SU1143765A1

SU1143765A1 - Antifriction lubrication composition for friction units

Info

Publication number: SU1143765A1
Application number: SU833669609A
Authority: SU
Inventors: Игорь Михайлович Мельниченко; Михаил Михайлович Близнец; Василий Федорович Новиков
Original assignee: Гомельский Государственный Университет
Priority date: 1983-10-14
Filing date: 1983-10-14
Publication date: 1985-03-07

Abstract

АНТИФРИКЦИОННАЯ СМАЗОЧНАЯ КОШОЗИШЯ .ЦЛЯ УЗЛОВ ТРЕНИЯ, содержаща мыльную пластичную смазку, глицерин и порошкообразный металлический наполнитель, отличающа с тем, что, с целью повышени износостойкости узлов трени и увеличени ресурса их работы при повышенных нагрузках и скорост х скольжени и в присутствии газообразного водорода в зоне фрикционного контакта, композици дополнительно содержит азотнокислую медь, политетрафторэтилен , бензосульфокислый натрий, дициандиамид , а в качестве порошкообразного металлического наполнител - эвтектический сплав, включающий , мас.%: Висмут 60 Свинец 18 Олово 12 Индий 10 при следующем соотношении компонентов в смазочной композиции, мас.%: 1-12 Глицерин Азотнокисла (Л 0,1-5,0 медь Политетрафтор0 ,05-8,0 этилен Бензосульфо0 ,2-3,0 кислый натрий 0,01-4,0 Дициандиамид Эвтектический 1-10 сплав Мыльна плас4;;ь Остальное тична смазка оо 1 О5 сдANTIFRICTION LUBRICANT CATTLE. The FRICTION KNOTS HARDWARE containing soap plastic grease, glycerin and powdered metal filler, characterized in that in order to increase the wear resistance of the friction units and increase the service life of them at elevated loads and slip rates and in the presence of gaseous hydrogen. frictional contact, the composition additionally contains copper nitrate, polytetrafluoroethylene, sodium benzosulphate, dicyandiamide, and as a powdered metal filling itel is a eutectic alloy, comprising, by wt.%: Bismuth 60 Lead 18 Tin 12 Indium 10 in the following ratio of components in the lubricant composition, wt.%: 1-12 Glycerol Nitrogen Acid (L 0.1-5.0 copper Polytetraftor0, 05- 8.0 Ethylene Benzosulfo0, 2-3.0 Sodium Sodium 0.01-4.0 Dicyandiamide Eutectic 1-10 Alloy Soap Plastic4 ;; The rest is typical grease OO 1 O5 sd

