ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Противозадирные присадки из "Смазки и родственные продукты" Принцип действия. Смазочные материалы должны иметь высокую несущую способность, чтобы выдерживать большие нагрузки. Для придания этих свойств трансмиссионным маслам, особенно маслам для гипоидных передач (конические шестерни со спиральными зубьями), моторным маслам (для снижения износа пар кулачок—толкатель), гидравлическим и смазочно-охлаждающим жидкостям в них вводят противозадирные присадки. [c.214] Вязкостные характеристики масел в нормальных условиях не отражают их свойств в условиях режима граничной смазки, потому что отношение вязкость/давление зависит от природы масла, и вязкость в смазочном зазоре определяет прочность масляной пленки. Кроме того, в условиях высокой удельной нагрузки гидродинамический режим смазки на микроучастках фрикционного взаимодействия заменяется режимом смешанного трения (сочетанием сухого и жидкостного трения), что вызывает вспышки высоких температур на этих участках. В таких условиях нагретые микровыступы шероховатостей металлических поверхностей при соприкосновении свариваются. Продолжающееся взаимное перемещение поверхностей вызывает разрыв сварных мостиков , и при этом образуются частички металла — продукты износа. При резком подъеме температуры ( вспышках температуры) противозадирные присадки образуют на микроучастках фрикционного взаимодействия поверхности пар трения соединения с металлами. Эти соединения при обычных температурах представляют собой твердые вещества, но в условиях вспышек температур они являются смазывающими жидкостями, обеспечивающими скольжение контактирующих металлических поверхностей. Это предотвращает сваривание и, следовательно, неконтролируемый износ. Для сглаживания микровыступов металлических поверхностей путем химического шлифования могут быть использованы химические и абразивные эффекты. Аналогичный эффект достигается при использовании твердых смазочных покрытий (см. главу 7). Атомы фосфора, серы и хлора противозадирных присадок — основные агенты, которые в зависимости от своей реакционной способности вступают в реакции с металлами в условиях трения (температура, давление). Полярные вещества, действие которых основано только на адсорбции, значительно менее эффективны, но полярность молекул и адсорбция важны как предварительная стадия взаимодействия присадки с металлом. Ингибиторы коррозии могут отрицательно влиять на эффективность противозадирных присадок. [c.214] Разработка теории механизма действия противозадирных присадок и ее связь с процессами адсорбции, граничного трения, хемосорбции и др. описана в работе [9.126]. Методы испытаний противозадирных присадок описаны в работах [9.127, 9.128] и главе 10. [c.215] Сернистые соединения. Действие серы и сернистых соединений основано на образовании сульфидной пленки на поверхности металла, начиная с температуры 200 °С. Эта пленка содержит карбиды и оксиды железа и сульфаты железа (вследствие окисления). Она предотвращает прямой контакт между металлами трущихся поверхностей. Коэффициент трения стали составляет 0,78, а коэффициент трения РеЗ — 0,39. Благодаря относительно низкой температуре плавления сульфида железа по сравнению со сталью сульфидная пленка изнашивается постепенно, и сваривания не происходит [9.129]. [c.215] Толщина образуемой присадкой сульфидной пленки зависит от прочности связи серы в молекулах присадки. Она составляет 300—400 нм. С помощью радиоизотопа 3 показано, что сульфидная пленка непрерывно истирается и восстанавливается в процессе работы, но толщина пленки остается практически постоянной и составляет 0,9 мг 3/см [9.130]. [c.215] Свободная сера обеспечивает хорошие противозадирные свойства, но вызывает коррозию. Она растворяется в минеральных маслах до 1,5 % и намного лучше, чем органические соединения серы увеличивает несущую способность масла (ее используют преимущественно в смазочно-охлаждающих жидкостях) [9.131]. Обязательной особенностью сернистых