Смазочное покрытие и способ его получения

Смазочное покрытие и способ его получения

Реферат

Изобретение относится к высокотемпературным твердосмазочным составам, применяемым в узлах трения при температурах трения до 400°С на воздухе, и способам их получения.

Известно смазочное покрытие, содержащее, мас.%: фторированный графит 5-60 и дисульфид молибдена 40-95. Способ получения состава заключается в следующем: порошки дисульфида молибдена (MoS₂) и фторграфита, содержащего 10-40% фтора, взятые в указанных соотношениях, тщательно перемешивают известными способами (SU 601306, кл. С10М 125/02, 05.04.1978).

Недостатком данного покрытия является то, что оно не позволяет повысить износостойкость узлов трения при температурах выше 350°С.

Наиболее близким аналогом предложенного технического решения является смазочное покрытие, содержащее, мас.%: дисульфид молибдена 20-95 и графит 5-80. Состав получают непосредственным смешением компонентов (Новое о смазочных материалах. Под ред. Г.В.Виноградова - М.: Химия, 1967. - С.251-253).

Недостатком указанного покрытия является то, что оно не обеспечивает требуемую износостойкость при повышенных температурах из-за снижения смазочных свойств.

Технической задачей изобретения является создание термостойкого смазочного покрытия, позволяющего повысить износостойкость узлов трения в условиях высоких нагрузок и температур.

Поставленная задача решается тем, что смазочное покрытие, включающее дисульфид молибдена и графит, в качестве дисульфида молибдена содержит дисульфид молибдена, модифицированный эпиламом, содержащим фторорганическое поверхностно-активное вещество (Фтор-ПАВ), в их массовом соотношении 1:(2-3), при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Дисульфид молибдена, модифицированный
эпиламом в их массовом соотношении 1:(2-3)	30-70
Графит	30-70

Задача решается также разработкой способа получения смазочного покрытия, включающего предварительное высушивание дисульфида молибдена при 100-110°С в течение 2-3 ч, обработку его эпиламом, содержащим Фтор-ПАВ, в их массовом соотношении 1:(2-3) путем пропитывания при комнатной температуре в течение 10-18 ч, сушку полученного продукта при комнатной температуре до полного высыхания, термофиксацию при 100-110°С в течение 2-3 ч и смешение с графитом в указанном соотношении.

Отличительной особенностью предложенного технического решения является то, что использование в составе смазки дисульфида молибдена, модифицированного эпиламом, и получение состава покрытия заявленным способом позволяет улучшить его трибологические свойства, что дает возможность значительно повысить износостойкость узлов трения в условиях высоких нагрузок и температур.

Эпиламы представляют собой составы, содержащие фторорганическое поверхностно-активное вещество (Фтор-ПАВ) и растворитель.

В качестве эпиламов могут быть использованы: Автокон - 0,5, Автокон - 20 (ТУ 2229-008-27991970-95), представляющие собой растворы перфторкислоты марки 6 МФК-180 в перфторметилциклогексане (ПФМЦГ) или хладоне 350; 6СФК-180-05, 6СФК-180-20, 6СФК-180-50; Полизам, Амидофен, Амидоамин и т.д.

Модифицированный MoS₂ представляет собой частицы дисульфида молибдена размером не более 12 мкм, покрытые тонкой пленкой Фтор-ПАВ толщиной 3 нм (30 Å).

Изменения температурно-временных параметров способа получения модифицированного MoS₂ в большую или меньшую сторону от заявленных, а также изменения соотношения компонентов предложенного состава не позволяют получить смазочное покрытие с высокими трибологическими свойствами.

Пример 1. Порошок дисульфида молибдена марки ДМ-1 (ТУ 48-19-133-85) стандартного гранулометрического состава с массовой долей влаги 0,5% предварительно высушивают в сушильном шкафу при температуре 100°С в течение 3 ч. Высушенный порошок MoS₂ заливают раствором эпилама Автокон - 20 при массовом соотношении MoS₂: эпилам = 1:2. Пропитку производят в течение 18 ч при комнатной температуре. Полученную сметанообразную массу модифицированного дисульфида молибдена сушат при комнатной температуре на гладкой, например, стеклянной поверхности до полного высыхания, после чего подвергают термофиксации при температуре 100°С в сушильном шкафу в течение 3 ч. Полученный материал смешивают с графитом марки ГС-1 (ГОСТ 17022-81) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Дисульфид молибдена, модифицированный
эпиламом в их массовом соотношении 1:2	30
Графит	70

