DE1288220B

DE1288220B - Gewindeschmiermittel

Info

Publication number: DE1288220B
Application number: DEA42916A
Authority: DE
Inventors: Peace James Brian
Original assignee: Acheson Industries Inc
Current assignee: Acheson Industries Inc
Priority date: 1962-04-19
Filing date: 1963-04-18
Publication date: 1969-01-30
Also published as: GB1033735A

Description

Die Verwendung der einzelnen Verbindungen als Schmiermittelzusätze ist bereits bekannt. Aus der USA.-Patentschrift 2 736 700 ist aber auch die Kombination solcher Verbindungen als Trockenschmiermittel, nicht dagegen in Mischung mit einem Mineralöl bekannt.

Es wurde nun gefunden, daß eine Schmiermittelpaste, bestehend aus einem Mineralöl, MoS₂, Graphit, Bornitrid, Talk, oder Kupferpulver und gegebenenfalls einem Lösungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich noch Cadmiumoxyd, Bleioxyd, Bleisulfid, Indiumoxyd, Zinkoxyd, Strontiumoxyd, Kupferoxyd, Silbersulfat oder Natriumsulfat enthält, ausgezeichnete Eigenschaften als getriebe- und abriebverhindernde Schmiermittel aufweist. . is

Auf der einen Seite werden Molybdändisulfid, Bornitrid, Talk, Kupferpulver oder bevorzugt Graphit verwendet. Der Graphit kann Naturgraphit oder Elektrographit sein, der vorzugsweise eine Oberfläche von. 1 bis 500 m², insbesondere 10 bis 150 m\ pro ao Gramm aufweist.

Auf der anderen Seite werden bevorzugt Cadmiumoxyd oder Bleioxyd, Bleisulfid, Indiumoxyd, Zinkoxyd, Strontiumoxyd, Kupfer(I)-oxyd, Silbersulfat oder Natriumsulfat verwendet. Diese Substanzen sollten vorzugsweise eine geringe Teilchengröße aufweisen, wobei eine durchschnittliche Teilchengröße von nicht mehr als 10 μ bevorzugt wird. Im Fall von Cadmium- ; oxyd beispielsweise ist ein Material mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,5 bis 2 μ besonders 30-brauchbar.

- Als,. Mineralöl wird_ein Kohlenwasserstofföl..von hohem Siedepunkt, z. B. auch ein Wachs, verwendet, wodurch die Paste, nachdem sie der Atmosphäre ---'■' ausgesetzt ist, plastisch bleibt. Gegebenenfalls können auch niedrigsiedende Lösungsmittel, z. B. Lackbenzin, Solventnaphtha, Toluol und Xylol, zugesetzt werden.

Die erfindungsgemäße Paste kann auch noch andere übliche Schmierölzusätze, z. B. ein Dispersionsmittel, Füllstoffe und/oder Verdickungsmittel, Hochdruck-Schmiermittel enthalten.

.B.ei spiel 1 Gewindeschmiermittel

45

100 g Graphit (Oberfläche = 100 m²/g), 71 g Cadmiumoxyd (Teilchengröße zwischen- 0^5 und"-2,0 μ-'-5ο^: Durchmesser), 10,4 g amorphe Kieselsäure (Oberfläche= etwa 175m²/g), 3,4 g eines Materials aus 50 bis 54 Gewichtsprpzent__des Natriumsalzes ypn_ Petroleumsulfonat mit einem Molekulargewicht von 450,5 Gewichtsprozent" Wasser, .0,5 Gewichtsprozent.55: anorganischen Feststoffen, Rest Mineralöle und 35 g Bleipulver (Teilchengröße 0,05 mm) wurden in eine Mischvorrichtung gegeben und 88 g Kohlenwasserstofföl (Lösungsmittelneutralöl 500) zusammen mit so viel Lackbenzin zugesetzt, daß sich eine geeignete Paste ergibt. Dann wird 4 Stunden lang mastifiziert. Anschließend wird im Mischer mit so viel Lackbenzin verdünnt, daß sich ein Produkt von geeigneter Konsistenz für das Mischen in einem hochtourigen Mischer ergibt. Dann wird das Material in einen hochtourigen Mischer übergeführt und 2 Stunden geschlagen. Im Mischer wird dann mit Lackbenzin auf 50% Feststoffgehalt verdünnt.

Beispiel 2

"Äbriebverhindernäes Schmiermittel
(Hochdruckschmiermittel)

Die Rezeptur dieser Zusammensetzung ist genau wie im Beispiel 1, jedoch unter Zugabe von 22 g chloriertem Wachs. Es wird so viel Lackbenzin bei der endgültigen Verdünnung im Mischer verwendet, daß sich eine geeignete Konsistenz für das Aufpinseln ergibt, und nach dem Schlagen im Mischer wird wieder Lackbenzin zugesetzt, um eine Zusammensetzung geeigneter Konsistenz zu ergeben.