соединений, эффективных в качестве противозадирных присадок, является слабая прочность связи серы в соединении, т. е. легкость ее отщепления. Дисульфиды, например дибензилдисульфид, бутилфенолдисуль-фид, дифенилдисульфид или тетраметилдибензилдисульфид, лишь умеренно улучшают противозадирные характеристики масел. Поэтому их применяют преимущественно в сочетании с другими хлор- или фосфорсодержащими противозадирными присадками. [c.215] Прямым осернением олефиновых соединений, ненасыщенных кислот и их эфиров (каталитически полученными с помощью аминов) при температуре выше 150 °С получают реакционные смеси, которые характеризуются наличием межмолекулярных и внутримолекулярных полисульфид ных мостиков, состоящих из различного числа атомов серы. При введении хлоридов серы образуются димерные р-хлорполисульфиды. Реакционноспособные атомы хлора этих соединений могут снова вступать в реакцию со щелочными сульфидами в спиртовом растворе с образованием меж- или внутримолекулярных сульфидных мостиков. Эти продукты имеют очень сложный состав. Ароматические углеводороды (бензол, алкилбензол) образуют диарилсульфиды или дисульфиды с хлоридами серы по Фриделю—Крафтсу. [c.216] Соединения хлора. Механизм противозадирного действия хлорсодержащих соединений основан на образовании пленки металл-хлорида на локальных микроучастках поверхностей трения в условиях высоких удельных нагрузок, особенно в присутствии следов влаги. РеС1а плавится при температуре 672 °С и имеет меньшее сопротивление к сдвигу, чем сталь. [c.216] Хлорированные парафины, например трихлорцетан, представляют собой важную группу противозадирных присадок они значительно увеличивают так называемую нагрузку заедания при испытании на шестеренном стенде FZG в зависимости от концентрации присадок, (рис. 100 и 101). Длина цепи практически никакого влияния на противозадирную эффективность не оказывает [9.131]. Результаты испытаний на четырехшариковой машине трения показывают, что несущая способность масла повышается с повышением степени хлорирования парафинов [9.132] (рис. 102) . [c.217] В практических условиях применяют хлорированные парафины, содержащие 40—70 % (масс.) хлора, но они чувствительны к свету и влаге и легко могут выделять хлорид водорода [9.133]. Такие соединения, как феноксипропиленоксид, амины или щелочные сульфонаты нейтрализуют хлорид водорода и, следовательно, выполняют функцию стабилизаторов. [c.217] Хлорированные ароматические углеводороды уступают хлорированным алифатическим углеводородам по противозадирным свойствам из-за высокой стабильности (см. рис. 100). Алкилароматические углеводороды с хлорированными боковыми цепями намного эффективнее повышают несущую способность, чем соединения, хлорированные в кольце. Противозадирная эффективность возрастает с ростом числа атомов углерода в боковой цепи. Поэтому хлорированные алкилфенолы, хлорнитробензолы и хлор-нитрофенолы являются хорошими противозадирными присадками. В качестве противозадирных присадок также запатентованы поливинилхлорид (с молекулярной массой 300—500), хлорированные жирные кислоты и эфиры, хлорированные терпены и амины. [c.218] В качестве противозадирных присадок также предложены маслорастворимые хлориды в сочетании с сернистыми соединениями (например, сложными тиоэфирами или тиоамидами) и маслорастворимые тиофосфаты металлов в сочетании с хлорированными парафинами. [c.220] Наряду с цинковыми солями применяют соли сурьмы, молибдена и свинца. Диалкилдитиофосфаты цинка образуют на поверхности металла по меньшей мере два слоя слой тиофосфата и слой сульфида железа (П). Вторичный бутилдитиофосфат образует прерывистые слои ( островные ), тогда как н-бутиловые соединения образуют сплошные слои [9.142]. [c.220] Соединения, содержащие С1 и Р. К этому классу противозадирных присадок относят хлорированный триолеилфосфат, продукты конденсации хлорированных природных жиров с солями щелочных металлов диэфиров дитиофосфорной кислоты и продукты реакции гликолей с РС1з. [c.221] Вернуться к основной статье