Металоплакуюча присадка

Винахід стосується металоплакуючих присадок, які уводяться у мастила з метою підвищення довговічності деталей вузлів тертя машин за рахунок реалізації ефекту вибіркового переносу, і може бути застосований у машинобудуванні, хімічній, легкій промисловості та інших галузях народного господарства. Відомою є металоплакуюча присадка до мастил, що містить сіль жирної кислоти та олеїнову кислоту. За сіль жирної кислоти вона містить олеат одновалентної міді. При цьому указані компоненти узяті у такому співвідношенні, мас.%: олеат одновалентної міді - 25-60; олеїнова кислота до 100 (див. а.с - СРСР №859425, МПК3 С10М1/24, опубл. 30.08.81р.). Недоліком відомої присадки є високий коефіцієнт тертя та низька зносостійкість пари тертя. Це обумовлено тим, що у відомій присадці використовують олеат одновалентної міді, який протягом часу піддається процесу диспропорціонування, тобто довільного утворення у об'ємі масляного розчину високодисперсних частинок металевої міді та недостатньої концентрації іонів міді. Утворення високодисперсних частинок металевої міді приводить до прискорення окислювальних процесів у мастилах, що негативно позначається на коефіцієнті тертя, а недостатня концентрація іонів міді - до нестабільності мідної сервовитної плівки, обумовленої ефектом вибіркового переносу, і як наслідок, до низької зносостійкості пари тертя. Крім того, наявність у складі присадки вільної олеїнової кислоти приводить до інтенсифікації процесу виділення водню при наявності гальванічної пари мідь-залізо, унаслідок чого відбувається „наводнення'"' та електрохімічне руйнування металу вузла тертя, що також негативно впливає на зносостійкість пари тертя. Відомою є металоплакуюча присадка, прийнята за прототип, яка містить солі жирної кислоти та олеїнову кислоту. Як солі жирної кислоти вона містить олеат одновалентної міді, олеат магнію, олеат ітрію і олеати лантаноїдів (церій+лантан 50:50). При цьому вказані компоненти узяті у такому співвідношенні, мас. %: олеат одновалентної міді - 25-60; олеат магнію - 31-66; олеат ітрію - 2-37; олеати лантаноїдів - 4-39; олеїнова кислота до 100 (див. а.с. СРСР №1721077, МПК С10М129/40, опубл. 23.03.92р.). Дана металоплакуюча присадка, у порівнянні з вищеописаним аналогом, дозволяє знизити коефіцієнт тертя на 50% і у незначній мірі підвищити стабільність сервовитної плівки, що забезпечується за рахунок уведення до її складу солей жирних кислот на основі легуючих металів, тобто олеату магнію, олеату ітрію і олеатів лантаноїдів, що приводить до утворення додаткового захисного адсорбційного шару. Однак, недоліком відомої присадки, як і вищеописаного аналога, є низька зносостійкість пари тертя унаслідок недостатньої стабільності мідної сервовитної плівки, обумовленої ефектом вибіркового переносу, за рахунок наявності у її якісному складі олеату одновалентної міді та вільної олеїнової кислоти. У основу винаходу поставлена технічна задача створення такої металоплакуючої присадки, яка завдяки заміні її якісного та кількісного складу забезпечила б високу стабільність мідної сервовитної плівки, обумовлену ефектом вибіркового переносу, і у результаті підвищення зносостійкості пари тертя. Поставлена задача вирішується тим, що у відомій металоплакуючій присадці, яка містять солі жирної кислоти, згідно з винаходом, за солі жирної кислоти використовують олеат двовалентної міді та олеат двовалентного олова при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: олеат двовалентної міді -45-65; олеат двовалентного олова - 35-55. Використання олеату двовалентної міді в указаному діапазоні значень є достатньою умовою для забезпечення необхідної концентрації іонів міді, що сприяє підвищенню стабільності мідної сервовитної плівки, а використання олеату двовалентного олова в указаному діапазоні значень при відсутності олеїнової кислоти забезпечує співосадження олова разом з міддю у сервовитній плівці, різко знижує потенціал гальванічної пари залізо-мідь, тобто електрохімічне руйнування пари тертя та окиснювальні процеси у мастилах, що також сприяє підвищенню стабільності мідної сервовитної плівки. Таким чином, стабільність мідної сервовитної плівки, яка досягається, забезпечує підвищення