SU891756A1 - Смазочна жидкость - Google Patents

Description

(5) СМАЗОЧНАЯ ЖИДКОСТЬ

I

Изобретение относитс  к негорючим смазочным жидкост м, а точнее к метаЛ .лоплакирующим смазочным жидкост м, примен емым в узлах трени  со взаимным перемещением стальных поверхностей , и может быть использовано в узлах трени  химической, пищевой, текстильной отрасл х промышленности, в узлах трени  прокатных станов и подводных аппаратов, в качестве смазочно-охлаждающей жидкости при обработке металлов.

Одним из путей снижени  износа подшипников скольжени , работающих в негорючих смазочных жидкост х, например на основе воды,  вл етс  создание в зоне трени  условий дл  про влени  эффекта избирательного переноса , выражающегос  в образовании на рабочих поверхност х тонкой пленки меди, имеющей значительную механическую прочности на охатие и низкое сопротивление тангенциальному сдвигу.

Известна металлоплакирующа  плас тична  смазка на основе ЦИАТИМ-201 или ЦИАТИМ-203, в которую ввод т 560 вес. мелкодисперсных порошков олова, свинца, меди, цинка или порошков сплавов на основе этих мет,аллов tl .

Недостатки такой смазки - возгораемость при соприкосновении с открытым огнем, невозможность применени 

10 в погружных подшипниках,работающих в растворах электролитов, например в щелочах.

Известна также смазочно-охлаждаюts ща  жидкость, водна  эмульси  на основе эмульсола ЭГТ с добавкой сульфата меди (15-20 г/л) и олеиновой кислоты (0,5 об.%).

Образующа с  в процессе работы

20 пленка на сверлах из быстрорежущей стали РбМ5 в 2-3 раза повышает стойI кость их при сверлении заготовок из нержавеющей.стали 12 18Н10Т 2.

Недостатком такой жидкости  вл етс  нево.зможность воспроизведени  условий сверлени  металла в зоне трени  подшипников скольжени .

Известна смазочна  композици  на основе воды с добавкой 5-201 сернокислой меди в качестве металлоплакирующей присадки. Дл  интенсификации процесса плакировани  в смазку вводитс  дополнительно серна  кислота ГЗ.

К недостаткам этой смазки относ тс  низка  износостойкость (0,15 0,41 мкм/км) и высокий коэффициент .трени  {0,108-0,125) материалов в такой жидкости, невысока  нагрузочна  способность (нагрузка до заедани ) до 1 МПа, а также высока  коррозионна  активность смазочной жидкости , вследствие чего в ней могут работать только нержавеющие стали, что сужает диапазон применени  известной смазочной жидкости.

Цель изобретени  - повышение износостойкости трущихс  поверхностей, противозадирных свойств и снижение коэффициента трени  деталей, а также возможность плакировани  медью поверностей трени  углеродистых, легированных и нержавеющих сталей.

Поставленна  цель достигаетс  тем что смазочна  жидкость, содержаща  воду и металлоплакирующую присадку, в качестве последней медь и дополнительно содержит гидроокись щелочного металла и стекло при следующем соотношении компонентов, масД Медь2-5

Стекло -10

Гидроокись щелочного металла ВодаОстальное

Медь и стекло ввод т в жидкость в виде порошков крупностью до 6-0 мкм и предварительно обрабатывают в растворах поверхностно-активных веществ. Водные растворы щелочей, указанных концентраций ( мас,), j aиболее часто примен ютс  в технике (в лини х мерсеризации т каней, в производстве соды, каустика, бумаги) Меньшие концентрации щелочей (менее 5 мас,), мало отлича сь по свойствам от воды, не могут обеспечить нормальную работу стальных пар трени  при нагрузках выше 1,5-2,0 МПа. Более высокие концентрации (свыше мас.) значительно реже примен ютс  в технике, обладают высокой корроо

зионнои активностью и при длительной эксплуатации могут привести к охрупчиванию стальных деталей (вала и подшипника ) или коррозионному растрескиванию этих деталей.

