Противозадирные и противопиттиговые присадки к смазочные материалам

Введение
Проблема снижения трения и изнашивания трущихся поверхностей возникла много раньше появления колеса. Решалась она по-разному, в основном повышением твердости контактирующих поверхностей или их разъединением специальными средами - смазочными материалами.
Ужесточение требований к смазочным материалам, в том числе к пластичным смазкам, ставшее следствием увеличения скоростей и нагрузок при эксплуатации оборудования, роста мощностей, а также расширения рабочего температурного диапазона [1], приводит к необходимости разработки смазок улучшенного качества.
Одним из важных и эффективных рецептурно-технологических приемов, служащих для улучшения эксплуатационных свойств пластичных смазок является введение в них добавок – наполнителей и присадок [2].
Присадки - это специальные добавки, которые применяют для улучшения свойств минеральных масел и повышения их эксплуатационных, качеств. При их выборе следует учитывать следующие основные факторы: тип смазочного масла и его склонность к восприятию присадок, эффективность присадки, условия эксплуатации масла [3].
В данной работе будут рассмотрены вопросы, которые касаются изучения присадок и, в частности противозадирных и противопиттинговые присадок к смазочным материалам.
1 Присадки: функции, требования и классификация
Как правило, в пластичных смазках применяются те же присадки, что и в маслах. Основными из используемых для улучшения характеристик смазок, работающих при высоких удельных нагрузках, являются антиокислительные, ингибиторы коррозии, а также противоизносные, антифрикционные и противозадирные, применяемые для улучшения трибологических свойств [4].
Перечислим основные функции, которые выполняют присадки:
- расширение областей применения;
- надёжности и долговечности работы машин;
- стабильности эксплуатационных свойств смазочных материалов [5].
К присадкам предъявляются следующие требования:
- хорошо растворимы в смазочных материалах;
- обладать малой летучестью и низкой испаряемостью;
- не должны вымываться водой и подвергаться гидролизу;
- не должны взаимодействовать с конструктивными материалами (исключением случаев, когда такие реакции лежат в основе механизма действия самих добавок);
- должны сохранять свои функции в присутствии других добавок;
- не должны оказывать депрессивные действия на другие добавик, присадки [5].
По эксплуатационному действию присадки условно подразделяют на типы:
- антиокислительные;
- антикоррозионные;
- моюще-диспергирующие;
- присадки, улучшающие смазочные свойства масел (противоизносные, противозадирные, антифрикционные);
- депрессорные;
- вязкостные (или загущающие);
- антипенные;
- антирадиационные;
- антибактерицидные;
- красящие;
- приработочные;
- солюбилизирующие;
- противоскачковые [5].
2 Противозадирные и противопиттиговые присадки
Противозадирные присадки повышают нагрузку задира, то есть удельное давление, при котором начинает происходить задир поверхностей трения, а также уменьшают разрушение поверхностей металлов при нагрузках выше нагрузки начала задира [6].
В качестве противозадирных присадок применяются соединения, содержащие серу и/или хлор, например алифатические и ароматические сульфиды и дисульфиды, производные тиоугольных кислот – ксантогенаты и тритиокарбонаты, осерненные непредельные углеводороды (осерненные тетрамеры пропилена), хлорированные парафины и другие вещества

.
По принципу действия присадки, предназначенные для улучшения работы трущихся поверхностей, можно разделить на две группы [7]:
- присадки, которые адсорбируются или хемосорбируются на металлических поверхностях – антифрикционные присадки;
- присадки, которые образуют с металлом химические соединения (неорганические производные хлора, фосфора, серы и других активных элементов) – противоизносные и противозадирные присадки. Влияние некоторых присадок на трибологические свойства литиевой пластичной смазки представлено в таблице 1 [8].
Таблица 1 – Влияние присадок на противозадирные свойства литиевой смазки
Наименование присадки Критическая нагрузка, Н Нагрузка сваривания, Н
Без присадки 560 1580
Хлорированный парафин 630 1580
Хлорэф-40 1000 2000
ДФ -11 1000 1780
КИНХ-2 1100 2820
Для изучения влияния противозадирных и противоизносных присадок на свойства комплексных кальциевых смазок на основе синтетического углеводородного масла, авторами [9] были выбраны присадки ВНИИНП-354 (Zn-соль диарилдитиофосфорной кислоты), ДФ-11(диалкилдитиофосфат цинка), МИКС (осерненные олефины) и ВСП (азотсеросодержащая присадка). Установлено, чтоВведение

присадок ВНИИНП-354 и ДФ-11 приводит к значительному улучшению противоизносных свойств смазки. Использование присадки МИКС совместно с другими присадками вызывает повышение показателя нагрузки сваривания, однако негативно отражается на противоизносных свойствах.
Питтинг - наиболее распространенный вид повреждения поверхностей трения подшипников качения, вызываемый вибрирующими нагрузками. В тяжелонагруженных зубчатых передачах, в том числе гипоидных, трение скольжения сочетается с трением качения, и в них также наблюдается питтинг.
Питтинг - это усталостное изнашивание, при котором происходит удаление или перемещение материала и образование углублений, ямок, оспин.
Основная причина питтинга - образование межкристаллических трещин в поверхностном слое металла в результате высоких переменных нагрузок и превращение этих трещин в питтинговые язвы вследствие расклинивающего действия смазочного материала. Присутствие в смазочном материале воды ускоряет начало образования питтинга.
Питтинг существенно возрастает в случае возникновения коррозионных повреждений. Поэтому в качестве противопиттинговых присадок чаще всего применяют многофункциональные присадки, одновременно улучшающие смазывающую способность и снижающие коррозию, либо сочетание присадок с такими свойствами.
Эти присадки не должны обладать повышенной реакционной способностью, особенно при пониженных температурах, так как это ведет к повышенному коррозионному износу.
В качестве присадок, предотвращающих питтинг, могут быть использованы соединения различного химического состава в зависимости от условий эксплуатации пар трения:
- производные имидазолина
- диалкилдитиофосфаты цинка (присадки А-22, ДФБ-100, ДФ-11);
- цинко-бариевая соль моноизобутилового эфира арилдитиофосфиновой кислоты (в трансмиссионных маслах для тракторов)
- хлорированные парафины [10].
3 Примеры присадок для смазочных материалов
Присадка ДФ-11к – раствор диалкилдитиофосфата цинка в нефтяном масле, полученного на основе 2-этилгексилового и изобутилового спиртов. Производитель – СООО «ЛЛК-НАФТАН» (ТУ 0257-005-00044434-99)