зносостійкості пари тертя, порівняно з прототипом, у 1,3-1,5 рази. Мастильні композиції, які містять металоплакуючу присадку, що заявляється, готують наступним чином. Суміш солей в указаних співвідношеннях концентрацій (олеат двовалентної міді - 45-65%; олеат двовалентного олова - 35-55%) додають до мінеральних мастил з таким розрахунком, щоб забезпечити концентрації солей металів у мастильній композиції 0,2-5%. Для ілюстрації винаходу, який заявляється, були приготовлені 9 конкретних варіантів мастильних композицій на основі мастила М10Г2. Варіант 1 (контрольний) - мастильна композиція, яка містить тільки мастило М10Г2 Варіант 2 - мастильна композиція, яка містить металоплакуючу присадку, приготовлену згідно з аналогом. При цьому вміст металоплакуючої присадки у мастилі М10Г2; складає 0,2%, а співвідношення компонентів обране у наступних мас. %: олеат одновалентної міді -50 олеїнова кислота -50 Варіант 3 - мастильна композиція, яка містить металоплакуючу присадку, приготовлену згідно з прототипом. При цьому вміст металоплакуючої присадки у мастилі складає 0,26%, а співвідношення компонентів обране у наступних мас. %: олеат одновалентної міді -38 олеат магнію -20 олеат церію -2 олеат лантана -2 олеїнова кислота -38 Варіанти 5-8 - мастильні композиції, які містять металоплакуючу присадку, приготовлену згідно з винаходом. При цьому вміст металоплакуючої присадки у мастилі у кожному варіанті складає 0,3%, а співвідношення компонентів обране у наступних мас.%: олеат двовалентної міді олеат двовалентного олова (для варіанту 5) олеат двовалентної міді олеат двовалентного олова (для -45 -55 -50 -50 варіанту 6) олеат двовалентної міді олеат двовалентного олова (для варіанту 7) олеат двовалентної міді олеат двовалентного олова (для варіанту 8) -60 -40 -65 -35 Варіанти 4 та 9 - мастильні композиції, які містять метало-плакуючу присадку з заграничними значеннями олеату двовалентної міді і олеату двовалентного олова. При цьому вміст металоплакуючої присадки у мастилі М10Г2; складає 0,3%, а співвідношення компонентів обране у наступних мас.%: олеат двовалентної міді -40 олеат двовалентного олова (для варіанту 4); -60 олеат двовалентної міді -70 олеат двовалентного олова (для варіанту 9) -30 Склад приготованих мастильних композицій у перерахунку на концентрацію металоплакуючої присадки у мастилі М10Г2; представлені у Таблиці 1. Таблиця 1 Найменування компонентів 1 Олеат одновалентної міді Олеїнова кислота Олеат магнію Олеат церію Олеат лаятану Олеат двовалентної міді Олеат двовалентного олова Мастило мінеральне М10Г2 100 2 0,1 0,1 99,8 3 0,1 0.1 0,05 0,005 0,005 99,74 Вміст, % мас. № варіанта 4 5 6 0,12 0,18 99,7 0,13 0,17 99,7 0,15 0,15 99,7 7 8 9 0,18 0,12 99,7 0,19 0,11 99,7 0,21 0,09 99,7 Усі зазначені у Таблиці 1 мастильні композиції були випробувані на ефективність їх використання для підвищення зносостійкості пари тертя вал-колодка. Випробування зносостійкості пари тертя вал-колодка проводили на машині тертя СМЦ-2. Колодку виготовляли зі сталі ШХ-15, а як вал використовували ролик діаметром 40мм, виготовлений зі сталі 45. Випробування проводили при швидкості ковзання 1м/с і навантаженні 50кг (питомий тиск 25кг/см2). Знос пари тертя визначався по зменшенню маси колодки на аналітичних вагах ВЛА-200М. Тривалість випробувань 240хв. Результати випробувань та їх порівняльний аналіз наведені у Таблиці 2. Таблиця 2 Номер варіанта Зменшення маси колодки, г 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0,0214 0,0162 0,0154 0,0164 0,0096 0,0072 0,0078 0,0087 0,0124 Зменшення зносу Зменшення зносу Зменшення зносу відносно композиції по відносно композиції по відносно композиції по варіанту 1, % варіанту 2, % варіанту 3,% 0 24,3 0 28 4,94 0 23,4 -1,23 -6,49 55,1 40,74 37,66 66,4 55,56 53,25 63,6 51.85 49,35 59,3 46,3 43,51 42,1 23,46 19.48 Як видно з Таблиці 2, найкращі показники зносостійкості пари тертя досягаються при використанні мастильних композицій, які містять металоплакуючу присадку, приготовлену згідно з формулою винаходу. Аналіз даних, наведених у Таблиці 2, дозволяє зробити висновок, що металоплакуюча присадка, яка пропонується, порівняльне з прототипом, забезпечує підвищення зносостійкості пари тертя у 1,37-1,53 рази.