SU827538A1 - Антифрикционна металлоплакирующа смазка - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к технологии масел , используемых дл  уменьшени  износа трущихс  поверхностей.

В современной технике широко используетс  большое число различного состава консистентных смазок и масел, обладаюш ,их высокими антифрикционными характеристиками .

Известны смазки с добавлением различных наполнителей, в том числе порошков металлов Л.

Наибольшее распространение нашли обладаюшие р дом ценных преимуществ металлоплакирующие смазки.

Известна металлоплакирующа  смазка на основе лластичной мыльной смазки, -например ЦИАТИМ-201 или ЦИАТИМ-203, содержаща  вес. % порошкообразного металла, например олова, свинца, меди, цинка 2.

Однако, повыша  противозадирные свойства смазки в целом и износостойкость пар трени , данна  смазка обеспечивает это повышение в незначительной степени; например линейна  интенсивность износа пар трени  с применением известной смазки равна 4,8 ,2 10 а с применением только смазки основы -5,72 , т. е. линейна  интенсивность износа уменьшилась на 17-9%. Таким образом, износостойкость пар трени  с применением известной смазки повысилась иа 10-20% по сравнению с применением смазки ЦИАТИА1-201, т. е. повышение это незначительное . Это обусловлено тем, что относительно невелика пластичность частиц металлоплакирующей присадки на основе антифрикционных металлов, содержащихс 

в известной смазке. Кроме того, частицы меди и сплавов на ее основе имеют свойство наклепыватьс  на трущихс  поверхност х , а это повышает их твердость и уменьшает пластичные свойства. Это, в свою

очередь, приводит к тому, что при работе в т желых режимах происходит частичное отслоение .плакирующей пленки, привод щее к схватыванию и задиру поверхностей, т. е. к уменьшению износостойкости трущихс 

пар.

Во-вторых, недостатком известной смазки  вл етс  то, что плакирующа  присадка добавл етс  в большом количестве (до 60 вес. %), что удорожает стоимость смазки , так как в состав присадки могут входить дорогосто щие (дефицитные) металлические компоненты, а нх получение (диспергирование) св зано со значительными трудовыми и энергетическими затратам ,и.

3

Целью изобретени   вл етс  повышение противозадирных свойств смазки и изностойкости пар трени .

|Поставленна  цель достигаетс  тем, что антифрикционна  металлоилакирующа  смазка iHa осно,ве пластичной мыльной смазки, содерл аща  норошкообразнзао металлическую добавку, согласно изобретению , в качестве порошкообразной металлической добавки содержит 5-20 вес. % сплава висмут - свинец - олово -при содержании компонентов в сплаве, вес. %:

14-20 30-36 Остальное.

Величина зерна в частицах норошка сплава должна составл ть от 0,5 до 1,5 мкм. Темнература сверхпластичности используемого сплава составл ет величинз 0,,75 Т. ил. сплава (Т. пл. - температура плавлени  сплава, равна  90° С).

Благодар  высокой пластичности введенного в смазку снлава Bi-Pb-Sn в процессе работы на трущнхс  новерхиост х происходит образование непаклепывающихс , высокопластичных, однородных по своей структуре пленок, нал,ичие которых обусловливает значительное (больше, чем на пор док) понижение интенсивности износа трущихс  поверхностей.

Пластичные свойства предлагаемого сплава значительно превышают пластичные свойства антифрикционных металлов в известной смазке.

При одноосном раст жении относительное удлинение дл  снлава Bi-РЬ-Sn . Дл  самых пластичных присадок из известных относительное удлинение б не превышает 80%. Однако структурна  сверхпластичность металлоплакирующей присадки в значительной степени зависит от величины зерна в частицах порошка. Поэтому ирн нарушении ограничени  на содержание ко1мпонент в сплаве в момент кристаллизации происходит рост зерна отдельных компонентов, обусловливающий неоднородность структуры сплава и, следовательно , понижение его пластичности.

