Разработка и исследование триботехнических свойств смазочных материалов, наполненных порошками геомодификаторов трения

• Автор: Зарубин, Василий Павлович
• Шифр специальности: 05.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 147 с. : ил.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Общие вопросы трения и изнашивания

1.2 Влияние смазочных материалов на процесс трения и изнашивания

1.3 Улучшение триботехнических свойств смазочных материалов добавками

1.3.1 Присадки к маслам и смазкам

1.3.2 Наполнители к маслам и смазкам

1.4 Методы и средства безразборного восстановления трущихся соединений автомобильной техники

1.4.1 Металлоплакирующие смазочные материалы

1.4.2 Полимерсодержащие препараты

1.4.3 Металлокерамические восстановители

1.5 Свойства и способы получения минералов

1.5.1 Синтез серпентина
1.5.2 Синтез талька
1.5.3 Синтез форстерита
1.6 Актуальность работы и постановка задачи
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1 Определение триботехнических характеристик разработанных
смазочных материалов
2.2 Методика получения серпентиноподобных соединений
2.3 Гидролиз этилсиликата
2.4 Получение силикатов и гидросиликатов магния по
растворной технологии
2.4.1 Приготовление раствора соли магния и определение содержания
в нем М£0

2.4.2 Расчет необходимых количеств исходных веществ для синтеза
силикатов и гидросиликатов магния
2.5 Гидротермальный способ получения серпентина
2.6 Определение дисперсности синтезированных порошков серпентина
2.7 Рентгеноструктурный контроль синтезированных порошков
серпентина
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Исследование влияния минералов, полученных по золь-гель технологии,
на основные триботехнические характеристики пары трения
3.2 Исследование влияния серпентина, полученного гидротермальным
синтезом, на основные триботехнические характеристики
пары трения
3.3 Исследование влияния искусственно полученных серпентинов
на триботехнические свойства пары трения, содержащей металл с низкой твердостью
3.4 Рентгеноструктурный контроль порошков наполнителя
3.5 Контроль гранулометрического состава порошков наполнителя
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

Смазочные материалы и композиции занимают значительное место в машиностроении при обработке металлов, при работе узлов трения в различного рода механизмах. Основное значение этих материалов и композиций - предупреждение разогрева трущихся деталей, снижение износа, продление долговечности деталей машин, создание особого граничного слоя в зоне трения.
Перспективным направлением в исследовании смазочных материалов и композиций является поиск новых жидкостей и масел, улучшающих качество, а также поиск различного рода добавок, наполнителей, присадок преимущественно твердого характера, позволяющих более расширить качество смазок и композиций, а также область их применения при различных условиях службы (температура, нагрузка, скорость).
В качестве присадок используются графит, дисульфид молибдена, гексагональный нитрид бора (белый графит) и другие. Одним из последних направлений в этой области является применение природного тонкоизмельченного серпентина в количестве 2...40 мае. %, позволяющего улучшить износостойкость трущихся деталей, повысить микротвердость поверхности трения деталей, понизить коэффициент трения. Однако природный серпентин загрязнен целым рядом примесей. Его применение в качестве компонента смазки требует обогащения, состоящего из дробления, тонкого помола, отделения примесей от основного минерала, что повышает себестоимость такого рода наполнителей. Кроме того, такая технология подготовки серпентина не исключает полного освобождения его от сопутствующих примесей. Также к недостаткам использования природного серпентина в роли присадки к смазочным материалам можно отнести следующее: измельченный серпентин имеет большой разброс содержания отдельных компонентов (магния, кремния, асбеста, железа, никеля, базальта, шамота и др.); большой разброс по гранулометрическому составу, наличие

Золь-гель технология является основным методом синтеза антигорита различной степени дисперсности и большей степени чистоты, чем природный.
Целью настоящей работы является разработка и исследование основных триботехнических свойств смазочной композиции на основе минеральных масел, наполненных порошками синтезированных серпентина и его аналогов.
Серпентин представляет собой слоистую разновидность гидросиликатов магния с формулой 1У^з81205(0Н)4. Он может быть синтезирован с применением геля кремниевой кислоты и соединений магния (растворимыми и не растворимыми).
Гель кремниевой кислоты получается из силиката натрия путем приливания соляной кислоты, но при этом трудно получить частицы золя или геля нанодисперсных размеров, а отмывка геля от хлор-ионов является затяжной операцией. В данной работе использовался гель кремниевой кислоты, полученный путем гидролиза этилсиликата марок ЭТС-32, ЭТС-40.
Из литературных данных известно, что для получения серпентиноподобной системы используются следующие соединения магния: 1У^(ОН)2, Л/^СОз, М§С12, К^804, 1У^(МОз)2 и другие. В данной работе применялись М£(ОН)2 и М§(]Юз)2 • 6Н20, как наименее дефицитные вещества [80].
Кроме серпентина, в качестве наполнителя, для улучшения триботехнических свойств масел исследовались тальк и форстерит, так как тальк имеет слоистую структуру, как и серпентин, а форстерит представляет собой силикат магния.
В качестве исходных материалов использовались вещества:
а) для синтеза силикатов и гидросиликатов магния по растворной технологии:
Этилсиликат - 32, основные свойства, которого:
1. плотность при 20 °С р = 1,00 г/см3;