CS240909B1

CS240909B1 - Metal-ceramic friction material

Info

Publication number: CS240909B1
Application number: CS844732A
Authority: CS
Inventors: Jozefina Spacilova
Original assignee: Jozefina Spacilova
Priority date: 1984-06-21
Filing date: 1984-06-21
Publication date: 1986-03-13
Also published as: CS473284A1

Abstract

Vynález se týká třecího materiálu na bázi mědi zejména pro suché tření, vyrobený postupy práškové metalurgie. Jeho využití přichází v úvahu například ve spojkách automobilů a letadel. Podstatou vynálezu je materiál o složení 5 až 7 % hmotnostních cínu, 5 až 10 % hmotnostních železa, 10 až 20 hmotnostních uhlíku a 10 až 18 hmotnostních třecí přísady sestávající z 50 až 75 % hmotnostních mullitu a 25 až 50 % hmotnostních mastku, zbytek tvoří mě5.The invention relates to a copper-based friction material, especially for dry friction, produced by powder metallurgy processes. Its use is considered, for example, in automobile and aircraft clutches. The essence of the invention is a material with a composition of 5 to 7% by weight of tin, 5 to 10% by weight of iron, 10 to 20% by weight of carbon and 10 to 18% by weight of a friction additive consisting of 50 to 75% by weight of mullite and 25 to 50% by weight of talc, the rest being copper.

Description

Vynález se týká kovokeramického třecího materiálu na bázi mědi, zejména pro suché tření, vyrobený postupy práškové metalurgie.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to copper-based metal-ceramic friction material, in particular for dry friction, produced by powder metallurgy processes.

Materiály na bázi mědi totiž obsahují především kovové částice, které vytvářejí základní kovovou kostru, v níž jsou rozloženy v menším množství kluzné a abrazivní nekovové složky jako uhlík (C), SiO₂, AlgO^, SiC. Výhodou kovokeramických třecích materiálů je vysoká životnost, relativně vysoký součinitel tření a dobrá plynulost záběru. Nevýhodou těchto materiálů je závislost součinitele tření na zvýšených provozních teplotách a zejména nedostačující otěruvzdornost v závislosti na teplotě, která vzniká v procesu tření. Další nevýhodou popisovaných materiálů je relativně vysoká tepelná vodivost daná vysokým obsahem kovových složek, což může způsobit při tření v provozních třecích uzlech nežádoucí přehřívání dalších součástí třecího uzlu např. rozvodů, hydraulických elementů, nebo i zadření ložisek.Copper-based materials because they contain mainly metal particles which constitute the basic skeleton of the metal in which they are distributed in a smaller amount of lubricant and abrasion of metal components such as carbon (C) SiO ₂ ^ Algo, SiC. Advantages of metal-ceramic friction materials are high durability, relatively high coefficient of friction and good grip. The disadvantage of these materials is the dependence of the coefficient of friction on the elevated operating temperatures and, in particular, the inadequate abrasion resistance in dependence on the temperature which arises in the friction process. Another disadvantage of the described materials is the relatively high thermal conductivity given by the high content of metal components, which can cause undesirable overheating of other friction node components, for example, manifolds, hydraulic elements, or even seizure of bearings, when friction in operating friction nodes.

Uvedené nevýhody odstraňuje kovokeramický třecí materiál na bázi mědi, zejména pro suché tření, vyrobený postupy práškové metalurgie podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje 5 až 7% hmotnostních cínu (Sn), 5 až 10 % hmotnostních železa (Pe), 10 až 20 % hmotnostních uhlíku (C) a 10 až'18 % hmotnostních třecí přísady sestávající z 50 až 75 % hmotnostních mullitu a 25 až 50 % hmotnostních mastku (Mg^/Si^OiQ/COlOg).The above-mentioned disadvantages are overcome by copper-based copper-ceramic friction material, in particular for dry friction, produced by the powder metallurgy processes of the present invention, which comprises 5 to 7% by weight of tin (Sn), 5 to 10% by weight of iron (Pe) 10 to 20% by weight of carbon (C) and 10 to 18% by weight of a friction additive consisting of 50 to 75% by weight of mullite and 25 to 50% by weight of talc (Mg Mg / Si ^OiQ / COlOg).

