Verfahren zur Herstellung eines Reibkörpers für Bremsen, Kupplungen oder dgl. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Reibkörpers für Bremsen, Kupplungen o. dgl., der eine Reibungszahl von mindestens 0,3 und eine Tempe raturbeständigkeit bis mindestens 500 C aufweist.
Ein Verfahren zur Herstellung von keramischen Reibkörpern für Bremsen, Kupplungen o. dgl., bei wel chem ein trockenes Gemenge aus anorganischen Fasern, Glasbildnern, Metallpulvern und/oder Metalloxydpul- vern und gegebenenfalls Graphit-, Sulfid- und/oder Bor nitrid-Pulver zu Formkörpern verpresst und sodann bei relativ niedrig liegenden Temperaturen gebrannt wird, ist bekannt. Das keramische Brennen kann hierbei durch ein Heisspressverfahren ersetzt sein, bei welchem im zu pressendem Material Temperaturen erreicht wer den, die im gleichen Intervall wie beim keramischen Brennen, nämlich bis 550 oder bis etwa 650 C liegen.
Die Metallpulver können auch Metall-Legierungspulver sein, z. B. Bronze'- oder Messing-Pulver.
Ein derartiger Reibkörper sollte insbesondere für den Einsatz als Bremskörper in schnellen Fahrzeugen, die folgenden Eigenschaften aufweisen.
1. Temperaturbeständigkeit bis etwa 500 C, 2. Unempfindlichkeit gegen scharfe Temperatur schwankungen, 3. gute Wärmeleitfähigkeit (wegen 2., sowie zur raschen Fortleitung der Reibungswärme), 4. hohe Reibzahl von mindestens 0,3, 5. geringe Abhängigkeit dieser Reibzahl von der Temperatur, und zwar bis herauf auf 400 oder 500' C, 6.
Unabhängigkeit der Reibzahl von der Relativge schwindigkeit zwischen dem Reibkörper und seinem Gegenkörper, 7. geringe Abhängigkeit der Reibzahl bei Benetzung des Reibkörpers durch Wasser; öl, Schmutz o. dgl., B. geringe Empfindlichkeit der Reibzahl beim Ein satz verschiedenartiger Werkstoffe für den Gegenreib- körper, 9. mechanische Widerstandsfestigkeit, somit auch geringen Abrieb, 10. sehr geringe Verschleisswirkung auf den zugehö rigen Gegenreibkörper, daher 11. eine mittelgrosse Härte im gesamten Werkstoff, t2. dichtes Gefüge, 13. geringe Sprödigkeit, insbesondere also Schlag festigkeit und Kantenfestigkeit, 14. niedrigen Preis.
Bei der Verwendung eines Reibkörpers in Bremsen ortsfester Maschinen oder in mechanischen Mschinen- kupplungen sind die Anforderungen im allgemeinen etwas weniger hoch, jedoch liegen sie in der gleichen Richtung. Beispielsweise wird auf die Anforderungen lt. Punkt 2 und 6 seitens der Anwender kein oder nur ein geringer Wert gelegt, bisweilen ist es sogar erwünscht, wenn die Reibzahl für derartige Anwendungszwecke mit abnehmender Relativgeschwindigkeit in merklichem Masse zunimmt.
Die bekannten Reibkörper wurden in längeren Ver suchsfahrten und auf einem amtlichen Prüfstand er probt; entsprachen den obigen Punkten 1 bis 13 und haben sich somit in der Praxis bewährt. Um jedoch den verschiedenartigen Anforderungen seitens der Verbrau cher, der Behörden und der Industrie gerecht werden zu können, insbesondere hinsichtlich des Wertes für die Reibzahl und der Art ihrer betrieblichen Abhängigkeit von Temperatur und Relativgeschwindigkeit sowie hin sichtlich der Wärmeleitfähigkeit des keramischen Werk stoffes, und zwar sowohl als Bremskörper in Fahr- und Flugzeugen und in ortsfesten Maschinen als auch als Drehmoment-übertrager in mechanischen Reibkupp lungen o. dgl., hat es sich als notwendig erwiesen, die Bereiche für die bisher bekannten 4 Gruppen von Ver satzkomponenten noch zu erweitern.
Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich da durch aus, dass mindestens die vier folgenden Kompo nenten, nämlich 10-80 Gew.-Teile anorganische Fasern, bis 60 Gew:-Teile Glasfritte, bis 70 Gew.-Teile Metalloxydpulver und bis 30 Gew.-Teile Sulfide und/oder Nitride, trocken und gründlich zu einem aus 100 Gew: Teilen bestehenden Gemisch vermischt werden und man das entstandene Gemisch während oder nach der Verpres- sung erhitzt.