Description

. Изобретение относитс к созданию антифрикционных смазочных материалов , обладающих высокими антифрикционными и-противоизносными сво ствами в присутствии газообразного водорода в зоне фрикционного контакта. Известна антифрикционна смазочна композици , содержаща мыльньй 1ШИ углеводородный загуститель (5-35 мас.%), порошки металлов (5-30 мас.%), обработанные окисленными углеводородами 11ли их продукта ми нитровани , и дисперсионную ереду 1 . -. . Недостатками этой смазки вл ютс относительно высокий коэффициент тр ни смазываемого ею узла трени .и недостаточно высока противозадирна стойкость в услови х повьш1енного содержани водорода в зоне фрикцион ного контакта, Известна также антифрикционна смазочна композици , содержаща по рошок меди (1-30 мас,%), политрифто хлорэтилен или политетрафторэтилен (0,1-10 мас.%) и мыльную пластичную смазку (до 100 мас.%) 2j . Недостатками этой смазки вл ютс способность меди при эксплуатаци в т желонагр женных сопр жени х подвергатьс наклепу (упрочнению) в зоне контакта и переходить в окис ленные формы, обладающие абразивным действием, повышающие,вследствие этого, коэ(1)фициент трени и интенси ность износа сопр женных поверхностей , а тазоке низка противозадирна стойкость смазки в услови х присутстви значительного количества водо рода в зоне фрикционного контакта. Известна антифрикционна смазочна композици , содержаща политетр фторэтилен (2-5 мас.%), порошок меди (10-15 мас.%), порошок свинца (2-4 мас.%) и мыльную пластичную смазку (до 100 май.%) Недостатками известной композици вл ютс низка противозадирна стойкость и высокий износ в услови повышенного содержани водорода в зоне фрикционного контакта. Наиболее близкой по составу и до стигаемому результату к предлагаемо вл етс антифрикционна смазочна композици , содержаща бензойный альдегид (О,2-8 мас.%), глицерин (1-15 ), порошок меди (5-40 мае 652 и мьшьную пластичную смазку (до 100 мас.%) 4. Недостатками известной смазочной композиции (смазки) вл ютс высокий коэффициент трени и низка долговечность смазки при повьшгенных скорост х скольжени и нагрузках на фрикционный контакт. Присутствующа в смазочной композиции медь способна подвергатьс -наклепу в зоне контакта и переходить в окисленные формы, обладающие абразивным действием и повышающие, вследствие этого , коэффициент трени и интенсивность износа сопр женных поверхностей . Кроме foro, при наличии значительной концентрации водорода в зоне фрикционного контакта существенно уменьшаетс противозадирна стойкость известной смазки. Цель изобретени - повышение износостойкости узлов трени и увеличение ресурса их работы при повышенных нагрузках и скорост х скольжени и в присутствии газообразного водорода в зоне фрикционного контакта . I Поставленна цель достигаетс тем, что антифрикционна смазочна композици , содержаща мыльную пластичную смазку, глицерин и порошкообразный металлический наполнитель , дополнительно содержит азотнокислую медь, политетрафторэтилен, бензосульфокислый натрий, дициарщи- амид , а в качестве порошкообразного металлического наполнител композици - эв ектический сплав, включающий, мас.%: Висмут 60 Свинец 18 Олово 12 Индий 10 ри следующем соотношении компонентов в смазочной композиции, мас.%: Глицерин 1-12 Азотнокисла медь 0,1-5,0 Политетрафторэтилен 0,05-8,0 Бензосульфокислый натрий 0,2-3,0 Дициандиамид 0,01-4,0 Эвтектический сплав 1-10 . This invention relates to the creation of anti-friction lubricants with high anti-friction and anti-wear properties in the presence of hydrogen gas in the frictional contact zone. A known antifriction lubricant composition containing a soapy hydrocarbon thickener (5-35 wt.%), Powders of metals (5-30 wt.%), Treated with oxidized hydrocarbons 11 or their nitration products, and dispersion phase 1. -. . The disadvantages of this lubricant are the relatively high coefficient of termination of the friction unit lubricated by it, and the anti-seizure resistance is not high under conditions of higher hydrogen content in the friction contact zone. Antifriction lubricant composition containing copper powder is also known (1-30 wt.%) , polytrifluoroethylene or polytetrafluoroethylene (0.1-10 wt.%) and soap grease (up to 100 wt.%) 2j. The disadvantages of this lubricant are the ability of copper to explode the hardening (hardening) in the contact zone and transfer to oxidized forms, which have an abrasive effect, and, consequently, increase the coefficient of friction and wear intensity. of the conjugate surfaces, and in the basin of low anti-seize lubricant resistance under the conditions of the presence of a significant amount of hydrogen in the zone of frictional contact. Known antifriction lubricant composition containing polytetra fluoroethylen (2-5 wt.%), Copper powder (10-15 wt.%), Lead powder (2-4 wt.%) And soap grease (up to 100 may.%) Disadvantages The known composition is low anti-seize resistance and high wear under conditions of increased hydrogen content in the frictional contact zone. The closest in composition and achievable result to the proposed is an antifriction lubricant composition containing benzoic aldehyde (O, 2-8 wt.%), Glycerin (1-15), copper powder (5-40 May 652 and a large plastic lubricant ( up to 100 wt.%) 4. The disadvantages of the known lubricant composition (lubricant) are the high coefficient of friction and the low durability of the lubricant at high sliding speeds and loads on the friction contact. Copper present in the lubricant composition can undergo an overlap in the contact zone and transfer to oxide Abrasive forms, which increase the coefficient of friction and wear rate of the mating surfaces, except foro, if there is a significant concentration of hydrogen in the frictional contact area, the extreme resistance of the known lubricant is significantly reduced. their operation at increased loads and slip rates and in the presence of hydrogen gas in the frictional contact zone. I This aim is achieved in that the antifriction lubricating composition containing soap grease, glycerol and pulverulent metallic filler further comprises copper nitrate, polytetrafluoroethylene, benzosulfokisly sodium ditsiarschi- amide, and as particulate metal filler composition - eV ektichesky alloy comprising, wt.%: Bismuth 60 Lead 18 Tin 12 Indium 10 In the following ratio of components in the lubricant composition, wt.%: Glycerin 1-12 Nitrogen Copper 0.1-5.0 Polytetrafluoroeth flax Benzosulfokisly sodium 0,05-8,0 0,01-4,0 0,2-3,0 Dicyandiamide eutectic alloy 1-10