Пример 2. Порошок дисульфида молибдена обрабатывают, как в примере 1, но предварительное высушивание производят при 105°С в течение 2,5 ч, пропитывание MoS₂ эпиламом Автокон - 20 проводят при их массовом соотношении 1:2,5 в течение 14 ч, термофиксацию осуществляют при температуре 105°С в течение 2,5 ч, после чего полученный материал смешивают с графитом при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Дисульфид молибдена, модифицированный
эпиламом в их массовом соотношении 1:2,5	50
Графит	50

Пример 3. Порошок дисульфида молибдена обрабатывают, как в примере 1, но предварительное высушивание производят при 110°С в течение 2 ч, пропитывание MoS₂ эпиламом Автокон - 0,5 проводят при их массовом соотношении 1:3 в течение 10 ч, термофиксацию осуществляют при температуре 110°С в течение 2 ч, после чего полученный материал смешивают с графитом при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Дисульфид молибдена, модифицированный
эпиламом в их массовом соотношении 1:3	70
Графит	30

Пример 4. Порошок дисульфида молибдена обрабатывают, как в примере 1, но предварительное высушивание производят при 95°С в течение 3,5 ч, пропитывание MoS₂ эпиламом Автокон - 20 проводят при их массовом соотношении 1:1,5 в течение 19 ч, термофиксацию осуществляют при температуре 95°С в течение 3,5 ч, после чего полученный материал смешивают с графитом при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Дисульфид молибдена, модифицированный
эпиламом в их массовом соотношении 1:1,5	25
Графит	75

Пример 5. Порошок дисульфида молибдена обрабатывают, как в примере 1, но предварительное высушивание производят при 115°С в течение 1,5 ч, пропитывание MoS₂ эпиламом проводят при их массовом соотношении 1:3,5 в течение 9 ч, термофиксацию осуществляют при температуре 115°С в течение 1,5 ч, после чего полученный материал смешивают с графитом при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Дисульфид молибдена, модифицированный
эпиламом в их массовом соотношении 1:3,5	75
Графит	25

Для исследования износостойкости покрытия каждый из полученных составов засыпают в контейнер установки, используемой для нанесения покрытия на поверхности трения виброгалтовкой. Смесь дополнительно перемешивают в среде технологических шариков в течение 6 ч. После этого в контейнер загружают цилиндрические образцы к машине трения из стали марки ШХ для нанесения твердосмазочного покрытия, обрабатывают их 1 ч, вынимают, протирают от избытка порошка и подвергают испытанию на износостойкость (время полного истирания покрытия) на машине трения по ГОСТ 10613-65.

Результаты испытаний покрытий на износостойкость в сравнении с покрытием по прототипу представлены в табл.1.

Для определения термостойкости составов образцы с нанесенным покрытием термостатируют при 150-400°С в течение 3 ч, затем извлекают из термостата, охлаждают и испытывают на машине трения.

Результаты испытаний покрытий на износостойкость после термостатирования в сравнении с покрытием по прототипу представлены в табл.2.

Использование предложенного смазочного покрытия позволит значительно повысит износостойкость узлов трения в условиях высоких нагрузок и температур.

Таблица 1.
Показатели	Примеры	Прототип 50% MoS2+50% графита
1	2	3	4	5
Коэффициент трения	0,08	0,07	0,06	0,11	0,08	0,15
Время полного истирания покрытия без термостатирования, мин	1850	2000	2100	1540	1750	1070

Таблица 2.
Состав покрытия по примерам и прототипу	Износостойкость, мин
после выдержки в течение 3 ч при температуре, °С
150	200	350	400
Пример 1	1950	2100	2200	2250
Пример 2	2150	2200	2300	2400
Пример 3	2250	2300	2350	2450
Пример 4	1650	1750	1850	1600
Пример 5	1800	1850	1900	1700
50% MoS2 + 50% графита	940	725	290	Окисление MoS2

1. Смазочное покрытие, включающее дисульфид молибдена и графит, отличающееся тем, что в качестве дисульфида молибдена оно содержит дисульфид молибдена, модифицированный эпиламом, содержащим фторорганическое поверхностно-активное вещество (Фтор-ПАВ), в их массовом соотношении 1:(2-3) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Дисульфид молибдена, модифицированный
эпиламом в их массовом соотношении 1:(2-3)	30-70
Графит	30-70.

2. Способ получения смазочного покрытия по п.1, включающий предварительное высушивание дисульфида молибдена при 100-110°С в течение 2-3 ч, обработку его эпиламом, содержащим Фтор-ПАВ, в их массовом соотношении 1:(2-3) путем пропитывания при комнатной температуре в течение 10-18 ч, сушку полученного продукта при комнатной температуре до полного высыхания, термофиксацию при 100-110°С в течение 2-3 ч и смешение с графитом в указанном соотношении.