Мастильна паста

Винахід відноситься до мастил й техніки мащення вузлів тертя. Відомо (1) пластичне мастило, яке містить 3-7% механічної суміші порошків міді і графіту для підвищення противозносних властивостей. Відомо (2) пластичне мастило, яке містить 3-7% порошка металізованого графіта (30-50% міді, олова або бронзи на графіті), обробленого блоксополімером оксидів алкіленів для підвищення противозносних властивостей. Відомо (3) використання в пластичних масах на основі фурфурола та 33,3-66,6% міжшарової сполуки графіта з FеСІ3 для підвищення антифрикційних та механічних властивостей композита. Відомо (4) пластичне мастило на основі 2-5% літійового мила стеаринової кислоти, 5-12% аеросила, модифікованого органосиланом, 0,3-0,6% фенІл-b-нафтиламіна, 1-3% гліцерина, 1-2% олеїнової кислоти, 0,050.2% антранілової кислоти, 7-11% мідного порошку та решта - мінеральне масло (мастило СМП-5) для підвищення протизносних властивостей. Недоліком відомих мастил є низькі противозаїдальні властивості, що не дозволяє їх використовувати в високонавантажених вузлах тертя. В основу винаходу покладено завдання створити мастила на основі мінеральних масел і синтетичних мастильних рідин та мильного або немильного загущувача. Поставлена задача досягається тим, що мастильна паста містить 0,3-0,8% олеїнової кислоти. 3.5-10.5% гліцерину, 0,5-4,5% органоаеросилу, 5,5-14,5% олеата калія та додатково 12-25% міжшарової сполуки графіта з FeCl3, яка покрита 55-125% міді, решта - мінеральне масло або синтетична мастильна рідина. Технологія вироблення мастильної пасти: 1. Синтез безводної сполуки FeCl3: у кварцеву трубку діаметра 25мм і довжиною 1 м завантажують 60 г порошку заліза, трубку переносять у тр убчату піч, вентилюють під тиском 1,2 атм сухим аргоном і пропускають хлор на протязі 30 хв., потім нагрівають при 250-300°С и на протязі 6 годин до повного хлорування заліза. На стінках трубки осаджується FeCl3 у вигляді сублімірованого продукту. 2. Синтез міжшарової сполуки графіта з FeCl3: у такій же кварцевій трубці (1) нагрівають 5 г мілкокристалічного графіту з 25 г безводного FeCl3 у потоці хлора при 200-350°С на протязі 6 год. Потім трубку в печі зсували таким чином, щоб нагрівався лише один її кінець 1 продовжували нагрівати при 300°С на протязі 4 годин. Чорні кристали, що утворилися, промивають 10%-ним розчином НСІ і потім дистилятом води. Промитий продукт міжшарової сполуки графіта з FeCl3 містить, залежно від температури, 52-56% FeCl3. Отриманий продукт сушили 10 год при 120°С. 3. Оміднення міжшарової сполуки графіту з FeCl3 проводили в робочому розчині складу: CuSO4×5H2O - 40 г/л, H2SO 4 конц. - 18 мл/л, міжшарової сполуки з FeCl3 - 20 г/л, Zn - порошок - 16 г/л і ZnSO4 - 0.3 г/л. Цинк порошок вносили в розчин, який уже містить міжшарову сполуку з FeCl 3, порціями при перемішуванні протягом 30 хв і при 20°С. Далі перемішували суспензію протягом 45-50 хв., відфільтровували, промивали водою до рН - 6,0-6,5, далі промивали ацетоном і сушили при 50-60°С. Приріст ваги омідненої речовини складає 55% масових за рахунок міді. Можна досягти будь-якого бажаного приросту міді аж до 250 мас.% залежно від відповідно взятої кількості необхідних реагентів. Ванну для міднення можна використовувати багаторазово за рахунок збагачення розчину відповідною кількістью згаданих реактивів (CuSO4×5H2O, H2SO 4, Zn - порошку). Слід мати на увазі, що при 150 - 200°С поверхня оміднення робиться синьою за рахунок обміну Іонів Fe+3 на Сu+1 чи Сu+2 в комірках графіту (комплекси Іонів міді - Інтенсивно синього кольору). 4. Приготування мастильної пасти: 4.1. До 78,2 г авіаційного масла МС-20 додають 0,3 г олеїнової кислоти, 3,5 г гліцерину, 0,5 бутосилу (аеросилу А-300, модифікованого бутиловим спиртом), 5,5 олеата калія, 12 г міжшарової сполуки графіта з FeCl3, яка покрита 55% міді. Приготовлену масу змішували в скребковолопастному змішувачі на протязі 10 хв при температурі 50°С. Після цього отриману пасту нагрівали до 80°С при працюючому змішувальному пристрою, цю пасту з допомогою насоса прокачували через гомогенізуючий клапан на протязі 20 хв з поверненням пасти в змішуючий апарат. Потім мастильну пасту охолоджували до 30°С і змішувальний апарат розвантажували. 4.2. До 61,45 г авіаційного масла МС-20 додають 0,55 г олеїнової кислоти, 7,0 г гліцерину, 2,5 г бутосилу, 10 г олеата калія, 18,5 г омідненої міжшарової сполуки графіта з FeCl3 з приростом маси по міді 90 мас.%. Подальший хід процесу приготування пасти описаний за пунктом 4.1. 4.3. До 44,7 г авіаційного масла МС-20 додають 0,8 г олеїнової кислоти, 10,5 г гліцерину, 4,5 бутосилу, 14,5 г олеата калія, 25 г омідненої міжшарової сполуки графіту з FeCl 3 з приростом маси по міді 125 мас.%. Подальший процес описаний за пунктом 4.1. Випробувальні досліди проведені на чотирикульовій машині тертя (кульки Із сталі ШХ-15 діаметром 12,7 мм HRc 60-65) при ступінчастому режимі навантаження від 100 Η через 20 Η до навантаження заїдання на три кульки, час навантаження на кожному ступені 15 с, число обертів верхньої кульки 660 за хвилину, частота обертів 11 с, число повторних дослідів 3. Критичне навантаження визначали на 1 кульку. Композиції мастильної пасти приведені в табл. 1. Результати досліджень навантаження заїдання приведені в табл.2. Результати дослідження (табл.2) навантажувальної здатності мастильної пасти показали, що: 1) відносно мастильної рідинної основи одержані нові композиції пасти збільшують навантаження до заїдання для мінерального масла - у 1,9-3 рази, поліглікольової рідини - у 1.3 рази, двоосновної кислоти - у 3,8 рази, перфторполіефіру - у 2 рази, гліцерину - 4,2 рази; 2) відносно прототипу мастила СМП 5 [4] - у 1,1 - 4,7 рази.