Мыльна Soap

пластична plastic

сназка. Остальноеsnazka. Rest

В качестве мыльных пластичных смазок могут использоватьс ., например , пласт1теные смазки ЦИАТИМ-201, ЦИАТИМ-203, 1Р1АТИМ-221, Литол-24 и др. Введение пластичной смазки ниже оптимальной концентрации способствует повышению коэффициента тре ни трибосопр жени , а выше оптимальной концентрации - снижает противоизносные и противоьадирные свойства смазочной композиции.As soap greases, they can be used, for example, plastic grease CIATIM-201, TsIATIM-203, 1P1ATIM-221, Litol-24, etc. Introduction of plastic lubricant below the optimum concentration contributes to an increase in the coefficient of tribosoking, and above the optimum concentration - reduces anti-wear and anti-creep properties of the lubricant composition.

. .

При высоких за-грузочно-екоростных режимах эксплуатации узла трени на фрикционном контакте развиваютс значительные температуры. Повьшение температуры значительно снижает адгезию пластичной смазки и поверхности вала и ее в зкость, что приводит к удалению смазочного материала с фрикционного контакта и, в кнечном итоге, к заеданию и выходу из стро узла трени . Дл повьплени смазочных свойств композиции в базовую пластичную смазку введены поли тетрафторэтилен (ГОСТ 10007-80) и дициандиамид (ГОСТ 6988-73), Введение политетрафторэтилена из дициандиамида выше оптимальной концентрации приводит к значительному возрастанию в зкости и коэффициента трени смазочной композиции, а ниже оптимальной концентрации - ухудшает ее антифрикционные свойства при повышенных температурах.At high load-carrying modes of operation of the friction unit, significant temperatures develop at the frictional contact. The temperature increase significantly reduces the adhesion of the grease and the shaft surface and its viscosity, which leads to the removal of the lubricant from the frictional contact and, ultimately, to jamming and breaking the friction unit. Polyfrafluoroethylene (GOST 10007-80) and dicyandiamide (GOST 6988-73) are introduced into the base plastic lubricant to improve the lubricating properties of the composition. Introduction of polytetrafluoroethylene from dicyandiamide above the optimum concentration leads to a significant increase in viscosity and friction coefficient of the lubricant composition, and below the optimum concentration - worsens its antifriction properties at elevated temperatures.

Однако при длительной эксплуатации смазочной композиции политетрафторэтилен и дициандиамид подвержены термодеструкции и термоокислению . Бензосульфокислый натрий (МРТУ 6-09-2069-65), введенный в платичную смазку, предназначен дл стабилизации ее свойств при эксплуата11;ии в области повышенных температур , нагрузок и скоростей. Введение бензосульфокислого натри вьш1е оптимальной концентрации снижает нагру зочную способность узла трени при т желых режимах эксплуатации, а ниже оптимальной концентрадии уменьшает эффект стабилизации.However, during long-term operation of the lubricant composition, polytetrafluoroethylene and dicyandiamide are subject to thermal decomposition and thermal oxidation. Sodium benzene sulphate (MRTU 6-09-2069-65), introduced into a platinum lubricant, is intended to stabilize its properties during operation, 11 and in areas of elevated temperatures, loads and speeds. The introduction of sodium benzosulphate at an optimal concentration reduces the load capacity of the friction unit under heavy operating conditions, and below the optimum concentration reduces the stabilization effect.