Beispiel 3

Eine Zusammensetzung wird nach der gleichen Rezeptur wie im Beispiel 1 zusammengestellt, mit der Ausnahme, daß Cadmiumoxyd weggelassen wird und 97 g Bleioxyd (PbO) von einer Teilchengröße zwischen 0,5 und 2,0 μ Durchmesser an dessen Stelle eingebracht werden.

Beispiel 4

Eine- Zusammensetzung wird nach der gleichen Rezeptur wie im Beispiel 1 zusammengestellt, mit der Ausnahme, daß Cadmiumoxyd weggelassen wird und 28 g Natriumsulfat yon einer Teilchengröße zwischen 0,5 und 2,0 μ Durehmesser an dessen Stelle eingebracht werden.

B ei spiel 5

Eine.Zusammensetzung wird nach der Rezeptur des „Beispiels 1 zusammengestellt, mit den Ausnahme, daß Cadmiumoxyd weggelassen wird und 20 g Bleisulfid von einer Teilchengröße^: zwischen 0,5 uü'd 2,0 μ Durchmesser an dessen Stelle eingebracht werden.

B ei spiel 7

Eine Zusammensetzung wird nach der Rezeptur des Beispiels 1 zusammengestellt, mit der Ausnahme, daß Graphit weggelassen wird und ,20 g teilchenförmiges Molybdändisulfid mit einer Oberfläche von 10 bis _:30 m²/g an dessen Stelle eingebracht werden.

Versuchsbericht

. Der überraschende technische Fortschritt ist aus nachfolgenden Vergleichsbeispielen ersichtlich.
"■- Die nachstehenden Schmiermittelpasten wurden wie folgt hergestellt:

* "■ Zusammensetzung 1
a) Lediglich auf Graphit beruhend

lOOj Elektrographit (Oberfläche.. IiL bis. 20 m²/g), iÖO g Kohlenwasserstofföl (500 solvent neutral oil), 50 g.-.Schmierfettbäse, bestehend aus 10% feinverteiitem Siliciumdioxyd in einem Kohlenwasserstofföl (150 solvent neutral oil)..

Die Bestandteile werden in eine Mischvorrichtung gebracht und 30 Minuten lang innig vermischt.

b) Auf Graphit und Cadmiumoxyd beruhend

68 g Elektrographit (Oberfläche 10 bis 20 m²/g), 119 g Cadmiumoxyd (Teilchendurchmesser zwischen 0,5 und 2,0 μ),

110 g Kohlenwasserstofföl (500 solvent neutral oil), 50 g Schmierfettbase, bestehend aus 10% ^Iei&- verteiltem Siliciumdioxyd in einem Kohlenwasserstofföl (150 solvent neutral oil).

Zusammensetzung; 2 . . .
a) Lediglich auf Graphit beruhend '

100 g Elektrographit (Oberfläche 10 bis 20 m²/g), 150 g Testbenzin.

Der Graphit wurde in einen Mischer eingespeist und eine zur Bildung einer steifen Paste ausreichende Menge Testbenzin hinzugegeben. Nach 15minütigem Rühren wurde das restliche Testbenzin hinzugegeben.

b) Auf Graphit und Cadmiumoxyd beruhend

68 g Elektrographit (Oberfläche 10 bis 20m²/g), 119 g Cadmiumoxyd (Teilchendurchmesser zwischen

0,5 und 2,0 μ),
200 g Testbenzin.

Der Graphit und das Cadmiumoxyd wurden in ao einen Mischer eingespeist und eine zur Bildung einer steifen Paste ausreichende Menge Testbenzin hinzugegeben. Nach 15minütigem Rühren wurde das restliche Testbenzin hinzugegeben.

c) Lediglich auf Cadmiumoxyd beruhend

119 g Cadmiumoxyd (Teilchendurchmesser zwischen

0,5 und 2,0 μ),
200 g Testbenzin.

Die Herstellung erfolgt, wie in Zusammensetzung 2, b) beschrieben.

Zusammensetzung 3
a) Lediglich auf Graphit beruhend

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120 g Elektrographit (Oberfläche 100 m²/g),
10,4 g amorphes Siliciumdioxyd (Oberfläche annähernd 175 m^a/g),

3,4 g Gemisch A (ein Material aus 50 bis 54 Gewichtsprozent des Natriumsalzes von Petroleumsulf onat mit einem Molekulargewicht von 450,5 Gewichtsprozent Wasser, 0,5 Gewichtsprozent anorganischen Feststoffen, Rest Mineralöl). Die vorgenannten Materialien wurden in eine Mischvorrichtung gegeben und 40 Gewichtsprozent reines Paraffinöl wurde zusammen mit einer zur Bildung einer steifen Mischpaste ausreichenden Menge Testbenzin hinzugegeben. Nach 4stündigem Mischen wurde ausreichend Testbenzin hinzugegeben, um im Endprodukt einen Feststoffgehalt von 50°/₀ zu erhalten.