Суммарное количество порошков меди и стекла в указанных выше соотношени х  вл етс  оптимальным дл  получени  металлоплакирующей смазочной жидкости

Содержание меди в смазочной жидкости ограничивают 2-5 мас,1. Меньшее количество меди (ниже 2 мас.) не создает сплошной антифрикционной пленки на трущихс  поверхност х и не обеспечивает сверхнизкого трени , большее количество меди (более 5 мас,) приводит к образованию толстой и рыхлой пленки меди на поверхност х трени , легко отдел ющейс  при изнашивании , намазыванию меди на контртело (вал) и схватыванию трущихс  поверхностей .

При содержании порошка стекла в смзочной жидкости менее 4 мас.% не наблюдаетс  образование сплошной пленки на трущихс  поверхност х и плакировани  поверхностей трени , при содержании порошка стекла более 10 мас. частицы стекла выполн ют роль абразивного материала и резко увеличивают износ сопр женных поверхностей.

Выбор крупности порошков меди и стекла обусловлен равномерным распределением этих ингредиентов в смазочной жидкости и образованием качественного медного сло  из стальных поверхностей за короткое врем . Порошки меди и стекла крупностью свыше 60 мкм оседают на дно смазочной ванны , а при перемешивании смазочной жидкости такие порошки долгое врем  не могут образовать медного сло  на трущихс  поверхност х (начальна  стади  избирательного переноса длитс  более 20 ч), Наиболее оптимальной следует считать крупность порошков меди и стекла 20-40 мкм, при этом начальна  стади  избирательного переноса длитс  не более 2-3 ч. Более тонкие порошки, не уменьша  времени начальной стадии избирательного переноса , менее предпочтительны из-за их высокой стоимости.

Порошки меди и стекла крупностью до бО мкм плохо смачиваютс  водными растворами щелочей, причем чем выше концентраци  растворов, тем хуже смачивание . Дл  придани  гидрофильных СВОЙСТВ частицам порошков меди и стекла их обрабатывают в ,. водном растворе поверхностно-активного вещества (моющие средства Прогресс , Новость)t После обработки в растворе с поверхностно-активным веществом порошки, помещенные в растворы щелочей, быстро образуют суспензию с равномерным распределением порошков по объему смазочной жи кости. При трении вкладыша подшипника из стали kS по стальному валу из стали ОХ в предлагаемой металлоплакирующей смазочной жидкости (.состав, масД: медь 3, стекло 7, едкий натр 20, вода до 100), через 80 мин насту пил установившийс  режим избирательного переноса, в результате чего коэффициент трени  снизилс  до 0,001 0,002, а износа поверхностей обнаружить не удалось после 20 ч испытаний в этом режиме. Пример 1. Была получена негорюча  металлоплакирующа  смазочна  жидкость на основе воды, содержаща , мас.: медь 2, стекло k, гидроокись лити  5, воду до 100. Крупность порошков меди и стекла составл ла 3040 мкм. Порошок стекла был получен размолом в шаровой мельнице отходов стекла марки ВВС. При трении в предлагаемой жидкости, удельной нагрузке 1,0 МПа и скорости скольжени  1 м/с избирательный перенос с образованием медной пленки на сопр женных поверхност х наступил через 3 ч, интенсивность изнашивани  после этого составила 0,15 мкм/км, коэффициент трени  0,09. Образец был выполнен из стали 45 (улучшенной), вал - из стали 40Х (закаленной). Предельна  нагрузка до схватывани  в такой смазочной жидкости 4,5 МПа. Пример 2. Была получена негорюча  металлоплакирующа  смазочна  жидкость, содержаща , мас.|: медь 3, стекло 7, едкий натр 20, остальное воду. Крупность порошков меди и стек ла составл ла 20-40 мкм. Перед погру жением в водный раствор едкого натра порошки меди и стекла были обработаны в 0,1|-ном водном растворе поверх ностно-активного вещества (моющего средства Прогресс). При трении образца из стали 45 по валу из стали 40Х в предлагаемой смазочной жидкости при скорости скольжени  1 м/с и нагрузке 4 МПа интенсивность изнаши66 вани  составл ла 0,04 мкм/км, коэффициент трени  0,002. Нагрузка до схватывани  при этом составила 12 МПа. П р и м е р 3. Была получена негорюча  металлоплакирующа  смазочна  жидкость, содержаща р мас.%: медь 5, втекло 10, едкий натр 0, воду до 100. ,Крупность порошков меди и стекла со;ставл ла 0-60 мкм. Перед погружением в водный раствор едкого натра порошки меди и стекла .обрабатывали в 0, водном растворе поверхностноактивного вещества (моющего средства Прогресс). При нагрузке 2,0 МПа и скорости скольжени  1 м/с на валу из . стали ОХ (образец - сталь 5) анти;фрикционный медный слой образовалс  |через 70 мин, интенсивность изнаши:ввни  после этого составл ла 0,03 мкм/км, коэффициент трени  0,0015. Пример k. Была получена негорюча  металлоплакирующа  смазочна  жидкость состава, мас.%: медь 5, стекло 10, едкое кали 40, вода до Q 100. Крупность порошков меди и стекла составл ла 0-60 мкм. Перед погружением в водный раствор едкого кали порошки меди и стекла обрабатывали в 0, водном растворе моющего средства Прогресс. При нагрузке 2 МПа и скорости скольжени  1 м/с на валу из стали tOX ( образец сталь kS, .антифрикционный медный слой образовалс  через 70 мин, интенсивность изнашивани  после этого составила 0,08 мкм/км,коэффициент трени  0,003. Нагрузка до схватывани  в этой смазочной жидкости составл ла 8 МПа. Значительно лучшими свойствами обладает смазочна  жидкость, котора  содержит медь и стекло в виде омедненного , порошка стекла, получаемого химическим осаждением 20-50 меди на 5080% порошка стекла. При этом кажда  частица-порошка стекла покрыта слоем меди, что приводит к более равномерному распределению меди и стекла в объеме смазочной жидкости. Пример 5. Была получена металлоплакирующа  смазочна  жидкость -. состава, мас.1 омедненный порошок стекла 10 (медь 3, стекло 7), едкий натр 20, вода до 100. При скорости скольжени  1 м/с и нагрузке 2 МПа избирательный перенос наступил через 50 мин, после чего коэффициент трени 