Дл дополнительного повышени износостойкости и нагрузочной способности трущихс поверхностей в . смазку дополнительно введен легкоплавкий (температура плавлени 58°С) эвтектический сплав (МРТУ 6-09-353-63), содержащий, мае.%:To further increase wear resistance and load capacity of rubbing surfaces c. the lubricant was additionally introduced in a fusible (melting point 58 ° C) eutectic alloy (MRTU 6-09-353-63), containing, in May.%:

Висмут 60Bismuth 60

Свинец 18Lead 18

Олово .12Tin .12

Индий 10Indium 10

способный при трении генерировать на п тнах касани пластичную пленку, зашд1щающую поверхность от схватывани при т жельгх режимах трени . Введение в смазочную композцию сплава позвол ет ког шенсировать износ стального контртела и улучшить микрогеоьгетрию его поверхности путем заполнени углублений между микронеропност ми расплавом сплава. Введение эвтектического сплва выше оптимальной концентрации увеличивает )ициент трени трибосопр женм , а ниже оптимальной концентрации - уменьшает нагру зочную способность узла трени .capable of generating a plastic film on contact points during friction, protecting the surface from seizure during t friction modes. An introduction to the lubricant composition of the alloy allows the coagulation of the wear of the steel counterbody and improves the microgeography of its surface by filling in the grooves between the micronedities of the alloy melt. The introduction of a eutectic field above the optimal concentration increases the patient of friction of triboscopic units, and below the optimum concentration decreases the load capacity of the friction node.

При эксплуатации пар трени в услови х пооьпиенных. 1 агрузок и скоростей скольжени в результате дегидрировани углеводородных компо нентов смазочной композиции в зоне фрикционного контакта образуетс значительное количество диффузионно-способного .водорода, что приводит к наводораживапию иповьш1енному водородному износу металлического контртела.When operating friction couples under conditions that are prepared. 1, the loads and slip rates as a result of the dehydrogenation of the hydrocarbon components of the lubricant composition in the zone of frictional contact form a significant amount of diffusible hydrogen, which leads to hydrogen absorption and an increase in the hydrogen wear of the metal counterbody.

С целью снижени содержани активного водорода в зоне трени в смазку введена азотнокисла медь (ГОСТ 4163-68),обладающа свойствам ингибитора наводораживани металлов при трении. Под действием контаных деформаций и вспышек температур развиваюищхс - на п тнах касани ,In order to reduce the active hydrogen content in the friction zone, copper nitric acid was introduced into the lubricant (GOST 4163-68), which has the properties of an inhibitor of hydrogenation of metals during friction. Under the action of contaminated deformations and temperature flashes of developmental deformations - at the contact points,

