standards ASTM G99-959 and DIN 50324. The installation uses standard balls of aluminum oxide Al 2 O 3 with a diameter of 3 mm, a special holder model samples (plates made of polished steel 12X18H10T) for conducting a test in a lubricating fluid and a heating system for samples to maintain a constant temperature of 60 ° C of the model sample during the test. During the tribological test, the dynamic coefficient of friction is measured and the wear resistance of the material of the model sample is evaluated.
Для модельного образца (ст. 12Х18Н10Т) измерено и принято, что твердость материала равна 2,05 ГПа, модуль упругости - 171 ГПа, коэффициент Пуансона - 0,3.For a model sample (st. 12X18H10T) it was measured and accepted that the hardness of the material is 2.05 GPa, the elastic modulus is 171 GPa, and the Punch coefficient is 0.3.
Средний коэффициент трения µ в опорной паре за время одного испытания для всех смазочных композиций относительно коэффициента трения базового масла (чистое ВМ-12) снизился незначительно. Значительно больше уменьшается износ модельных образцов (см. таблицу, пп.1-3): для смазочной композиции с добавкой ~0,001 мас.% ИСФГ снижение происходит на 38%.The average coefficient of friction µ in the reference pair during one test for all lubricant compositions relative to the coefficient of friction of the base oil (pure BM-12) decreased slightly. The wear of model samples is much more reduced (see table, items 1-3): for a lubricant composition with the addition of ~ 0.001 wt.% ISPH, a decrease of 38% occurs.
Пример 2. Смазочную композицию для смазки подшипниковых опор роторов электродвигателей готовят на основе консистентной смазки Литол-24 (ГОСТ 21150-87).Example 2. A lubricating composition for the lubrication of bearing bearings of rotors of electric motors is prepared on the basis of Litol-24 grease (GOST 21150-87).
Интеркалированные соединения фторированного графита получают по технологии, изложенной в примере 1. Порошок ИСФГ смешивают в лопастном механическом смесителе со смазкой Литол-24 в пропорции 1:10000, 1:1000 и 1:500, что соответствует содержанию ИСФГ в смазочной композиции 0,01 мас.%, 0,1 мас.% и 0,5 мас.%.Intercalated compounds of fluorinated graphite are obtained according to the technology described in example 1. The ISPH powder is mixed in a paddle mechanical mixer with Litol-24 lubricant in a ratio of 1: 10000, 1: 1000 and 1: 500, which corresponds to the content of ISPH in the lubricating composition of 0.01 wt. %, 0.1 wt.% And 0.5 wt.%.
Испытания смазочных композиций на триботехническом комплексе проводят по условиям примера 1. Установлено, что введение в смазку «Литол-24» от 0,01 до 0,5 мас.% порошка ИСФГ позволяет уменьшить коэффициент трения для трущейся пары «оксид алюминия - сталь 12Х18Н10Т» на 17% (см. фиг.3 и фиг.4), при этом одновременно износ модельных образцов снижается на 57% (см. табл., п.п.4-7).Tests of lubricant compositions at the tribotechnical complex are carried out according to the conditions of example 1. It is established that the introduction of Litol-24 "from 0.01 to 0.5 wt.% ISFG powder allows to reduce the friction coefficient for the rubbing pair" aluminum oxide - steel 12X18H10T " by 17% (see figure 3 and figure 4), while the wear of model samples is reduced by 57% (see table, items 4-7).
Характерно, что для стандартного образца смазки значение коэффициента трения в ходе испытаний увеличивается, тогда как для образцов консистентной смазки, модифицированных добавкой ИСФГ, µ снижается, приближаясь к значению 0,12.It is typical that, for a standard lubricant sample, the value of the friction coefficient increases during tests, while for grease samples modified with ISFH additive, μ decreases, approaching the value 0.12.
Пример 3. Смазочную композицию для смазки подшипников, работающих в агрессивной среде, готовят на основе синтетической пластичной фторуглеродной смазки УПИ (ТУ 95.2289-91). Химическая формула смазки CnF2n+2, где n от 15 до 25. Смазка УПИ широко применяется в атомной промышленности в технологии разделения изотопов урана, для смазки трущихся частей машин и приборов, работающих в агрессивных средах, для заполнения уплотнений вращающихся валов.Example 3. A lubricating composition for lubricating bearings operating in an aggressive environment is prepared on the basis of UPI synthetic plastic fluorocarbon grease (TU 95.2289-91). The chemical formula of the lubricant is C n F 2n + 2 , where n is from 15 to 25. UPI grease is widely used in the nuclear industry in the technology of separation of uranium isotopes, for the lubrication of the rubbing parts of machines and devices operating in aggressive environments, for filling the seals of rotating shafts.
