Основы применения защитно-восстановительного комплекса ЗВК «Реагент 3000» для повышения эксплуатационных и технических показателей машин и механизмов

Выпускаемые в России и за рубежом масла и смазки не удовлетворяют требованиям к современной технике при её эксплуатации. Это происходит несмотря на то, что в базовые масла вводятся значительные количества разнообразных стандартных присадок (антиоксиданты, антикоррозионные, антизадирные, пеногасители, ПАВ и др.). В маслах и смазках не обеспечивается компенсация дисперсионно-упрочняющих систем, диффундирующих с поверхности пар трения в глубину тела и контртела, а также любое масло на 90% выполняет роль теплоотвода в работающих механизмах.

ЗВК «Реагент 3000» имеет принципиально иной механизм защиты поверхностей трения, масел и смазок. ЗВК «Реагент 3000» – донор и гомогенно-гетерогенный катализатор, обеспечивающий модифицирование тела и контртела, снижающий диффузионные процессы и подпитывающий из масла и смазки поверхности трения дисперсионно-упрочняющими системами. Кроме этого, обеспечивается лигирование поверхностного и подповерхностного слоёв пластичными металлами (Nb, Co, Ni, Ta и др.). Упрочняющие системы – это MeX (где: Me = Zr,Hf; a X = C,N,O).

ЗВК «Реагент 3000» – это сложная композиция, состоящая из компонентов, переработанных биологическим и гидротермальным способом гомогенно-гетерогенных катализаторов: природных минералов, искусственных систем (металлокоферментов и холоферментов), лиганд и дисперсионно-упрочняющих систем.

Состав изготавливается по основе 10 патентов и четырёх «Ноу-Хау». С 1976 по 1982 гг. технология была использована при ремонтах и эксплуатации машин и механизмов в военнопромышленном комплексе Тихоокеанского флота при уведомлении В.П. Долгова и нач. тех. упр., контрадмирала Леонтьева.

ЗВК «Реагент 3000» может быть использован в любых базовых маслах минеральной и синтетической основы.

Общеизвестно, что масла (углеводородные и синтетические) и смазки (загуститель – металлические мыла) преимущественно предназначены для охлаждения поверхностей трения, отвода продуктов износа и формирования комплексов на базе разрушаемой металлической основы (поверхностей трения), углеводородов и кислорода. Из продуктов деструкции масел и смазок на металлической поверхности формируются лаки – следствие глубокого окисления. При использовании ЗВК «Реагент 3000» из продуктов деструкции формируются комплексы, органо-металло-керамическое (защитно-восстановительное) покрытие, при этом обеспечивается утилизация атомарного водорода (это продукт деструкции масел и смазок, а также результат термоциклирования фазового перехода мартенсита γ-фазы в феррит α-фазу).

Таким образом формируется защитно-восстановительное покрытие, представляющее собой жидкий монокристалл, выращенный на кристаллической решётке контактирующих поверхностей, содержащий в качестве исходных продуктов компоненты:

1. Кластеры химического и ядерного происхождения (соединения с различными энергетическими взаимодействиями от сил Ван Дер Ваальса до кварк-глюонных фазовых переходов квант-поля):

• гидрофобные – комплексоны типа металлокоферментов и холоферментов (биокатализаторы) – это органометаллокерамика;
• гидрофильные – керамические (иглы и фибриллы) соединения, включающие в определённых соотношениях природные минералы следующих классификаций:
• «состаренные», включающие в качестве лиганд связанную воду;
• «слабо состаренные», включающие в качестве лиганд гидроксильную группу –ОН;
• «обычные», включающие дисперсионно-упрочняющие системы МеХ (где, Me – Zr и/или Hf; X – C и/или N,B,O), ультрадисперсные алмазы (УДА) и фуллериды;
• «двойники» – УДА, фуллериды и система МеХ, снабжённые лигандами с кремниевым окончанием.

2. Клатраты химического и ядерного происхождения (соединения «хозяин»-«гость»: считается, что энергетически они не связаны друг с другом: в химическом соединении «хозяин» защищает «гостя» от среды, а в ядерном соединении «хозяин» растворяет «гостя» и сам может взорваться).

3. Катализаторы: металлы, металлы с лигандами и биокатализаторы (металлокоферменты и холоферменты) как гомогенные и гетерогенные, а также гомогенно-гетерогенные.

4. Лиганды: антиоксиданты, стабилизаторы, комплексообразователи, спирты, кислоты и др. ингредиенты.

ЗВК «Реагент 3000» в целом представляет собой смесь из двух основных противоположных разновидностей:

• антифрикционные, снижающие коэффициент трения;
• фрикционные, обеспечивающие сцепление поверхностей трения (деформационная составляющая коэффициента трения) при снижении молекулярной составляющей коэффициента трения. Это важно в автоматических коробках передач, когда требуется уменьшение гидравлических потерь трения при обеспечении сцепления на фрикционах.

