Твердая смазка и способ ее получения

Твердая смазка и способ ее получения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

изобретения

В.И.Лебедев и А.А.Ашейчик

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. N,И.Калинина

{71) Заявитель (54) ТВЕРДАЯ СМАЗКА И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к твердю смазкам, используемым для повышения антифрик ионных и противоизносных свойств пар трения, работающих в условиях вакуума и высоких нагрузок,и к способу получения твердой смазки.

Известны твердые смазки на основе дисульфида молибдена с органическими и неорганическими связующими, на .основе минеральных масел с графитом, а также сухие смазки — порошки дисульфнда молибдена, графита, окислов металлов Pl).

Однако в условиях вакуума и высоких температур связующие, применяемые в этих смазках, испаряются, а в случае применения сухих смазок без связующего (в виде порошков) долговечность твердого смазочного покрытия оказывается очень низкой.

Наиболее близкой к предлагаемой по составу и достигаемому результату является твердая смазка, содержащая

15-20 вес.7 галлия, 5-10 вес.7. дисульфида молибдена, остальное индий P2).

Однако грустная смазка обеспечивает работу узла трения лишь при удельных нагрузках до 10 кгс/см и не

% продолжительное время, а при более высоких нагрузках покрытие из такой смазки быстро разрушается и происходит резкое увеличение коэффициента

19 трения трущихся поверхностей сопроУ вождающееся задиром.

Цель дзобретения — разработка сос-. тава твердой смазки, не испаряющейся в вакууме 10 мм рт.ст., легко нано6 симой на поверхность трения методом втирания тонким слоем, имеющей низкую температуру плавления, хорошую смачиваемость, обеспечивающей длительную работу пары трения со стабильным низким коэффициентом трения при удельных нагрузках до 25 кгс/см, т.е.

Я разработка смазки с повышенными антифрикционными противоизносными свойствами.

89176

30

Таблица 1

Содержание компонентов, вес.7 в составах

Компоненты

Галлий

17,5

20

Дисульфид молибдена

7,5

Медь

Никель

Индий

Остальное Остальное Остальное

Для достижения поставленной цели

".твердая смазка, содержащая индий, галлий и дисульфид молибдена, дополнительно содержит порошки меди и никеля при следующем соотношении компонентов; вес.Е:

Галлий 15-20

Дисульфид молибдена 5-10

Порошок меди 3-! 6 l0

Порошок никеля 1-3

Индий Остальное

Кроме того,. согласно способу получения твердой смазки галлий и индий в виде сплава смешивают с порошками меди и никеля при 35-601 С с последующим введением в полученную смесь дисульфида молибдена при комнатной температуре, В предлагаемом способе получения смазки частицы меди и никеля обволакиваются сплавом галлия с индием,обладающим поверхностно-активными свой. ствами. При этом добавляемый затем в эту смесь порошок дисульфида молибдена не соприкасается с частицами меди и никеля, а равномерно распределяется на объему смеси. При несоблюдении предлагаемой последовательности получения смазки порошок дисульфида молибдена покрывает частицы меди и никеля, экранируя их от воздействия галлиево-индиевого сплава, однород ной смеси не получается.

Повышение антифрикционных и про35 тивоизносных свойств при использовании предлагаемой смазки обеспечивается,во-первых, за счет образования на поверхностях трения, смазываемых

1 4 этой смазкой, пленок меди, а, во-вторых, благодаря наличию в этом слое меди частиц никеля.

Образование пленок меди на трущих-. ся поверхностях происходит благодаря наличию в составе смазки порошка меди, на который оказывает воздействие галлий, обладающий поверхностно-активными свойствами. Образующаяся пленка меди имеет более высокую прочность на сжатие, по сравнению с пленками легкоплавкого сплава индия с галлием и дисульфида молибдена, что предопределяет улучшение антифрикционных, противоизносных и противозадирных характеристик узлов трения, смазываемых предлагаемой смазкой.

Наличие в смазке порошка никеля способствует образованию в слое меди равномерно распределенных более твердых включений — частиц никеля, что способствует повышению противозадирных и противоизносных свойств предлагаемой смазки. Таким образом, наличие в смазке как порошка меди, так и порошка никеля способствует повышению антифрикционных и противоизносных свойств смазки.

Предлагаемая смазка также как и известная имеет низкую температуру плавления 1,40оС, хорошую смачиваемость и легко наносится на поверхность трения путем втирания при комнатной температуре, обладая при этом лучшими антифрикционными и противоизносными свойствами.

В табл.1 представлены составы предлагаемой смазки.

