1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 29618
(51) C10M 125/00 (2006.01)
МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/1861.1
(22) 10.12.2013
(45) 16.03.2015, бюл. №3
(72) Бисекен Ағарыс Балгерейұлы; Бисекенов
Айғали Ағарысұлы; Илямов Хасан Муталипович;
Абсетова Бийбисара Бахытжановна
(73) Республиканское государственное предприятие
на праве хозяйственного ведения "Казахский
национальный аграрный университет"
Министерства образования и науки Республики
Казахстан
(56) RU 2149741 C1, 27.05.2000
(54) СОСТАВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ
ИЗНОСОСТОЙКОСТИ УЗЛОВ ТРЕНИЯ
(57) Изобретение относится к автотракторным
маслам, в частности, к составам смазочных масел
для узлов трения из сплавов на основе железа,
может быть использовано в качестве добавки к
смазочным маслам трансмиссии, двигателей
внутреннего сгорания, механизмов, устройств.
Может найти применение в автомобильном и
железнодорожном транспорте, оборудовании судов,
оборудовании горнообогатительных комбинатов и
т.п.
Задачей изобретения является создание присадки
к маслам, повышающих износостойкость трущихся
поверхностей.
Техническим результатом изобретения является
повышение износостойкости узлов трения при
эксплуатации в штатных материалах.
Указанный технический результат достигается
тем, что разработан состав для повышения
износостойкости узлов трения, содержащий базовое
масло и компонент шунгита, отличающийся тем,
что компонент шунгита представлен в виде
измельченного, природного фуллерена С60 в
соотношении мас.%:
Базовое масло-99,85-95%, фуллерен, С60-0,15-5%.
Для получения фуллерена С60 природный шунгит
дробят в шаровой мельнице до мелкодисперсного
состояния 1-5 мкм и вносят в подогретое до t°-80°C
базовое масло. При этом природный фуллерен С60
имея полуорганическое происхождение
растворяется в базовом масле, а минеральные
составляющие шунгита SiО2 и другие уходят в
осадок.
(19)KZ(13)A4(11)29618

2. 29618
2
Изобретение относится к автотракторным
маслам, в частности, к составам смазочных масел
для узлов трения из сплавов на основе железа и
может быть использовано в качестве добавки к
смазочным маслам трансмиссии, двигателей
внутреннего сгорания, механизмов, устройств.
Может найти применение в автомобильном и
железнодорожном транспорте, оборудовании судов,
оборудовании горно-обогатительных комбинатов, в
насосном оборудовании газо- и нефтепроводах и т.п.
Известны металлоплакирующие смазочные
материалы (Гаркунов Д.Н. Триботехника. Износ и
безысносность. М.: Изд-во МСХА, 2001 г., с.616),
принцип действия которых, состоит в
формировании на участках фактического контакта
защитных пленок на основе мягких металлов Сu, Sn,
Pb, Zn, Мо и других, которые уменьшают силовое
воздействие и интенсивность изнашивания
сопряженных поверхностей.
По фазовому признаку металлоплакирующие
смазочные материалы подразделяются на
гомогенные и гетерогенные. Первые в качестве
присадок содержат растворимые в базовой
смазочной среде соединения металлов, вторые -
содержат металл или его окислы в виде порошков.
Однако эти материалы обладают рядом недостатков
(зависимость эффективности формирования пленки
от концентрации металлов в среде, низкая
устойчивость дисперсий металлических порошков,
высокая степень чистоты порошков и другие), из-за
которых их применение ограничивается главным
образом пластичными смазками для определенных
узлов трения.
В последние годы появились ряд технических
решений, согласно которым в качестве наполнителя
твердосмазочных композиций используются
слоистые природные гидросиликаты: серпентинит,
тальк, серпентин, нефрит и другие.
Наиболее близким к заявленному техническому
решению (прототип) является ремонтно-
восстановительный состав на основе порошка из
природных минералов или смеси природных
минералов, содержащих аморфную двуокись
кремния, и катализаторов на основе шунгита и
редкоземельных металлов, а затем производят
формирование покрытия при эксплуатационной
нагрузке, содержащий, масс.%: Базовое масло -95,0-
99,85
Аморфная двуокись кремния - 40-55% в
природном минерале или смеси природных
минералов
Количество катализатора (шунгита) 0,02-2% от
веса порошка
Ремонтно - восстановительный состав составляет
0,15-20% технологической среды. Дисперсность
порошка не более 10-30 мкм.
Для того чтобы состав (геомодификатор трения)
имел пониженное содержание крупных твердых
частиц магнетита после механоактивации
(дробления и измельчения) минерала, крупные
частицы магнетита удаляются из порошка методом
магнитной селекции в водной или масляной среде.