Оптимальным процентным содержанием металлоплакирующей присадки  вл етс  5-20 вес. %. Дальнейшее увеличение про 1ентнаго содержани  присадки к улучшению свойств смазки .не ведет, а иитенсивность износа становитс  того же пор дка, что и у известных омазок.

Дисперсность (размер) частиц порошка сплава составл ет 4-Ю мкм. Возможно использование и более дисперсного порошка, однако известными методами диспергировани  размера частиц до 4 мкм достичь практически нельз . Использование порошка с размером частиц более 10 мкм неже5 T-I   иПТ.- т Г.,ТТГ1

л трлкнп т к к к ппч чтпл.т

4

увелнчиваетс  врем  приработки трущихс  ;товерхностей.

Предлагаемый порошок сверхпластичного сплава Bi-Pb-Sn можно вводить в любую известную мыльную смазку, важно лишь, чтобы температурный интервал сверхпластичиости не -превышал максимальной температуры предела работоспособности выбранной смазки.

Самым мелким зерном (в пределах 0,5 мкм) ,в структуре из сплавов системы висмут-свинец-олово (следовательно, и максимальиымИ показател м. пластичности ) обладает сплав эвтектической концентрации , т. е. содержащий 50 вес. % висмута , 33 вес. % свинца и 17 вес. % олова.

Установлено, что ири изменении содержани  одной или двух ком1понеит сплава на величину в пределах ±3 вес. % от

эвтектической концентрации величина зерна в структуре увеличиваетс  в 2-2,5 раза, тем не менее сплав остаетс  достаточ-но высокопластичным . Однако отклонение содержани  компонент сплава от эвтектического

состава более чем на +3 вес. % приводит к резкому снижению пластичности сплава. Дл  определени  основных рабочих характеристик , которые приобретает смазка при введении в нее наполнител  в сравнеНИИ с известными смазками используют базовую смазку ЦИАТИД1-201, состо щую из приборного масла (МБП), загущенного 10% литиевого мыла стеариновой кислоты с 0,3% дифениламина, на основе которой

были приготовлены различные составы смазок.

Сплав вз т при эвтектическом содержании комлонентов. Температурный предел работосиособности смазки ЦИАТИМ-201

составл ет -60-90° С. Приготовление указанных смазок состоит в механическом перемешивании базовой смазки ири комнатной температуре с порошком наполнител  дисперсностью мкм, получаемого методом ультразвукового распылени  из расплава материала.

Смазки исиытывают при всех равных услови х. Испытание указанных смазок провод т на машнне трени  типа Амслер

(МИ-1) при трении пары латунь Л63 - сталь 9ХС. Перед испытанием образцы нрирабатывают при удельной нагрузке 10 кгссм в среде испытуемой смазки на прот жении 1 ч. В ходе эксперимента по

обычной методике определ ют линейную интенсивность износа пары цри удельной нагрузке ЭО кгс1см при скорости скольжени  0,73 м1с в течение 20 ч дл  каждой смазки.

Полученные данные сведены в табл. 1, Из данных, приведенных в таблице, видно , что при добавлении в смазку порошка сверхпластичного эвтектического сплава Bi-Pb-Sn наблюдаетс  значительное