снизилс  до нул ,а износ стальных поверхностей не был обнаружен через 50 ч испытаний. Нагрузка до схватывани  12-15 МПа.

к ,

0-8

0-l

0,5-2 П,5-5

180

110

0,09

0,002

при

при

а k,5

12

9а

В качестве известного был использован состав, содержащий, мас.%: Сернокисла  медь 20 Серна  кислота 5 ВодаОстальное

Таким образом, предлагаема  смазочна  жидкость обеспечивает повышение износостойкости (в 5-10 раз), снижение коэффициента трени  (в 5060 раз) и нагрузки до схватывани  (в 6-12 раз), быстроту образовани  мталлоплакирующего медного сло  на трущихс  поверхност х (в 1,5-2 раза)

Негорючесть предлагаемой смазочной жидкости и высока  нагрузка до схвагывани , обуславливающа  проти8917568

Были проведены испытани  указанных по примерам 1-5 смазочных жидкостей . Результаты испытани  представлены в таблице.

0-5

0-10

До 1

1-5

1-5

2-3

180-300

50

70

0,003

0,112-0,121

О

при

при

8

12-15

8в-10а

9а

возадирные свойства, позвол ет избежать аварийных ситуаций и улучшить технику безопасности при обслуживании механизмов.

Стендовые испытани  металлоплакирующей смазочной жидкости показали, что ориентировочный срок службы подшипников скольжени  из углеродистой стали в такой смазочной жидкости составит 4-5 лет.

Предлагаема  смазочна  жидкость может быть использована в узлах трени  химической, пищевой, текстильной, нефтехимической промышленности, а также в узлах трени  прокатных стамов , подводных аппаратов, в качествеfмазочно-охлаждающей жидкости дл  выдавливани  и прот жки металла, при механической обработке резанием и сверлением.

Claims (3)

1. Авторское свидетельство СССР № , кл. С 10 М 5/02, 1966.

2. Избирательный перенос при трении , Сб, под ред. Д.Н. Гаркунова, М., Наука, 1975, с. 8.

3. Повышение износостойкости на основе избирательного переноса. Сб. под ред. Д.Н. Гаркунова, М., Машиностроение , 1977, с. 180-181 (прототип ) .