Наноструктурные смазочные материалы

Ссылка на резервное размещение материала

УДК 621.892

НАНОСТРУКТУРНЫЕ СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

, магистрант первого года обучения,

УО «Гродненский государственный университет имени Янки Купалы»,

Республика Беларусь, Гродно, [e-mail]

Научный руководитель: , кандидат технических наук, доцент

УО «Гродненский государственный университет имени Янки Купалы»,

Республика Беларусь, Гродно.

В работе рассмотрена возможность улучшения реологических и триботехнических свойств пластичных смазок, используемых в тяжелонагруженых узлах трения. Приведена информация о наномодификаторах, вводимых в базовый состав пластичных смазок, улучшающих реологические и триботехнические характеристики. Цель данной работы заключалась в разработке составов смазочных материалов для тяжелонагруженных узлов трения, на базе отечественного сырья, с улучшенными реологическими и триботехническими характеристиками.

Одним из основных процессов, приводящих к выходу машин и механизмов из эксплуатации, является трение. Для уменьшения износа пар трения применяются разнообразные смазочные материалы, из которых наиболее распространенными являются смазки, получаемые из нефти путем ректификации.[1-6]

В современном машиностроении применяют различные пластичные смазки и смазочные масла, которые содержат в качестве противоизносных компонентов порошки металлов, оксидов, графита, дисульфида молибдена, галогенсодержащие и антиокислительные присадки, полимерные и металлополимерные частицы и т. п. Номенклатура смазочных материалов чрезвычайно широка и непрерывно расширяется в связи с повышением требований потребителей по безопасности, комфортности движения и экологичности эксплуатации различных транспортных средств.[7]

Нанокомпозиционные и нанофазные композиционные смазочные материалы являются востребованный продукций на рынках Европейского союза, США, СНГ. Применение наносмазок в узлах трения автомобильных агрегатов, токарных патронов позволяет повысить эксплуатационный ресурс данных механизмов.

Представляет интерес использовать в качестве функциональной присадки нанодисперсные частицы различной природы и технологии получения. В данной работе основное внимание уделено двум типам присадок, отличающихся технологией получения и природой происхождения. Одна из них – природный минерал кремень, нанофазные частицы которого получали путем производственного измельчения на роторно-цепной дробилке, а за тем проводили окончательное измельчение на пружинной мельнице до размера 3-5 мкм.[13]

Другим типом присадки является материал, который получен путем синтеза, т. е. является материалом не встречающимся в природе – ультрадисперсный политетрафторэтилен. Нанодисперсные частицы присадки фторсодержащих соединений получены по технологии газотермодинамического синтеза (ТГД), данный продукт известен под торговым названием «Форум».[14]

Основной структурой составляющей кремня является a-кварц. В области 575 °С наблюдается переход a-кварца в b-кварц. Большое значение удельной поверхности и наличие широкого спектра легирующих допинговых элементов в кремне обуславливает наличие нескомпенсированного собственного заряда, что влияет на активность частиц кремня в различных средах.

Неравновесные условия получения фторсодержащих продуктов методом термогазодинамического синтеза обусловливают кластерное строение частиц УПТФЭ, представляющих сочетание низкоразмерных полимерных фрагментов в олигомерной матрице из набора фракций различной массы. При фрикционном контакте элементов трибосистемы формируются композиционные разделительные слои на поверхностях трения, обеспечивающие высокую нагрузочную способность в сочетании с низким сопротивлением сдвигу и адгезионной прочностью

Представляет интерес изучить влияние указанных модификаторов на структуру пластичных базовых смазок типа «Циатим-201»; «Итмол-150Н»; «Литол-24».

В ходе проведения данного исследования, определили, что введение в базовый состав смазочного материала модификаторов наноразмерной и нанометровой фазы, позволяет улучшить противозадирный и противоизносный эффект полученного состава. Выделены наиболее интересные модификаторы, такие как ультрадисперсный политетрафторэтилен (ФОРУМ) и кремень. Изготовлены композиции на основе данных модификаторов с различным процентным содержанием присадок-0,5масс.%; 1масс.%; 2масс.%; 5масс.%. Определена методика исследования составов, по средством которой определялись реологические, структурные, триботехнические, морфологические характеристики, а так же термоактивность.

.

Согласно полученных в ходе исследований данных следует, что введение в базовый состав пластичных смазок предлагаемых модификаторов улучшает реологические и триботехничкские характеристики полученных составов, увеличивает временной промежуток нахождения смазки в узле трения.

Данные составы могут применяться в машиностроении в различных узлах трения.

1.  Истинская, масла и технические жидкости. / , . − М.: Колос, 1989. − 303 с.

2.  Богданович, П. Н.. Трение и износ в машинах: учеб. для вузов. / , . − Минск: Выш. шк., 1999. − 374 с.

3.  Виппер, масла и присадки. / , . − М.: Химия. 1981. − 354 с.

4.  Воробьева, высокодисперсных металлоплакирующих присадок на антифрикционные и противоизносные свойства моторного масла / // Трение и износ. − 1996. − Т. 17. − № 6. − С. 827-831.

5.  Виноградова, присадки к маслам. / . − М.: Химия, 1972. − 272 с.

6.  Struk, V. A. Carbon modifier for mineral oils. / V. A. Struk, E. V. Ovchinnikov, S. U. Kukla. // International conference BALTTRIB’99. Kaunas. − 1999. − Р. 124-126.

7.  Онищук медьсодержащих пластичных смазок с комплексообразующими присадками: Дисс канд. техн. наук 05.02.01. –Киев, 19

8.  Bragg W. H., Bragg W. L. Using jf cupper like a component of lubrication//New-York, 1924- p.231.

9.  , , и др. Улучшение свойств металлоплакирующих смазок комплексообразующими соединениями // Трение и износ. -1984, №2. –С. 625-629.

10.  , Волнянко применения силикатополимерных наполнителей в качестве присадок к смазочным маслам //Трение и износ. -2001. –Т.22, №6. –С. 689-692.

11.  Нанокомпозиты диоксидов кремния, титана, циркония и церия – загустители пластичных смазок. , , / Химия, физика и технология поверхности. 2010. Т. 1. № 1. С. 111 – 116/

12.  Влияние природных силикатов – серпентинов на трбологические свойства пластичных смазок. / Вестник МИТХТ, 2010, т.5 №5/

13.  Овчинников -механические свойства кремня / // Вестник Гродненского государственного университета им. Янки Купалы – 2003, - Серия 2, №2 – С. 99-103.

14.  Цветников, -полимерные композиции на основе фторсодержащих материалов / [и др.] – Материалы восьмой ежегодной международной промышленной конференции 11-15 февраля 2008г., п. Славское, Карпаты – с.26-33