Ремонтно-восстановительные составы (РВС) — это мелкодисперсная, многокомпонентная смесь минералов, добавок и катализаторов.

При обработке механизмов, в зависимости от их конструкции и условий эксплуатации, РВС вводятся в штатную масляную систему, в консистентную смазку, либо наносятся непосредственно на обрабатываемые детали. РВС в нефтепродуктах не растворяются, в химические реакции с ними не вступают, вязкость не меняют, экологически безвредны.

Попадая на поверхности трения и контакта работающих механизмов, частицы РВС модифицируются сами и модифицируют поверхности пар трения. Для упрощения описания процесса образования МКЗС условно разделим его на этапы:

• домол частиц РВС выступами микрорельефов поверхностей сопряженных деталей;
• очистка микрорельефа пятен контакта сопряженных деталей;
• плотная нагартовка домолотых частиц РВС в углублениях микрорельефа контактируемых поверхностей сопряженных деталей;
• образование МКЗС (прохождение реакции замещения с образованием новых кристаллов, составляющих МКЗС).

Если посмотреть на поверхность трения и контакта сопряженных деталей под увеличением, то она представляет собой выступы и углубления, заполненные продуктами износа и разложения масел и присадок (Рис.1).

В работающем механизме нагрузка сближает поверхности пары трения. При этом в местах контакта происходит разрыв защитных пленок, создаваемых маслом и присадками, и слом элементов микрорельефа поверхностей трения. В местах слома выступов происходят микровспышки, разрушающие масла и присадки. Эти процессы приводят к загрязнению масла и микрорельефа поверхностей трения.

При очередном цикле трения и контакта будет происходить взаимодействие микрорельефа поверхностей, и дополнительные порции загрязнителей попадут в масло (Рис.2).

Выступы микрорельефа поверхностей сопряженных деталей, как зубья своеобразной мельницы, размалывают частицы РВС, попавшие в зону трения (Рис.3). При размоле происходит интенсификация процессов микросваривания и микросхватывания, т.к. в местах сломов выделяется больше количество энергии, сопровождаемое повышением температуры.

В локальных зонах сломов при больших температурах (t=900-1200⁰С) в присутствии частиц РВС в результате микрометаллургических процессов почти мгновенно протекает реакция замещения с образованием новых кристаллов. Так в местах выступов появляются первые пятна МКЗС (Рис.4).

Толщина этих пятен относительно мала, т. к. первоначально отрабатывает незначительное количество частиц РВС из-за ограниченности их числа в зоне трения. В процессе размола частицы исходного РВС размалываются до составляющих, имеющих определенную структуру. Уже в процессе домола частиц РВС происходит механическое удаление загрязнителей из углублений микрорельефа поверхностей.

Практика показала, что особая структура микрочастиц РВС и используемые добавки способствуют более качественной очистке микрорельефа поверхностей, чем это достигается современными моющими средствами, которые смывают загрязнения, но не вычищают микрорельеф.

При очистке микрорельефа поверхностей в масло выбрасывается большое количество ранее утрамбованных и притертых загрязнителей (продуктов износа и разложения смазок). Чрезвычайно большое их количество может сильно снизить эффективность операции плотной нагартовки частиц РВС. Поэтому необходимо контролировать состояние масла и в случае его сильного загрязнения поменять.

Микрочастицы РВС способны очистить микрорельеф практически от всех загрязнителей. Если очистка идет нормально, то уже через час приработки РВС можно зафиксировать изменения в параметрах работы восстанавливаемого механизма.

Важный этап, который обеспечивается: абсолютной спайностью микрочастиц РВС, их слабомагнитными свойствами и ориентированием в направлении наименьшего механического сопротивления.

В каждой точке поверхности трения электромагнитные микрополя выстраивают микрочастицы РВС в определенном порядке. Абсолютная спайность обеспечивает восстановление сил взаимодействия частиц. А выступы микрорельефа поверхностей трения при контакте еще и утрамбовывают частицы (Рис.5).

Все это вместе приводит к тому, что нагартовка становится настолько плотной, что по своей твердости не уступает твердости самого металла, на котором происходит приработка РВС.

В результате эффективного прохождения вышеописанных этапов реализуется более эффективная защита от износа, чем это обеспечивают штатные смазки и присадки. Снижается тепловыделение на поверхности, и уже более эффективно работает, хоть и загрязненный, масляный клин.

В результате плотной нагартовки обеспечивается необходимый контакт микрочастиц РВС (со специальными добавками к нему) и металлом поверхностного слоя пятна контакта. Присутствие катализаторов в процессе трения инициирует реакцию замещения атомов Mg в кристаллических решетках микрочастиц РВС на атомы Fe поверхностного и подповерхностного слоев металла контактируемой поверхности детали. При этом образуются новые кристаллы с более объемной кристаллической решеткой, в своей массе образующие слой, который начинает «подниматься» над поверхностью пятна контакта, компенсируя износ (Рис.6).

Попадающие в зону трения частицы РВС модифицируются на поверхности образующегося МКЗС и выравнивают его.

Толщина слоев МКЗС пропорциональна количеству частиц РВС, нагартованных в углубления микрорельефа поверхностей, и энергии, выделяемой при трении и контакте (Рис.7).

Толщина слоя саморегулируется: при выделении определенного количества энергии от трения - МКЗС растет. В результате роста МКЗС компенсируются увеличенные зазоры, что приводит к снижению выделения энергии трения и в итоге к прекращению реакции замещения, т.е. дальнейший рост МКЗС останавливается. МКЗС не образуется на поверхностях, где трение отсутствует.

Так происходит выравнивание поверхностей трения деталей машин и оптимизация зазоров в сопряжениях.

• имеет общий кристаллический каркас с металлом, на котором он образовался и поэтому держится на поверхности стали значительно лучше, чем хром, никель и различные наплавки;
• препятствует водородному изнашиванию;
• имеет сравнимый со сталью, на которой он образовался, коэффициент линейного термического расширения, т. е. не скалывается при нагреве-охлаждении;
• обладает повышенной микротвердостью поверхности;
• имеет низкий коэффициент сухого трения;
• обладает диэлектрическими, антикоррозионными и термостойкими свойствами;
• можно возобновлять по мере его изнашивания, проводя дополнительные РВС-обработки.

Данное изобретение успешно применяется в машиностроении и при восстановлении практически всех типов узлов, механизмов машин во всех отраслях промышленности, энергетики и транспорта.