При формировании рецептов из компонентов должно учитываться следующее: материал пары трения, среда, температура, скорость, форма движения. Попав на поверхность трения машин и механизмов, ЗВК «Реагент 3000» взаимодействует: с частицами износа пары трения – модифицирует и легирует их, насыщая ингредиентами и инициируя сорбционные, хемосорбционные и химические процессы окислительно-восстановительного процесса и синтеза, при лёгком окислительном процессе.

Если условно разделить протекающие химико-физико-ядерные процессы, то можно представить себе картину следующим образом:

1. За счёт высокой твёрдости фрикционных систем (дисперсионно-упрочняющих систем) на поверхностях трения обеспечивается суперфинишная подготовка, и при наличии эффекта термоциклирования – следствия эффекта микроканавок – обеспечивается переструктурирование с формированием ЛКС с насыщением доноров МеХ, УДА и фуллеридами. При термоциклировании обеспечивается выделение значительного количества растворённого в металле атомарного водорода и, за счёт катализаторов и ингредиентов, его утилизация происходит в виде синтеза СО2+Н- > углеводороды, спирты и т. д. Эти процессы связаны с тем, что, например, в хромсодержащих сплавах на основе Fe и Ni в местах локального контакта в микрообъёмах развивается температура до 900° С, причём при скорости охлаждения (10-4-10-5 сек.) обеспечивается легирование кислородом сплава (ЛКС). Размеры этих кластеров – примерно 10 нм, с энергией ковалентной химической связи прочностью 60…65 HRCэ.

2. За счёт высокой системы – пластичная система, формирующая матрицу, а также обеспечивает лигандирование. Ингредиенты и катализаторы способствуют протеканию сорбционных, хемосорбционных и химических процессов в требуемом эксплуатационной необходимостью режиме.

Толщина защитного слоя зависит от формы движения пары трения, материала поверхностей трения, температуры, давления, среды, скорости и шероховатости, а также от наличия собственных дисперсионно-упрочняющих систем.

Рецептом обеспечивается толщина, прочность, фрикционность и антифрикционность покрытия. Формируемое покрытие обладает тиксотропностью, за счёт эффекта сверхтекучести, что обеспечивает явление саморегулирования, предотвращая излишнее наращивание, приводящее к заклиниванию узлов трения.

Сформированное защитно-восстановительное покрытие обладает следующими свойствами:

1. Близкие коэффициенты местного расширения покрытия и металлической подложки пары трения, что предотвращает скалывание;

2. Микротвердость дисперсионно-упрочняющих систем МеХ 63…70 HRCэ, а УДА и фуллеридов до 10 единиц, по Моосу;

3. Антифрикционная система имеет аномально низкий коэффициент трения – примерно 0,003…0,007 – и используется в качестве снижения молекулярной составляющей коэффициента трения;

4. Фрикционная система имеет коэффициент трения 0,3, что обеспечивает возможность при снижении молекулярной составляющей коэффициента трения масла повышать деформационную составляющую коэффициента трения, тем самым позволяя использовать состав в автоматических коробках передач;

5. Температура разрушения дисперсионно-упрочняющих систем МеХ – до 1500° С, что позволяет использовать их в атомных энергетических установках в космосе (СОИ), где вследствие возможного только радиационного охлаждения температура в парах трения достигает 1100…1200° С;

6. Коррозионная стойкость обеспечивается за счёт: наличия кремния, использующего связанный в металле кислород, формирующий коррозионностойкую плёнку; связывания атомарного водорода процессами синтеза СО2+Н- > спирты, углеводороды.

При использовании ЗВК «Реагент 3000» в ДВС обеспечивается:

1. Восстановление изношенных трибосочленений: вкладышей и т.д. и поддержание их работоспособности в процессе эксплуатации, что обеспечивает повышение ресурса в 2…6 раз;

2. Снижение расхода топлива на 12…18%, увеличение мощности до 25% обеспечивается за счёт снижения коэффициента трения и более глубокого дожигания топливно-воздушной смеси, при этом содержание СО в отработанных газах снижается приблизительно в 5…10 раз;

3. Значительно снижается уровень шума агрегатов и сборочных единиц изделий;

4. Устраняются нагары и залегание колец, повышается псевдооктановое число топлива;

5. Уменьшаются протечки в манжетах и через маслосъёмные колпачки за счёт повышения эластичности резины.

Из вышесказанного очевидно, что ЗВК «Реагент 3000», используемые в качестве добавок к товарным моторным и др. маслам и смазкам, повышают химико-физико-механические характеристики поверхностей пар трения. Это подтверждено многолетними эксплуатационными показателями машин и механизмов, в том числе при ремонте машин и механизмов Тихоокеанского флота в период с 1976 до 1982 гг., а также в исследованиях Военной академии тыла и транспорта, Сибирской академии наук, одного из научных институтов в Чехии.