RU2609574C2 - Method of restoring friction surfaces - Google Patents

Method of restoring friction surfaces Download PDF

Info

Publication number
RU2609574C2
RU2609574C2 RU2015129997A RU2015129997A RU2609574C2 RU 2609574 C2 RU2609574 C2 RU 2609574C2 RU 2015129997 A RU2015129997 A RU 2015129997A RU 2015129997 A RU2015129997 A RU 2015129997A RU 2609574 C2 RU2609574 C2 RU 2609574C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
powder mixture
chrysotile
article
wear
Prior art date
Application number
RU2015129997A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015129997A (en
Inventor
Андрей Викторович Купреев
Сергей Александрович Казакевич
Игорь Васильевич Обухов
Николай Иванович Попадьин
Original Assignee
общество с ограниченной ответственностью инновационная компания "ЭФАМ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by общество с ограниченной ответственностью инновационная компания "ЭФАМ" filed Critical общество с ограниченной ответственностью инновационная компания "ЭФАМ"
Priority to RU2015129997A priority Critical patent/RU2609574C2/en
Publication of RU2015129997A publication Critical patent/RU2015129997A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2609574C2 publication Critical patent/RU2609574C2/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C26/00—Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M125/00—Lubricating compositions characterised by the additive being an inorganic material
    • C10M125/10—Metal oxides, hydroxides, carbonates or bicarbonates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention relates to triboengineering and can be used for in-place restorative repair, prevention of wear of working surfaces of machine parts susceptible to wear, such as piston assemblies, bearing friction pairs and pinion units. The method of restoring friction surfaces of a metal article with an oil reservoir includes preparation of a powder mixture consisting of dispersed particles with size of 200 to 300 nm and having the following ratio of components, wt %: antigorite (Mg6Si4O10(OH)8) 10-20, lizardite (Mg3Si2O5(OH)4) 10-30 and chrysotile (Mg6Si4O10(OH)8) 40-90, and placing said powder mixture in oil. From said powder mixture placed in oil, a modifier composition is obtained, which is fed into the oil reservoir of the article. Said oil is used with viscosity of 20 to 30 cSt, and said powder mixture additionally contains chrysotile.
EFFECT: invention increases periods between routine restorative works, reduces costs on restorative repair and improves operating efficiency of the article, and prolongs operating time of the lubricating material without replacement.

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к триботехнике, и может быть использовано при безразборном восстановительном ремонте, профилактике и предотвращении износа рабочих поверхностей деталей машин, подверженных износу, таких как поршневые узлы, подшипниковые пары трения, шестеренные передачи. Одной из проблем при работе пар трения является нарушение геометрии поверхностей трения в результате износа, приводящее к повышенному потреблению расходных материалов, снижению энергоэффективности и КПД машины (агрегата), необходимости проведения ремонтов с заменой деталей и узлов трения, а также вероятности выхода изделий из строя.The invention relates to mechanical engineering, in particular to tribotechnics, and can be used for CIP repair, prevention and prevention of wear of the working surfaces of machine parts subject to wear, such as piston assemblies, friction bearing pairs, gears. One of the problems during the operation of friction pairs is a violation of the geometry of the friction surfaces as a result of wear, leading to increased consumption of consumables, reduced energy efficiency and efficiency of the machine (unit), the need for repairs with replacement of parts and friction units, as well as the probability of failure of products.

Известен способ модификации железосодержащих поверхностей узлов трения №2201998 С2 от 29.06.2001, заключающийся в использовании смеси дисперсных компонент минералов в виде альфа-хризотила, ортохризотила, лизардита ленточного и др. для повышения износостойкости поверхностей трения, а также для одновременного восстановления металлических трущихся поверхностей.A known method of modifying the iron-containing surfaces of friction units No. 2201998 C2 dated 06/29/2001, which consists in using a mixture of dispersed mineral components in the form of alpha-chrysotile, orthochrysotile, tape lizardite and others to increase the wear resistance of friction surfaces, as well as to simultaneously restore metallic rubbing surfaces.

Недостатками данного способа является крупный фракционный состав частиц модификатора, приводящий к снижению возможного эффекта при наличии масляных фильтров в системе, низкая стабильность раствора (выпадение осадка) и, как следствие, слабый восстановительный эффект.The disadvantages of this method is the large fractional composition of the modifier particles, leading to a decrease in the possible effect in the presence of oil filters in the system, low solution stability (precipitation) and, as a result, a weak recovery effect.

