Технология

Применяемые технологии

 Наносмазочный комплекс "Diamond" состоит из:

  • Неабразивных наноалмазов округлой формы (размер частиц 4-6 нм) чистоты не менее 98%.
  • Структурированного наноуглерода сферической формы с размером частиц 3-6 нм, не менее 99,5% чистоты.
  • Полусинтетического масла Лукойл-Люкс SAE 10SW40 API SL\SF

Основу твердости образовавшегося покрытия составляют специальным образом подготовленные наноалмазы  и структурированный наноуглерод. Наноалмазы внедряются в кристаллическую решетку металла, становятся частью поверхности детали, образуют сверхтвердый слой, обладающий высочайшими износостойкими характеристиками и не вымываются при сменах масла. Так как алмаз является самым твердым минералом, то и покрытие имеет высокую износостойкость. Органические связи в момент расширения или сжатия металла, играют роль демпфера (амортизатора), благодаря чему покрытие достаточно эластичное и не разрушается при тепловом расширении металла, даже при экстремальных перегрузках. Одновременно с огромной прочностью покрытие обладает еще и сверхнизким коэффициентом трения. Если коэффициент трения металла по металлу в масле равен 0,15 - 0,17, то у рассматриваемого защитно-восстановительного покрытия он равен 0,03 - 0,07, что в 3 - 5 раз меньше. Энергия, которая ранее тратилась на преодоление трения, высвобождается и начинает совершать полезную работу, что приводит к увеличению мощности, снижению расхода топлива и целому ряду других преимуществ.
На сегодняшний день автотраспортный парк и производственное оборудование предприятий сильно изношены, а многие механизмы превысили свой ресурс в два и более раза. Финансовые же возможности предприятий не позволяют проведение его обновления в короткий срок. Все более актуальными  становятся задачи снижения энергопотребления.Таким образом, повышение межремонтного ресурса машин и механизмов,  снижение расхода горюче-смазочных материалов и энергоносителей являются одними из важнейших задач настоящего времени.Одним из способов решения этих задач является повышение качества смазочных материалов путем введения в базовые смазочные материалы различного рода добавок - присадок и напол­нителей.В жестких условиях эксплуатации, характерных для большей части современных машин, наличия маслорастворимых присадок в смазочных материалах, как жидких, так и пластичных, часто недостаточно для образования и сохранения прочного и устойчивого граничного слоя, который в течение длительного времени надежно исключал бы металличе­ский контакт между поверхностями трибосопряжений.Достаточно универсальным, высокоэффективным и экономичным способом улучше­ния работы узлов трения (трибосопряжений), практически при всех условиях эксплуатации машин, в том числе тяжелонагруженных и энергонапряженных, является применение в смазочных материалах высокодис­персных твердых добавок (наполнителей).Такие добавки многофункциональны, поэтому их все шире применяют для улучше­ния антифрикционных, противоизносных, противозадирных и некоторых других свойств масел. По сравнению с присадками их отрицательное влияние на физико-химические свойства масел минимально.Преимущества высокодисперсных наполнителей сохраняются как при низких, так и при высоких температурах. Неоспоримое их достоинство — положительное воздействие на состояние поверхностей трения, граничного и смазочного слоев. Для улучшения качества смазочных материалов и работы трибосопряжений обычно применяют одну высокодисперсную добавку, реже — двух видов. Но и в этих случаях удается заметно сократить, а иногда и отказаться от применения многих маслорастворимых присадок.Наибольшее распространение в качестве твердых добавок получили слоистые наполни­тели кристаллической структуры: графит, дисульфид молибдена, нитрид бора. Реже приме­няют слюду, сажу, некоторые высокодисперсные порошки металлов, их оксидов и солей — сульфидов, селенидов, иодидов и некоторых других соединений с частицами размером 1— 20 мкм. В ряде случаев наполнители имеют атомарное строение (высокодисперсные порошки металлов) или аморфную структуру (силикаты и полимеры).Новые возможности в создании смазочных материалов с улучшенными свойствами открывает применения наноалмазов с частицами размером 4—6 нм и удельной поверхностью до 450 м²/г.Наноалмазы, обладая комплексом уникальных свойств, отличающих их от известных наполнителей, лучше всего подходят для решения этих задач. Они имеет сверхмалые размеры (4–6 нм), форму, близкую к сферической, и  обладают очень большой удельной поверхностью (до 450 м²/ г) и высокой поверхностной энергией.