Интеркалированные соединения фторированного графита получают по технологии, изложенной в примере 1. Порошок интеркалированных соединений фторированного графита смешивают с маслом УПИ в пропорции 1:10000 и 1:1000, что соответствует содержанию ИСФГ в смазочной жидкости 0,01 мас.% и 0,1 мас.%, и подвергают ультразвуковому диспергированию при температуре 60°C по условиям примера 1.Intercalated compounds of fluorinated graphite are obtained according to the technology described in example 1. The powder of intercalated compounds of fluorinated graphite is mixed with UPI oil in a ratio of 1: 10000 and 1: 1000, which corresponds to the content of ISPH in the lubricating fluid of 0.01 wt.% And 0.1 wt. %, and subjected to ultrasonic dispersion at a temperature of 60 ° C according to the conditions of example 1.
Установлено, что ультразвуковое диспергирование ИСФГ в смазке УПИ при 60°C в количестве до 0,1 мас.% позволяет получить однородные дисперсии, расслоение которых не происходит, по крайней мере, в течение месяца.It was found that ultrasonic dispersion of ISFG in UPI lubricant at 60 ° C in an amount of up to 0.1 wt.% Allows to obtain uniform dispersions, the separation of which does not occur, at least for a month.
Испытания смазочной композиции на триботехническом комплексе проводят по условиям примера 1. Установлено, что введение в смазку УПИ от 0,01 до 0,1 мас.% порошка ИСФГ не снижает коэффициент трения во фторуглеродной смазке для опорной пары «оксид алюминия - сталь 12Х18Н10Т», но в тоже время износ модельного образца уменьшается на 21% (см. табл., п.п.8-10).Tests of the lubricant composition at the tribotechnical complex are carried out according to the conditions of example 1. It was found that the introduction of 0.01 to 0.1 wt.% ISFG powder into the lubricant UPI does not reduce the friction coefficient in the fluorocarbon grease for the reference pair “aluminum oxide - steel 12X18H10T”, but at the same time, the wear of the model sample decreases by 21% (see table, items 8-10).
Пример 4. Смазочные композиции на основе смазки УПИ по условиям примера 3 сравнивали с промышленной смазкой КСТ (ТУ 95.2289-91) - смазка УПИ, наполненная тонкодисперсным порошком фторопласта в пределах 2,8÷3,6 мас.%. Химическая формула смазки CnF2n+2, где n от 15 до 25. Смазка КСТ широко применяется в атомной промышленности для смазки трущихся частей машин и приборов, работающих в агрессивных средах, для заполнения уплотнений вращающихся валов.Example 4. Lubricating compositions based on UPI lubricant according to the conditions of Example 3 were compared with industrial lubricant KST (TU 95.2289-91) - UPI lubricant filled with finely dispersed fluoroplastic powder in the range of 2.8–3.6 wt.%. The chemical formula of the grease is C n F 2n + 2 , where n is from 15 to 25. The KST grease is widely used in the nuclear industry to lubricate the rubbing parts of machines and devices operating in aggressive environments, to fill the seals of rotating shafts.
Испытания смазочной композиции КСТ на триботехническом комплексе проводят по условиям примера 1. Коэффициент трения опорной пары «оксид алюминия - сталь 12Х18Н10Т» на смазочной композиции КСТ соответствовал фторуглеродной смазке УПИ и смазочным композициям состава «УПИ-ИСФГ», однако износ модельного образца оказывается в 4 раза выше, чем на смазке УПИ, и в 5 раз выше, чем на смазочной композиции «УПИ - 0,01% ИСФГ» (см. табл., п.11).Tests of the KST lubricant composition in the tribotechnical complex are carried out according to the conditions of Example 1. The friction coefficient of the support pair “aluminum oxide - steel 12X18H10T” on the KST lubricant composition corresponded to UPI fluorocarbon grease and UPI-ISFG lubricant compositions, however, the model specimen is 4 times worn higher than the UPI lubricant, and 5 times higher than the lubricant composition "UPI - 0.01% ISFG" (see table, item 11).