55

b) Auf Graphit und Cadmiumoxyd beruhend

100 g Elektrographit (Oberfläche 100 m^a/g),
71 g Cadmiumoxyd (Teilchendurchmesser zwischen 0,5 und 2,0 μ),

10,4 g amorphes Siliciumdioxyd (Oberfläche annähernd 175 m²/g), 3,4 g Gemisch A.

Die vorgenannten Materialien wurden in eine Mischvorrichtung gegeben, und 40 Gewichtsprozent reines Paraffinöl wurden zusammen mit einer zur Bildung einer steifen Mischpaste ausreichenden Menge Testbenzin hinzugegeben. Nach 4stündigem Mischen wurde ausreichend Testbenzin hinzugegeben, um einen Endfeststoffgehalt von 50% zu erhalten.

c) Lediglich auf Graphit beruhend

120 g Elektrographit (Oberfläche; 10 bis 20m²/g), 10,4 g amorphes Siliciumdioxyd (Oberfläche, annähernd 175 m²/g), " .-·_.-;
3,4 g Gemisch A. .

Die Herstellung erfolgt, wie in Zusammensetzung 3, a) beschrieben.

d) Auf Graphit und Cadmiumoxyd beruhend

100 g Elektrographit (Oberfläche 10 bis 20m²/g), 71 g Cadmiumoxyd (Teilchendurchmesser zwischen 0,5 und 2,0 μ),

Die Herstellung erfolgt, wie in Zusammensetzung 3, b) beschrieben.

Untersuchungsverfahren

12,7 · 50,8 mm lange »R« Qualität Whitworth und BSF Sechskantkopfbolzen und Sechskantschrauben werden zu den Untersuchungen bei 400⁰C verwendet. Untersuchungen bei 550⁰C (W hitworth) werden unter Verwendung von Materialien ähnlicher Dimensionen aus einer gesetzlich geschützten Stahllegierung durchgeführt. Die Bolzen werden durch Löcher in eine 12,7 mm dicke Stahlplatte eingeführt, und das zu untersuchende Schmiermittel wird auf die offenliegenden Gewindegänge geschmiert. Unterlagscheiben werden auf beiden Seiten mit Schmiermittel behandelt und über die Bolzen gelegt. Die Schrauben werden mit der Hand eingedreht und schließlich mit einem Drehmomentschlüssel auf 50ft/lbs (33,6 m/kg) angezogen, wobei mindestens zwei komplette Gewindegänge oberhalb des Bolzens offengelegt bleiben. Die Untersuchungen werden 100 Stunden bei erhöhten Temperaturen mit freiem überschüssigem Sauerstoff durchgeführt. Das zur Lösung erforderliche Drehmoment wird gemessen, nachdem das Gefüge auf Raumtemperatur abgekühlt ist. Mindestens zweimalige Untersuchungen werden durchgeführt, wobei die nachstehend angegebenen Ergebnisse Mittelwerte darstellen.

Ergebnisse (die angegebenen Zahlen zeigen Mittelwerte des Lösedrehmoments):

1. Whitworth 400⁰C:

Zusammensetzung 1, a) 31,6 m/kg

Zusammensetzung 1, b) 28,5 m/kg

Zusammensetzung 2, a) 30,2 m/kg

Zusammensetzung 2, b) 27,5 m/kg

Zusammensetzung 2, c) 42,0 m/kg

2. BSF 400°C:

Zusammensetzung 1, a) 40,3 m/kg

Zusammensetzung 1, b) 38,6 m/kg

3. Whitworth 55O⁰C:

Zusammensetzung 3, a) 42,0 m/kg

Zusammensetzung 3, b) 40,3 m/kg

Zusammensetzung 3, c) 40,3 m/kg

Zusammensetzung 3, d) 33,6 m/kg

Claims

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Patentanspruch: : mittel,dadurch geke;nnzeichn^t, daß

sie zusätzlich -noch Cadüuümoxyd, Bleioxyd^

Schmiermittelpaste, bestehend aus einem Mine- Bleisulfid, Indiumoxyd, Zinkoxyd, Strontiumoxyd,

ralöT und MoS₂, Graphit, Bornitrid, Talk oder Kupferoxyd, ,Silbersulfat oder Natriumsulfat ent-

Kupferpulver und gegebenenfalls einem Lösungs- 15 hält.