ЙЯ/ Лг TTU ТГГО Таблица Линейна  интенсивЦИАТИ .М-201 ЦИАТИМ-201-1-596 Си ЦИАТИМ-201+200 Си ЦИАТИМ-2014-40% Си ЦИАТИ 1-201+6)96 Си ЦИ AT ИМ-201+5% Sn ЦИАТИМ-201-1-20% Sn ЦИАТИ1 1-201-Ь40% Sn ЦИАТИМ-201Ч-6.)% Sn ЦИАТИМ-201 + 196 Bi-Pb-Sn ЦИАТИД1-201+5% Bi-Pb-Sn ЦИАТИМ-201 + 10% Bi-Pb-Sn ЦИАТИМ-2Э1+20% Bi-Pb-Sn ЦИАТИМ-2014-30% Bi-Pb-Sn .ЦИАТИМ-201+40% Bi-Pb-Sn тенсивности износа по сравнению со смаз ками известного технического решени . И табличных данных также видно, что интер вал оптимального лроцент1ного содержани присадки в предлагаемой смазке лежит пределах от 5 до 20 вес. %, в то врем  ка дл  известной смазки - в пределах 20- 40%. Дл  определени  вли ни  дисперсност используемого наполнител  на интенсив ность износа испытывают по указанной вы ше методике смазки, оптимальный процен -содержани  наполнител  в которых соот :ветствует минимальному значению интен Сивности износа (см. табл. 2). Таблица 2 Как видно КЗ табл. 2, увеличение раз мера частиц от 5 до 60 мкм в известной Смазке к значительному изменению интен сивности износа «е приводит, в то врем  как дл  лредлатаемой смазки это измене ;ви€ существенно, а минимальной интенсив ности (Износа ссютветствует дисперсность от Ъ до 10 мкм. ность износа, /„.10« Практически не вли ет на линейную интенсивность износа пары трени  и величина зерна в частицах порошка наполнител  известной смазки, в то врем  как в предлагаемой смазке величина зерна в частицах наполнител  зависит от процентного содер жани  компонент сверхпластичного сплава (см. табл. 3) и при его отклонении от оптимального на более чем ±3% приводит к увеличению интенсивности износа в 5-10 раз. Дл  определени  эксплуатационных характеристик предлагаемой смазки ЦИАТИМ-201 +5% Bi-РЬ-Sn провод т испытани  пары трени  латунь Л63 - сталь 9ХС в среде различных смазок и при различных нагрузках. После часовой приработки при удельной нагрузке Ю кгссм нагрузку увеличивают через каждые 20 мин на 10 . Испытание ведут 20 мин при каждой нагрузке с целью стабилизации процесса трени . В ходе эксперимента определ ют коэффициент трени  и температуру в зоне трени . Определение линейной интенсивности износа провод т дл  каждой нагрузки по указанной выше методике. Испытани  провод т до достижени  нагрузки заедани . Определение температуры в зоне трени  провод т методом комбинированной термопары. Данные испытаний сведены в табл. 4. Как видно из таблицы, при добавлении в основную смазку 5% сплава примерно в 2 раза расшир етс  рабочий диапазон удельных нагрузок узла трени  по сравнению с известной смазкой и В 3 раза по сравнению с базовой смазкой ЦИАТИМ201 . Резко уменьшаетс  коэффициент трени  и при удельных нагрузках 100 кгс1смон равен 0,02, т. е. в четыре раза меньше минималыного значени  коэффициента трени  дл  смазки ,ЦИАТИМ-201 + 5% Sn, в шесть раз меньше, чем дл  смазки ЦИАТИМ- (201 + 5% (Си и в 8 раз меньше, чем дл  Ц1ИАТИМ-201. Температурный режим в зоне трени  при работе узла со смазкой ЦИАТИМ201 + 5% Bi- Pb-Sn, как видно из таблицы , становитс  более стабильным при удельной нагрузке свыше 30 , в то врем  как дл  известных смазок с увеличением нагрузки температура возрастает но экспоненте, что приводит к протеканию в смазке деструкционных процессов, отрицательно сказывающихс  на ее долговечности и привод щих к работе пары трени  с задиром . Вследствие того, что .процесс трени  с использованием предлагаемой смазки характеризуетс  низкими значени ми коэффициента трени  и стабильной температурой в зоне трени  в указанном диапазоне нагрузок , значительно уменьшаетс  интенсивность износа и увеличиваютс  противоТаблица 3

Таблица 4

задирные свойства, т. е. поставленна  цель достигаетс .

Кроме того, применение предлагаемой смазки значительно расшир ет рабочий диапазон удельных нагрузок дл  трущихс  пар, а также ввиду низкого оптимального .процентного содержани  металлоплакпрующей присадки позвол ет почти в три раза удешевить стоимость смазки.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 278938, кл. С 10 М 5/02, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР № 179409, кл. С 10 М 502, 1962 (протот .ип).