Ausserdem kann das Gemisch gegebenenfalls auch Graphit enthalten.
Die Metalloxydpulver können einzeln oder im Ge misch von mehreren, vorzugsweise aus folgenden Metall oxyden ausgewählt werden: Oxyde von Eisen und Eisenmetallen, Kupfer, Bronze, Messing, Zink, Zinn,, Aluminium, Titan, Anti mon, Wismut, Molybdän, Kadmium und Blei.
Trocken bedeutet in. bezug auf die obige Versatz bemessung, dass die Pulver nicht einem besonderen Trocknungsvorgang unterworfen werden, sondern, dass sie mit soviel Wasser behaftet in den Versatz gelangen können, wie sie auf Grund ihrer eventuellen hygroskopi schen Eigenschaften ungehindert aus der Umgebung aufnehmen können.
Da einige der in Betracht kommenden Sulfide in ausreichendem Masse bindend zu wirken vermögen, ist das Hinzufügen eines gesonderten Plastifizierungsmittels bisweilen überflüssig.
Method for producing a friction body for brakes, clutches or the like. The invention relates to a method for producing a friction body for brakes, clutches or the like, which has a coefficient of friction of at least 0.3 and a temperature resistance of at least 500 C.
A method for the production of ceramic friction bodies for brakes, clutches o. The like. In wel chem a dry mixture of inorganic fibers, glass formers, metal powders and / or metal oxide powders and optionally graphite, sulfide and / or boron nitride powder to Moldings are pressed and then fired at relatively low temperatures is known. Ceramic firing can be replaced by a hot pressing process, in which temperatures in the material to be pressed are reached that are in the same interval as in ceramic firing, namely up to 550 or up to about 650.degree.
The metal powders can also be metal alloy powders, e.g. B. bronze or brass powder.
Such a friction body should have the following properties, in particular for use as a brake body in fast vehicles.
1. Temperature resistance up to about 500 C, 2. Insensitivity to sharp temperature fluctuations, 3. Good thermal conductivity (because of 2., as well as for the rapid dissipation of frictional heat), 4. High coefficient of friction of at least 0.3, 5. Low dependence of this coefficient of friction on the temperature, up to 400 or 500 ° C, 6.
Independence of the coefficient of friction of the Relativge speed between the friction body and its counter body, 7. low dependence of the coefficient of friction when the friction body is wetted by water; oil, dirt or the like, B. low sensitivity of the coefficient of friction when using different types of materials for the counter friction body, 9. mechanical resistance, thus also low abrasion, 10. very low wear effect on the associated counter friction body, therefore 11. a Medium hardness throughout the material, t2. dense structure, 13. low brittleness, especially impact resistance and edge strength, 14. low price.
When using a friction element in brakes of stationary machines or in mechanical machine clutches, the requirements are generally somewhat less stringent, but they are in the same direction. For example, the user places little or no value on the requirements according to points 2 and 6, sometimes it is even desirable if the coefficient of friction for such applications increases significantly with decreasing relative speed.
The known friction bodies were tried out in lengthy trials and on an official test bench; corresponded to points 1 to 13 above and have therefore proven themselves in practice. However, in order to be able to meet the various requirements on the part of consumers, authorities and industry, in particular with regard to the value for the coefficient of friction and the nature of its operational dependence on temperature and relative speed and with regard to the thermal conductivity of the ceramic material, both As a brake body in vehicles and aircraft and in stationary machines as well as a torque transmitter in mechanical Reibkupp lungs o. The like., It has proven necessary to expand the areas for the previously known 4 groups of Ver offset components.
The inventive method is characterized in that at least the following four components, namely 10-80 parts by weight of inorganic fibers, up to 60 parts by weight of glass frit, up to 70 parts by weight of metal oxide powder and up to 30 parts by weight Sulphides and / or nitrides are mixed dry and thoroughly to form a mixture consisting of 100 parts by weight and the resulting mixture is heated during or after the compression.
In addition, the mixture can optionally also contain graphite.
The metal oxide powder can be selected individually or in a mixture of several, preferably from the following metal oxides: oxides of iron and ferrous metals, copper, bronze, brass, zinc, tin, aluminum, titanium, anti mon, bismuth, molybdenum, cadmium and lead .
In relation to the above offset measurement, dry means that the powders are not subjected to a special drying process, but that they can get into the offset with as much water as they can absorb unhindered from the environment due to their possible hygroscopic properties .
Since some of the sulfides in question are able to have a sufficient binding effect, it is sometimes unnecessary to add a separate plasticizer.