Известен способ №2377340 С1 от 07.04.2008, заключающийся в использовании смеси хризотила, хлорита и барита в соотношении 0.5/0.4/0.1 соответственно для восстановления геометрии поверхностей трения. Недостатком данного способа является нестабильность раствора модификатора из-за крупного фракционного состава частиц модификатора, приводящего к выпадению осадка и ухудшению качества восстанавливаемой поверхности.The known method No. 2377340 C1 of 04/07/2008, which consists in using a mixture of chrysotile, chlorite and barite in a ratio of 0.5 / 0.4 / 0.1, respectively, to restore the geometry of the friction surfaces. The disadvantage of this method is the instability of the modifier solution due to the large fractional composition of the modifier particles, leading to precipitation and deterioration of the quality of the restored surface.

Наиболее близким к заявленному решению по технической сути и достигаемому эффекту является способ №23451760 от 12.02.2008, заключающийся в использовании антигорита (Mg, Fe2)3Si2O5(OH)4 и лизардита Mg3Si2O5(OH)4 с добавлением в масляную основу для формирования антифрикционного и износостойкого покрытия деталей трения машин и механизмов.Closest to the claimed solution in terms of technical nature and the achieved effect is method No. 23451760 of February 12, 2008, which consists in using antigorite (Mg, Fe 2 ) 3 Si 2 O 5 (OH) 4 and lysardite Mg 3 Si 2 O 5 (OH) 4 with the addition of an oil base to form anti-friction and wear-resistant coating of friction parts of machines and mechanisms.

Недостатками данного способа являются: низкий эффект восстановления геометрии детали при достаточно хорошем антифрикционном эффекте улучшения поверхностей трения, а также образование абразивных частиц в результате реакций железосодержащего компонента состава, приводящее к абразивному износу, в частности, подшипников скольжения.The disadvantages of this method are: the low effect of restoring the geometry of the part with a fairly good antifriction effect of improving the friction surfaces, as well as the formation of abrasive particles as a result of the reactions of the iron-containing component of the composition, leading to abrasive wear, in particular, plain bearings.

Отличием заявляемого способа является подбор оптимального состава смеси минералов и основания для обеспечения стабильности состава-модификатора без образования осадка, а также добавлением нанодисперсных частиц хризотила, обеспечивающих более высокий и долговременный эффект восстановления геометрии изношенной поверхности, а также большую равномерность и стабильность получаемого слоя на трущихся поверхностях вследствие большей доступности частиц парам трения.The difference of the proposed method is the selection of the optimal composition of the mixture of minerals and the base to ensure the stability of the modifier composition without the formation of sediment, as well as the addition of nanodispersed particles of chrysotile, providing a higher and long-lasting effect of restoring the geometry of the worn surface, as well as greater uniformity and stability of the resulting layer on rubbing surfaces due to the greater availability of particles to friction pairs.

Сущность процессов, приводящих к снижению коэффициента трения и восстановлению геометрии поверхностей трения, до конца не изучена, однако принято считать, что происходит очистка трущихся поверхностей, формирование на них металлокерамического покрытия, характеризующегося высокой износостойкостью и значительно пониженным коэффициентом трения (подробнее о принципах написано у авторов Болгов В.Ю., Балабанов В.И. Автомобильные присадки и добавки. 2011). Исследования показали, что при характерном размере частиц состава-модификатора порядка 1 мкм происходит расслоение раствора состава-модификатора на дисперсную часть и основание - наблюдается выпадение осадка, что снижает эффективность процесса восстановления поверхностей и качество формируемого слоя. Экспериментальным путем установлено, что при использовании основания вязкостью 20-30 сСт оптимальным характерным размером фракций является 250(+-50) нм. Данный эффект обуславливается оптимизацией соотношения поверхностных энергий частиц минералов состава-модификатора за счет увеличения удельной площади поверхности частиц.The essence of the processes leading to a decrease in the coefficient of friction and restoration of the geometry of the friction surfaces has not been fully studied, however, it is generally accepted that rubbing surfaces are cleaned, a ceramic-metal coating is formed on them, which is characterized by high wear resistance and a significantly reduced coefficient of friction (more about the principles are written by the authors Bolgov V.Yu., Balabanov V.I. Automotive additives and additives. 2011). Studies have shown that with a characteristic particle size of the modifier composition of the order of 1 μm, the solution of the modifier composition is stratified into the dispersed part and the base - precipitation occurs, which reduces the efficiency of the surface restoration process and the quality of the formed layer. It was established experimentally that when using a base with a viscosity of 20-30 cSt, the optimal characteristic size of the fractions is 250 (+ - 50) nm. This effect is caused by the optimization of the ratio of the surface energies of the particles of minerals of the modifier composition by increasing the specific surface area of the particles.