Частицы наноалмазов имеют сложную структуру: ядро из классического кубического алмаза и углеродную оболочку вокруг ядра. Эта оболочка, состоящая из sp²- гибридизированных атомов углерода, неоднородна по степени упорядоченности структурных фрагментов. Поверхностный слой, включающий  атомы углерода, насыщен широким спектром разнообразных функциональных групп. При этом неалмазные компоненты наноалмазов являются не примесями, а органическими составляющими продукта, в значительной степени определяющими комплекс его специфических свойств.Сверхмалые размеры наноалмазов приводят к тому, что роль межфазных взаимодействий чрезвычайно возрастает. Наличие на поверхности высокополярных и реакционноспособных групп, сосредоточенных в малом объеме, определяет высокую активность воздействия частиц на окружающую среду.Таким образом, наноалмазы, в отличие от обычных мелкодисперсных порошков- наполнителей являются не наполнителем, а структурообразующим материалом.В присутствии наноалмаза существен­но изменяются и свойства смазочной пленки и характер взаимодействия поверхностей трения. В зависимости от назначения, концентрации и степени диспергирования конгломератов чис­ло частиц наноалмаза со сред­ним размером 5 нм в 1 см³ объема смазочного материала (СМ) может достигать: ~1,5∙10¹³ для 1%-ной суспензии. Для сравнения: при 1%-ной кон­центрации графита или дисульфида мо­либдена с частицами размером 0,5—1,5 мкм число последних в 1 см³ объема смазочного материала составляет ~1,9∙104. В зазоре 10 мкм число частиц наноалмаза на площади тре­ния в 1 см2 может составлять от ~1,5∙10'° (для 1%-ной суспензии).Для такого зазора общая площадь проекции частиц на поверхность тре­ния в 1см² составляет ~3см², меж­фазная поверхность в подобной дисперсной системе ~ 1,2 м² на 1 см³ объема СМ.Такое число малых частиц в зоне трибосопряжения более надежно разделяет поверхности трения: практически исчезают адгезионные явления, и увеличивается прочность смазочной пленки, резко уменьшается коэффициент трения.Наноалмазы улучшают физико-механические свойства гидродинамических пленок масел, в структуре которых они находятся, благодаря двум основополагающим свойствам – малому размеру (высокой удельной поверхности и степени дисперсности в среде)  и высокой поверхностной энергии.Кроме того, наличие большого числа малых частиц наноалмаза и соизмеримых с ними частиц структурированного наноуглерода приводит к  упрочнению поверхностного слоя, заполнению микровпадин рельефа, образованию замкнутых жидкокристаллических образований, что также увеличивает несущую способность сопряжений.Анализ подобных систем показы­вает возможность более активного уп­равления качеством работы таких трибосопряжений. Представляется возмож­ным изменять концентрацию малых частиц, соотношение структурированного наноуглерода  и наноалмаза предельной твердости, вязкость смазочных жидко­стей, а также использовать пленкообразующие активные вещества. В результате можно решать весь спектр задач, связанных с минимизацией тре­ния и износа в сопряжениях деталях машин и систем. Кроме того, наноалмаз представляет собой мощный радикал-донор, способный гасить интенсивные процессы окисления масла, поэтому срок службы смазочных материалов с наноалмазами значительно повышается, например, внесением наноалмазов в моторное масло срок его службы в двигателе можно продлить в 2-3 раза.Наибольший эффект от применения алмазсодержащих трибосоставов, получаемого в режиме наи­более экономичного и высокопроизво­дительного накопления, может быть достигнут в материалах и продукции, используемых в основных отраслях мас­сового производства в машинострое­нии, при эксплуатации производствен­ного и технологического оборудования, в автотранспортной, сельскохозяй­ственной, горнодобывающей  и другой технике, в том числе при эк­стремальных условиях - пониженных и повышенных температурах, увеличен­ных силовых и скоростных нагрузках.Разработанные трибосоставы достаточно эффективны в моторных маслах для двигателей внутреннего сгорания. НСК “Diamond” заметно улуч­шает антифрикционные, противоизносные и противозадирные свойства моторного масла, не снижая их термоокислительную стабильность и не повышая коррозионную агрессивность по отно­шению к цветным металлам и сплавам. Масла с такой добавкой рекомендуются как для всех режи­мов обкатки, приработки так и эксплуа­тации новых, изношенных и отре­монтированных двигателей внутреннего сгорания.Применение НСК “Diamond” в широко используемых ин­дустриальных и трансмиссионных мас­лах, работающих в широком диапазо­не нагрузок, скоростей и температур, обеспечивает улучшение не только сма­зочных свойств этих масел, но и каче­ство поверхностей трения благодаря их постоянной приработке и упрочнению.