Недостатком данного решения является
опасность значительного абразивного изнашивания
особенно в начальный период приработки узлов
трения после введения вышеуказанного
твердосмазочного покрытия, так как содержание
твердых компонентов, хотя и уменьшается за счет
магнитной селекции, но все же довольно велика в
наполнителе, в масс.%: магнетит - 9-13, пироксен -
8-11 твердость которых превышает твердость
остальных компонентов в 2-3 раза и сравнима с
твердостью материала поверхностей трения (Патент
РФ №2149741, МПК7
С10М 125/00, опубликовано
20.02.2005).
Эти особенности вынуждают использовать
антифрикционный состав в течение
непродолжительного времени. Следует отметить,
что время формирования сервовитной пленки для
различных узлов трения и различных режимов
эксплуатации так же различно и рассчитать его
практически невозможно и стало быть задача
повышения прочности и долговечности сервовитной
пленки, а следовательно, и задача уменьшения
износа трущихся металлических поверхностей по-
прежнему сохраняет актуальность.
Задачей изобретения является создание присадки
к маслам, повышающих износостойкость трущихся
поверхностей.
Техническим результатом изобретения является
повышение износостойкости узлов трения при
эксплуатации в штатных материалах.
Указанный технический результат и достигается
тем, что в известном составе изменено качество и
количество входящих в него компонентов.
Известный состав содержащий базовое масло и
компонент шунгита. В него, в качестве компонента
шунгита введен С60 - природный фуллерен.
Для изготовления смазочного состава в качестве
мелкодисперсного порошка природного фуллерена
С60, предварительно природный шунгит дробят в
шаровой мельнице до мелкодисперсного состояния
1-5 мкм и вносят в подогретое до t°-80°C базовое
масло. При этом природный фуллерен С60, имея
полуорганическое происхождение растворяется в
базовом масле, а минеральные составляющие SiО2 и
другие уходят в осадок.
Известно, что износ трущейся пары, например в
сопряжении вкладыш - шейка коленчатого вала
происходит в основном во время пуска двигателя, а
в последующем поверхности трения разделяются
масляной пленкой, т.е. если обеспечить наличие
смазки в сопряжении в момент запуска двигателя
мы сможем устранить износ в паре трения. Эту
функцию выполняет в нашем изобретении
природный фуллерен С60 намазывающийся на
поверхности сопрягаемых деталей в процессе
эксплуатации и тем самым уменьшает коэффициент
трения, без образования сервовитной пленки.
Введение в смазочный материал фуллерена
реализует эффект безызносности, который
проявляется в том, что на трущихся поверхностях
деталей в процессе работы узлов трения
намазывается пленка фуллерена, обеспечивающая
снижение коффициента трения в момент пуска

3. 29618
3
двигателя. Толщина пленки достигает 1-3 мкм, что
соответствует размерам неровностей (или
перекрывает их) большинства деталей общего
машиностроения.
Снижение количества частиц с высокой
твердостью (оксид кремния SiО2=36,46%)
получается за счет того, что после механоактивации
(дробление и измельчение) минерала (размер частиц
до 10 мкм) частицы кремния удаляются из смеси
электромагнитной и термоакустической селекцией в
результате чего остается чистый природный
фуллерен С60. Природный фуллерен добавляется в
штатное базовое масло двигателей внутреннего
сгорания, механизмов и устройств в количестве
0,15-5,0 мас.%.
Для оценки эффективности противоизносного
антифрикционного состава проведены
сравнительные испытания. Триботехнические
испытания различных составов проводились на
машине трения ИИ 5018 методом сравнения в
режиме диск (Ст30, d=50 мм, В=12 мм), по пластине
(Ст30, В=10 мм, Н=8 мм, L=20 мм). Режим работы:
- n=1600 об/мин (v=4,19 м/с), нагрузка Р=200 Н;
- n=700 об/мин (v=l,83 м/с), нагрузка Р=400 Н.
Коэффициент трения определялся по моменту
сопротивления трению. Износ образца (подвижного
диска) определялся по потере веса, определенной
взвешиванием до и после испытания на
аналитических весах с точностью до 0,1 мг.
Продолжительность испытаний одного состава
30 тыс. циклов. Результаты испытаний
представлены в таблице 1.
Таблица 1
Антифрикционные и противоизносные характеристики состава
Режим (м/с/Н) 4/19/200 1,83/400
Смазка Износ образца, мг Коэффициент трения
МС-20+3% фуллерена 1,60 0,032
МС-20+4% ГМТ 1,90 0,040
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Состав для повышения износостойкости узлов
трения, содержащая базовое масло и компонент
шунгита, отличающийся тем, что в качестве
компонента шунгита содержит измельченный
природный фуллерен С60, в следующем
соотношении масс.%:
Базовое масло - 95-99,85%;
Природный фуллерен С60 - 0,15 - 5%.
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор К. Нгметжанова