Использование состава-модификатора заключается в следующем. Сначала готовится порошковая смесь нанодисперсных частиц, мас. %: антигорита Mg6Si4O10(OH)8 10-20, лизардита Mg3Si2O5(OH)4 10-30, хризотила Mg6Si4O10(OH)8 40-90. Соотношение определено экспериментально и может варьироваться в зависимости от целевого механизма применения. Далее порошковая смесь размешивается в масле, по вязкости близком к маслу, используемому в конечном изделии. Далее состав-модификатор подается в масляный резервуар изделия или механизма, после чего изделие включается или запускается, а вместе с ним происходит размешивание состава-модификатора и обеспечение восстановления геометрии поверхностей трения.The use of the modifier composition is as follows. First, a powder mixture of nanosized particles, wt. %: antigorite Mg 6 Si 4 O 10 (OH) 8 10-20, lysardite Mg 3 Si 2 O 5 (OH) 4 10-30, chrysotile Mg 6 Si 4 O 10 (OH) 8 40-90. The ratio is determined experimentally and may vary depending on the target application mechanism. Next, the powder mixture is mixed in oil, similar in viscosity to the oil used in the final product. Next, the modifier composition is fed into the oil reservoir of the product or mechanism, after which the product is turned on or started, and with it, the modifier composition is mixed and the geometry of the friction surfaces is restored.

Задачей изобретения является снижение затрат на обслуживание и эксплуатацию изделий, содержащих металлические поверхности трения и масляный резервуар.The objective of the invention is to reduce the cost of maintenance and operation of products containing metal friction surfaces and an oil reservoir.

Техническим результатом изобретения являются увеличение срока проведения регламентных восстановительных работ, уменьшение затрат на ремонтно-восстановительные работы и увеличение эффективности работы изделия, а также увеличение времени работы смазочного материала без замены.The technical result of the invention is to increase the period of routine restoration work, reduce the cost of repair and restoration work and increase the efficiency of the product, as well as increase the operating time of the lubricant without replacement.

Например, использование настоящей присадки-модификатора в количестве 0.5 грамм на 7 литров рабочего объема масла в двигателе ЗМ3-409 автомобиля УА3-3163 с пробегом 160 тысяч километров позволило улучшить показатели работы двигателя, такие как компрессия - увеличение на 10-20% практически до номинальных значений, давление масла на холостом ходу в рабочем диапазоне температур выросло на 10%, расход масла уменьшился с 0,6 литров на 1000 км до 0.1 литра, расход топлива уменьшился в среднем на 5-10%, уменьшилось избыточное давление в картере двигателя до полного прекращения дымления из патрубка вентиляции картера, а также уменьшилась температура выхлопных газов на 30 градусов, а также уменьшился шум двигателя на 3 дБ на холостом ходу. По результатам диагностики с частичным разбором двигателя после 50 тыс. км пробега установлено, что достижение таких показателей обусловлено улучшением состояния рабочих пар трения механизмов с образованием на них антифрикционного защитного слоя, сохраняющего характеристики более длительное время, чем в аналогичных разработках.For example, the use of this modifier additive in the amount of 0.5 grams per 7 liters of oil in the ZM3-409 engine of the UA3-3163 car with a mileage of 160 thousand kilometers made it possible to improve engine performance, such as compression, an increase of 10-20% to almost nominal values, idle oil pressure in the operating temperature range increased by 10%, oil consumption decreased from 0.6 liters per 1000 km to 0.1 liters, fuel consumption decreased on average by 5-10%, overpressure in the crankcase decreasedrekrascheniya fuming from crankcase ventilation pipe, and the exhaust gas temperature has decreased to 30 degrees, and reduced engine noise by 3 dB at idle. According to the results of diagnostics with a partial analysis of the engine after 50 thousand kilometers, it was found that the achievement of such indicators is due to an improvement in the state of working pairs of friction mechanisms with the formation of an antifriction protective layer on them that preserves the characteristics for a longer time than in similar developments.