гg

происходит нагревание и разложение азотнокислой меди с ьщелением атомарного кислорода, в результате чего наблюдаетс равномерньш ток кислорода в зону фрикционного контакта , его взаимодействие с водородом с образованием молекул воды, которые, адсорбиру сь на продуктах диспергировани фрикционно взаимодействующих материалов, снижают силу трени фрикционного сопр жени . Таким образом, в результате химичес кого взаимодействи водорода и кислрода снижаетс содержание атомарног водорода в зоне фрикционного контакта . При этом повьшаетс водородна износостойкость металлических пар трени . Кроме того, азотнокисла медь в сочетании с глицерином (ГОСТ 6259-75) активирует образован медных пленок переноса на сопр женных металлических поверхност х, обе печива тем самым работу узла трени в режиме избирательного перенос Введение в смазочную композицию азотнокислой меди ниже оптимальной концентрации не обеспечивает работу узла трени в режиме избирательного переноса, а вьппе оптимальной концентрации - снижает ее противоизносные и антифрикционные свойства. Технологи получени антифрикционной смазочно композиции дл уз лов прени состоит в добавлении в б зовую мыльную пластичную смазку необходимых ингредиентов и перемешивании полученного состава при комнатной температуре. Составы предлагаемых и известной смазок приведены в таб{1.1. В табл.2 даны свойства предлагаемых и известной смазок. 656 Лабораторные испытани смазочных композиций осуществл ют на установке СМЦ-2 при нормальной нагрузке 10 МН/м и скорости скольжени 0,5 м/с дл пары трени сталь 40Х бронза БрАЖ-9-4. Как следует из данных табл.2, сочетание выбранных компонентов смазочной композиции позвол ет снизить износ бронзового подшипника на 25-243% и уменьшить коэффициент трени пары бронза-сталь после длительной эксплуатации на 21-183%. При отклонении состава композиции от оптимального такой эффект не получаетс (составы 1 и 5). Антифрикционна смазочна композици дл узлов трени рекомендуетс к применению в парах трени скольжени , функционирующих при высоких температурах и нагрузках, например в шарнирно-болтовых сопр жени х , винтовых передачах, герметизированных опорах и других отрасл х техники. Таблица 1Copper nitrate is heated and decomposed with the separation of atomic oxygen, resulting in a uniform oxygen flow to the frictional contact zone, its interaction with hydrogen to form water molecules, which, adsorbing on the products of dispersion of frictionally interacting materials, reduce the strength of friction conjugation of the friction conjugation. Thus, as a result of the chemical interaction of hydrogen and oxygen, the content of atomic hydrogen in the frictional contact zone decreases. This increases the hydrogen wear resistance of metallic friction pairs. In addition, copper nitrate in combination with glycerol (GOST 6259-75) activates formed transfer copper films on conjugated metal surfaces, both furnaces thereby working the friction unit in the selective transfer mode. The introduction of copper nitrate to the lubricant composition below the optimum concentration does not work friction unit in the mode of selective transfer, and the optimum concentration reduces its antiwear and antifriction properties. The technology for producing an antifriction lubricating composition for sites consists in adding the necessary ingredients to the base soap plastic lubricant and mixing the resulting composition at room temperature. The compositions of the proposed and known lubricants are given in tab {1.1. Table 2 presents the properties of the proposed and known lubricants. 656 Laboratory testing of lubricant compositions is carried out on an SMC-2 installation with a normal load of 10 MN / m and a sliding speed of 0.5 m / s for a pair of friction 40X-9-4 bronze steel. As follows from the data of Table 2, the combination of the selected components of the lubricant composition allows reducing the wear of the bronze bearing by 25-243% and reducing the coefficient of friction of the pair of bronze-steel after prolonged use by 21-183%. If the composition of the composition deviates from the optimum, this effect is not obtained (compounds 1 and 5). Antifriction lubricant composition for friction units is recommended for use in slip friction pairs operating at high temperatures and loads, such as swivel joints, screw gears, sealed bearings and other machinery. Table 1

Бензосульфокислый натрийSodium benzene sulphate

ДициандиамидDicyandiamide

ЭвтектическийEutectic

0,20.2

сплавalloy

Бензойный альдегидBenzoic aldehyde

Порошок медиCopper powder

ЩiATИM-201SchiATIM-201

До 100Up to 100

1,5 0,2 0,11.5 0.2 0.1

0,010.01

0,050.05

10ten

5,55.5

1212

30thirty

До 100 До 100 До 100Up to 100 up to 100 up to 100

Claims

ANTIFRICTION LUBRICANT COMPOSITION FOR FRICTION UNITS, containing soap grease, glycerin and powdered metal filler, characterized in that, in order to increase the wear resistance of the friction units and increase their service life at high loads and sliding speeds and in the presence of gaseous hydrogen in the friction zone contact, the composition additionally contains copper nitrate, polytetrafluoroethylene, sodium benzosulfate, dicyandiamide, and as a powder metal fill la - eutectic alloy, including

[, wt.%: Bismuth 60 Lead 18 Tin 12 Indium 10

in the following ratio of components in the lubricating composition, wt.%:

Glycerol

1-12

Nitric acid copper Polytetrafluoroethylene Sodium benzosulfate Dicyandiamide Eutectic

0.1-5.0

0.05-8.0

0.2-3.0

0.01-4.0 to alloy

1-10

Soap grease

Rest

1 1143765