Значительно сокращается примене­ние серо-, хлор-, фосфор- и фторсодержащих компонентов. Результаты лабора­торных и производственных испытаний показали, что масла с наноалмазом значительно умень­шают коэффициент трения, износ поверхностей трения, улучшают плавность перемещения узлов, снижают шум передач.Мировая практика защиты трущихся поверхностей ингибированием процессов изнашивания, протекающих при фрикционном взаимодействии последних, включает обширнейшую номенклатуру присадок, призванных охватить весь спектр эксплуатационных режимов защищаемых узлов трения. Однако, действие используемых «составов», в большинстве случаев сводится к процессам металлоплакирования, в основе которых лежат электрохимические механизмы (разработки 70-80-х гг.). Их протекание отрицательно сказывается на эволюционировании трибосистем. Современные требования, предъявляемые к узлам трения, заключаются в переходе к практическому внедрению новейших знаний, полученных в области теории избирательного переноса, координационной трибохимии, химмотологии – методах, основанных на синергетических эффектах (взаимного влияния) используемых активных агентов и защищаемых материалов; процессах, протекающих в открытых термодинамических системах; рассмотрении последних, как самостоятельно развивающихся эволюционных систем. Следствием подобного комплексного подхода к проблеме защиты элементов машин и механизмов от износа – стала разработка состава, обладающего уникальными свойствами, выделяющими его из омута функционально близкого класса «современных» присадок. Действие состава заключается в способности его активных компонентов, в следствии трибохимических реакций, образовывать на поверхностях трения особые ячеистые структуры (удерживающие смазочный материал); которые под действием тепла трения, нагрузочно – скоростного фактора – образуют совершенно особую модификацию, обеспечивающую анизотропию механических свойств формирующейся поверхности (слоя третьего тела), с сохранением основного принципа антифрикционности – положительного градиента механических свойств.Считается, что хорошее масло надёжно защищает узлы и агрегаты автомобиля от износа. Это не совсем неверно. От качества масла многое зависит, но ни одно масло не способно полностью предотвратить износ. Ведь любое масло в агрегате работает, прежде всего, как охлаждающая жидкость, так как попросту не обладает достаточной вязкостью, для того чтобы служить полноценной смазкой. Толщина масляной пленки, создаваемая любым моторным или трансмиссионным маслом, недостаточна, чтобы вывести из контакта трущиеся поверхности. Чтобы масло выполняло роль смазки (т.е. создавало достаточную толщину масляной пленки), оно должно иметь вязкость 10 000 сантистокс, а вязкость большинства моторных и трансмиссионных масел не превышает 100 сантистокс, то есть в 100 раз меньше! Масло также не способно предотвратить химический (водородный) износ, оно лишь способствует этому процессу, являясь носителем атомарного водорода. Именно поэтому проблему защиты от износа невозможно полностью решить только с помощью масла, даже очень качественного.Одновременно происходит полирование трущихся поверхностей деталей автодвигателя выше на 2-3 класса шероховатости, что приводит к резкому уменьшению внутреннего сопротивления двигателя (снижения шумности).При ревизии двигателя автомобиля ВАЗ-2110 2003 г.в., после общего пробега 95 т. км, из них 12 т. км с добавлением в моторное масло НСК “Diamond”, детали (коленчатый вал, распределительный вал, вкладыши, блоки цилиндров и др.) имели чистую рабочую поверхность, без нагара и царапин, с чистотой поверхности на 2-3 класса шероховатости выше, чем у новых деталей. Снижение внутреннего сопротивления деталей двигателя и действие компонентов НСК “Diamond” (наноалмазов и стуктурированного наноуглерода) позволяет уменьшить коэффициент трения в 3-5 раз (до 0,03-0,07), что приводит к повышению мощности двигателя на 10-15% и снижению расхода топлива и масла на 7-10%.Применение НСК “Diamond” реально увеличивает моторесурс двигателей внутреннего сгорания, работающих на бензине, дизельном топливе или газе, вследствие упрочнения поверхностного слоя деталей и резкого (в 3-5 раз) уменьшения коэффициента трения. Применение стуктурированного наноуглерода в комплексе с наноалмазами позволяет не только уменьшить коэффициент трение, но и решить проблему запуска двигателя зимой при -25 -35 C, за счет снижение вязкости моторных масел при низких температурах вследствие снижение порога стеклования (загустения) дисперснонаполненной среды на 5-10 С, поэтому полусинтетические и минеральные масла с добавлением НСК “Diamond” работают в зимний период не хуже, чем дорогие синтетические масла.