Claims (4)

Способ восстановления поверхностей трения металлического изделия с масляным резервуаром, включающий приготовление порошковой смеси, содержащей антигорит и лизардит, и размешивание указанной порошковой смеси в масле, отличающийся тем, что из упомянутой порошковой смеси, размешанной в масле, получают состав-модификатор, который подают в масляный резервуар изделия, при этом указанное масло используют вязкостью от 20 до 30 сСт, а упомянутая порошковая смесь дополнительно содержит хризотил, состоит из дисперсных частиц размером от 200 до 300 нм и имеет следующее соотношение компонентов, мас.%:A method of restoring the friction surfaces of a metal product with an oil reservoir, comprising preparing a powder mixture containing antigorite and lysardite, and stirring said powder mixture in oil, characterized in that from said powder mixture mixed in oil, a modifier composition is obtained which is fed to the oil the reservoir of the product, while the specified oil is used with a viscosity of from 20 to 30 cSt, and the above powder mixture additionally contains chrysotile, consists of dispersed particles ranging in size from 200 to 300 nm and has the following ratio of components, wt.%: антигорит (Mg6Si4O10(OH)8) 10-20,antigorite (Mg 6 Si 4 O 10 (OH) 8 ) 10-20, лизардит (Mg3Si2O5(OH)4) 10-30,lysardite (Mg 3 Si 2 O 5 (OH) 4 ) 10-30, хризотил (Mg6Si4O10(OH)8) 40-90.chrysotile (Mg 6 Si 4 O 10 (OH) 8 ) 40-90.
RU2015129997A 2015-07-21 2015-07-21 Method of restoring friction surfaces RU2609574C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015129997A RU2609574C2 (en) 2015-07-21 2015-07-21 Method of restoring friction surfaces

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015129997A RU2609574C2 (en) 2015-07-21 2015-07-21 Method of restoring friction surfaces

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015129997A RU2015129997A (en) 2017-01-27
RU2609574C2 true RU2609574C2 (en) 2017-02-02

Family

ID=58451005

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015129997A RU2609574C2 (en) 2015-07-21 2015-07-21 Method of restoring friction surfaces

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2609574C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2179270C1 (en) * 2000-12-20 2002-02-10 Сергачев Александр Петрович Method of applying coatings over friction surfaces
RU2345176C1 (en) * 2008-02-12 2009-01-27 Сергей Николаевич Подчуфаров Method of producing recoverable antifriction and wear-resistant coat for machinery assembly units and parts
US8440597B2 (en) * 2006-10-09 2013-05-14 Chemische Fabril Budenheim KG Graphite-containing high-temperature lubricant for high-grade steels and carbon steels

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2179270C1 (en) * 2000-12-20 2002-02-10 Сергачев Александр Петрович Method of applying coatings over friction surfaces
US8440597B2 (en) * 2006-10-09 2013-05-14 Chemische Fabril Budenheim KG Graphite-containing high-temperature lubricant for high-grade steels and carbon steels
RU2345176C1 (en) * 2008-02-12 2009-01-27 Сергей Николаевич Подчуфаров Method of producing recoverable antifriction and wear-resistant coat for machinery assembly units and parts

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015129997A (en) 2017-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Burwell Jr Survey of possible wear mechanisms
CN100445353C (en) Metal/ ceramic nano composite additive of self-rehabilitation and its preparation method
US20140162915A1 (en) Enhanced Lubricant Formulation
Srivyas et al. Synergetic effect of surface texturing and graphene nanoplatelets on the tribological properties of hybrid self-lubricating composite
WO2008061709A1 (en) Mulitcomponent lubricant on ester basis for combustion engines
RU2356938C2 (en) Lubricating composition
Red'Kin Lubricants with ultradisperse diamond–graphite powder
RU2415176C2 (en) Nanotechnology-based antifriction powdered composition (versions), nanotechnology-based lubricant composition and nanotechnology-based lubrication method
RU2345176C1 (en) Method of producing recoverable antifriction and wear-resistant coat for machinery assembly units and parts
US20150252280A1 (en) Enhanced Lubricant Formulation
Abere Improved performance of bio-lubricant by nanoparticles additives
RU2609574C2 (en) Method of restoring friction surfaces
CN105296057A (en) Lubricating oil and application thereof
CN102936528B (en) Nano improved type lubricant oil antiwear agent and preparation method thereof
Shapkin et al. Vermiculite-based organosilicate antifriction composites as coatings on friction surfaces of steel articles
CN104830438A (en) Ashless type engine oil composition
RU2420562C1 (en) Friction modifier
US8906834B2 (en) Metal treatment composition and method of treating rubbing surfaces
RU2580270C1 (en) Method of producing antifriction composition
RU2625918C2 (en) Method for reducing friction factor
RU2527243C1 (en) Tribotechnical composition for metal friction units
US11091717B2 (en) Agent for mixing into a service fluid for a technical layout, concentrate for mixing into a service fluid for a technical layout, and the service fluid
EP2250243A1 (en) Antifriction, antiwear compound
RU2680414C1 (en) Tribological composition
RU2246531C2 (en) Composition for improving of friction assembly endurance

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180722