В заключении отметим, что модифицированные порошками интеркалированных соединений фторированного графита консистентные смазки демонстрируют превосходные трибологические и реологические характеристики, которые не могут быть достигнуты в соответствующих смазочных композициях, содержащих иные частицы фторуглеродных материалов - тонкодисперсные порошки фторопластов, порошки фторированного графита, порошки эпиламированного графита и прочее. Осмотр механизмов после эксплуатации показал, что трущиеся поверхности покрыты прочными полупрозрачными фторуглеродными пленками, надежно защищающими их от износа. Способ приготовления смазочной композиции обеспечивает реализацию экологически безопасных процессов без выделения и образования вредных и токсичных веществ.In conclusion, we note that greases modified with powders of intercalated compounds of fluorinated graphite demonstrate excellent tribological and rheological characteristics that cannot be achieved in the corresponding lubricating compositions containing other particles of fluorocarbon materials - fine fluoroplastic powders, fluorinated graphite powders, epilated graphite powders, etc. Inspection of the mechanisms after operation showed that the friction surfaces are covered with durable translucent fluorocarbon films that reliably protect them from wear. The method of preparation of the lubricating composition ensures the implementation of environmentally friendly processes without the release and formation of harmful and toxic substances.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014105206/04A RU2570403C2 (en) | 2014-02-12 | 2014-02-12 | Lubricating composition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014105206/04A RU2570403C2 (en) | 2014-02-12 | 2014-02-12 | Lubricating composition |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014105206A RU2014105206A (en) | 2015-08-20 |
RU2570403C2 true RU2570403C2 (en) | 2015-12-10 |
Family
ID=53880048
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014105206/04A RU2570403C2 (en) | 2014-02-12 | 2014-02-12 | Lubricating composition |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2570403C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2404121C2 (en) * | 2007-07-31 | 2010-11-20 | Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" (ОАО "СХК") | Method of obtaining graphite-based theroexpandable compound |
US8222190B2 (en) * | 2009-08-19 | 2012-07-17 | Nanotek Instruments, Inc. | Nano graphene-modified lubricant |
CN102911762A (en) * | 2012-11-02 | 2013-02-06 | 上海第二工业大学 | High-thermal conductivity lubricating oil and preparation method thereof |
DE102011116342B3 (en) * | 2011-09-11 | 2013-03-14 | Zipps Skiwachse Gmbh | Use of graphene as lubricant for modifying tribological sliding properties of winter sports equipment e.g. alpine skiing, skiing for Nordic sports, snowboards and sledges |
-
2014
- 2014-02-12 RU RU2014105206/04A patent/RU2570403C2/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2404121C2 (en) * | 2007-07-31 | 2010-11-20 | Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" (ОАО "СХК") | Method of obtaining graphite-based theroexpandable compound |
US8222190B2 (en) * | 2009-08-19 | 2012-07-17 | Nanotek Instruments, Inc. | Nano graphene-modified lubricant |
DE102011116342B3 (en) * | 2011-09-11 | 2013-03-14 | Zipps Skiwachse Gmbh | Use of graphene as lubricant for modifying tribological sliding properties of winter sports equipment e.g. alpine skiing, skiing for Nordic sports, snowboards and sledges |
CN102911762A (en) * | 2012-11-02 | 2013-02-06 | 上海第二工业大学 | High-thermal conductivity lubricating oil and preparation method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014105206A (en) | 2015-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Paul et al. | Nanolubricants dispersed with graphene and its derivatives: An assessment and review of the tribological performance | |
Yi et al. | Macroscale superlubricity of Si-doped diamond-like carbon film enabled by graphene oxide as additives | |
Pawlak et al. | A comparative study on the tribological behaviour of hexagonal boron nitride (h-BN) as lubricating micro-particles—an additive in porous sliding bearings for a car clutch | |
Briscoe et al. | The friction and wear of poly (tetrafluoroethylene)-poly (etheretherketone) composites: An initial appraisal of the optimum composition | |
Kumar et al. | Tribological characterisation of graphene oxide as lubricant additive on hypereutectic Al-25Si/steel tribopair | |
Saurín et al. | Effect of graphene and ionic liquid additives on the tribological performance of epoxy resin | |
Liu et al. | DLC-based solid–liquid synergetic lubricating coatings for improving tribological behavior of boundary lubricated surfaces under high vacuum condition | |
Reeves et al. | Tribology of solid lubricants | |
Nemati et al. | High temperature friction and wear properties of graphene oxide/polytetrafluoroethylene composite coatings deposited on stainless steel | |
Chhattal et al. | Unveiling the tribological potential of MXenes-current understanding and future perspectives | |
Dhanola et al. | A critical review on liquid superlubricitive technology for attaining ultra-low friction | |
Tian et al. | Effect of hydroxyl intercalation on tribological properties of MXene (Ti3C2Tx) | |
Quan et al. | Tribological behavior of WS 2-based solid/liquid lubricating systems dominated by the surface properties of WS 2 crystallographic planes | |
KR20140018369A (en) | Lubricating grease based on perfluoropolyether | |
Ren et al. | Improving the lubrication and anti-corrosion performance of polyurea grease via ingredient optimization | |
Wei et al. | MoS2-functionalized attapulgite hybrid toward high-performance thickener of lubricating grease | |
Yu et al. | Significance of g-C3N4 nanosheets for enhancing tribological performance of epoxy subjected to starved lubrication | |
Kinoshita et al. | Tribological properties of graphene oxide as a lubricating additive in water and lubricating oils | |
Ren et al. | Probing the synergy of blended lithium complex soap and calcium sulfonate towards good lubrication and anti-corrosion performance | |
Qi et al. | Synergistic lubrication effect of antioxidant and low content ZDDP on PFPE grease | |
Pawlak et al. | h-BN lamellar lubricant in hydrocarbon and formulated oil in porous sintered bearings (iron+ h-BN) | |
RU2596820C1 (en) | Lubricant composition | |
RU2570403C2 (en) | Lubricating composition | |
Qian et al. | Experimental investigation on the tribological property of functionalized graphene lubricant against steel | |
JP5748009B2 (en) | Solid particles, solid lubricants and metal parts |