Таблица 2

0 75 Задир

0,2

Известный

Предлагае—

Mb51 1

0,075

2,7

0,165

0,06

110

10,6

0,13

2 270

0,07

3,15

О, 155

105

5 89176

В качестве порошка меди использо- вался порошок ПИ ГОСТ 4960-63 дисперсностью менее 40 мкм, в качестве порошка никеля использовался порошок никеля карбонильного ПНК (ИРТУ-1412-03-65), с размером гранул до

20 мкм. Все составы получали путем добавления в сплав галлия с индием при нагревании порошков меди и никеля с последующим тщательным переме- 1Ф шиванием, после чего в полученную смесь при комнатной температуре добавляли порошок дисульфида молибдена и также тщательно перемешивали до получения однородной смеси. 15

Состав 1 был получен при нагрева-. нии сплава галлия с индием до 35оС, состав 2 — до 50 С, состав 3 — до

60 С.

Приготовленная в таких составах,щ смазка наносилась. на обезжиренную, промытую спиртом поверхность трения стальных образцов фрикционным путем при помощи замши или льняной ткани.

Операция нанесения считается закон- у5 ченной, когда покрываемая поверхность становится однородной и гладкой. Качество поверхности контролируется визуально. На другой образец пары также наносился указанный состав смаз-50 ки.

Образцы для испытаний изготавливались из стали 45 в форме колец и имели наружный диаметр 18 мм, внутренний 15 мм и высоту 12 мм. Торцы

3S трения верхних образцов имели четыре симметрично р асположенные площадки трения. Коэффициент взаимного перекрытия трущихся поверхностей образцов составлял 0,4. Поверхности трения

40 имели начальную шероховатость 0,6

0,8 мкм. Испытания проводились на б установке трения и износа в вакууме

УТИВ, работающей по схеме торцового трения, при удельном давлении на образцы 2-25 кгс/см, скорости скольжения 0,5 м/с, в вакууме 10 мм рт.ст.

Испытания проводись с целью определения долговечности нанесенной на поверхность трения смазки, измерения коэффициента трения и .определения предельной нагрузочной способности покрытия, изготовленного по предлагаемой технологии. Иомент разрушения, разделяющего трущиеся поверхности покрытия, определялся по резкому увеличению коэффициента трения и нарушению плавности движения. Измерение коэффициента трения производилось непрерывно.

При использовании в качестве смазки образцов состава и испытании по вышеприведенной методике, долговечность покрытия при нагрузке 2 кгс/см составила 90 мин. В течение этого времени сила трения изменялась незначительно, коэффициент трения состав. — . лял 0,165. Через 90 мин работы сила трения резко увеличилась, характер движения изменился на скачкообразный и через 100 мин после начала работы коэффициент трения составлял уже 0,6, что соответствует процессу разрушения покрытия, При увеличении нагрузки до

25 кгс/см образцы работали до задира 45 мин.

Аналогичным образом были испытаны и другие составы твердой смазки 2 и 3.

Результаты исследований предлагаемых составов 1-3, а также, известного состава, вес.X: галлий 17,5, дисуль- . фид молибдена 7,5, индий до 100) приведены в табл.2.

891761

Формула изобретения

Составитель Е.Пономарева

Редактор В,Иванова ТехредА. Савка Корректор M.Пожо

Заказ 11150/38 Тираж 551 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Из табл.2 видно, что предлагаемая твердая смазка способствует увеличе" нию долговечности работы пары трения, (в 3-10 раз), а также снижает коэффициент трения в 1,2-1,6 раза, обеспечивая при этом работу пары тремя при нагрузках до 25 кгс/см>, что

- подтверждает получение более высоких антифрикционных и противоизносных свойств у предлагаемой смазки.

1. Твердая смазка, содержащая галлий, индий и дисульфид молибдена, отличающаяся тем, что,с целью повышения антифрикционных и противоизносных свойств смазки, она дополнительно содержит порошки меди и никеля, при следующем содержании компонентов, вес.Ж:

Галлий l 5-20

Дисульфид молибдена 5-10

Порошок меди 3-15

Порошок никеля 1-3

Индий Остальное

2. Способ получения твердой смазки путем смешения компонентов,о т— л и ч а ю шийся тем, что, с . целью повышения противоизносных свойств смазки, галлий и индий в виде сплава смешивают с порошками

1о меди и никеля при 35-60 С с последующим введением в полученную смесь дисульфида молибдена при комнатной температуре, 15 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе!. Вайнштейн В.З. и Трояновская Г.И. Сухие смазки и самосмазывающиеся материалы. М., "Машиностроение", 1968, с. 93-103, !04-120;

2. Авторское свидетельство СССР

9 6 12952, кл. С 10 M 7/02, 1978 адтотип).