Významnou předností materiálu podle vynálezu je vysoký a rovnoměrný součinitel tření 0,350 - 0,550 s koeficientem stálosti 0,80-0,90 při běhu v suchých třecích uzlech, dostatečná otěruvzdor nost, vysoká stabilita v různých provozních podmínkách až do 50Ó°C a plynulost záběru. Vhodnou kombinací základní kovové složky se složkou kluznou a třecí abrazivní s relativně vysokým podílem kluž né uhlíkové přísady a třecí přísady vytvořené kombinací 50 až 75 % hmotnostních mullitu a 25 až 50% hmotnostních mastku je získán materiál s dostatečnou tepelnou stálostí a rovnoměrným plynulým žábě rem. Materiál podle tohoto vynálezu lze vyrobit běžnými postupy práškové metalurgie, t.j. výchozí prášky se smíchají v žádaném poměru v misi či, směs se lisuje tlakem 100 až 300 MPa a slinuje pod tlakem (400 až 800 kPa) v pecíob s ochrannou atmosférou, například vodíkovou. Slinutý materiál se podle potřeby může dolisovat, kalibrovat, popřípadě mechanicky opracovat. Přínos kovokeramického třeSignificant advantages of the material according to the invention are a high and uniform friction coefficient of 0.350-0.550 with a stability coefficient of 0.80-0.90 when running in dry friction knots, sufficient abrasion resistance, high stability under various operating conditions up to 50 ° C and smoothness of engagement. By suitably combining the base metal component with the sliding and friction abrasive component with a relatively high fraction of a glidant carbon additive and a friction additive formed by combining 50-75% by weight of mullite and 25-50% by weight of talc, a material with sufficient thermal stability and uniform continuous frog is obtained. The material of the present invention can be made by conventional powder metallurgy processes, i.e., the starting powders are mixed in the desired ratio in a bowl, the mixture is compressed at 100 to 300 MPa and sintered under pressure (400 to 800 kPa) in furnaces with a protective atmosphere such as hydrogen. The sintered material can be pressed, calibrated or machined if necessary. The contribution of metal-ceramic rubs

- 3 čího materiálu podle tohoto vynálezu lze spatřovat ve vhodné kombinaci výchozích složek mědi (Cti), cínu (Sn), železa (Fs), uhlíku (C) a třeoí přísady vytvořené vhodnou kombinací mullitu (3 AlgO-j · . 2 Si0₂) a mastku (Mg^/Si^O-^/COH) ₂). IThe material of the present invention can be seen in a suitable combination of the starting components of copper (Cti), tin (Sn), iron (Fs), carbon (C) and the friction additive formed by a suitable combination of mullite (3 AlgO-j · 2 SiO _2). ) and talc (Mg 2 / Si 2 O - / COH ₂ ). AND

240 909240 909

Přiklad,!Example,!

Sladěný výběr složek základní kovové kostry, kluzné přísady a třecí přísady zahrnuje příklad složení (uvedeno v % hmotnostních)A co-ordinated selection of base metal skeleton components, glidants and friction additives includes an example composition (in% by weight)

63.5 % mědi (Cu) 5% cínu (Sn) % železa (Fe) 10 % uhlíku (C)63.5% copper (Cu) 5% tin (Sn)% iron (Fe) 10% carbon (C)

11.5 % třecí přísady ««« složka základní kovové kostry složka základní kovové kostry .«. složka základní kovové kostry11.5% friction additive «« «base metal skeleton component base metal skeleton component«. component of the basic metal skeleton

«.. kluzná přísada o složení 56,5 % mullitu (3 AlgO, . 2 SiOg) a 43,5% mastku (Mg-j/Sl^O^/t0H)₂).A glidant of 56.5% mullite (3 AlgO, 2 SiOg) and 43.5% talc (Mg-1 / SiO ₂ / OH) ₂ ).

Materiál tohoto složení dosahuje součinitele tření minimálně 0,350 s koeficientem stálosti 0,85«The material of this composition achieves a coefficient of friction of at least 0.350 with a coefficient of stability of 0.85 «

Příklad 2Example 2

Sladěný výběr složek základní kovové kostry, kluzné přísady a třeoí přísady zahrnuje příklad složení (uvedeno v % hmotnostních) % mědi (Cu) % oínu (Sn) % železa (Fe) 12 % uhlíku (0) složka základní kovové kostry složka základní kovové kostry složka základní kovové kostry kluzná přísada % třecí přísada o složení 70 % mullitu (3 AlgO^ . 2 SiOg) a 30 % mastku (Mg^ /Si₄O_lo/(OH)g)«A co-ordinated selection of base metal skeleton components, glidants and threesives include an example composition (% by weight)% copper (Cu)% oine (Sn)% iron (Fe) 12% carbon (0) base metal skeleton component base metal skeleton component component of the metal skeleton glidant% mortar additive composition of 70% mullite (algo ^ 3. SiO 2) and 30% talc (Mg ^ / Si ₄ O _Lo / (OH) g) «

Materiál tohoto složení dosahuje součinitele tření 0,550 s koeficientem stálosti 0,80«The material of this composition achieves a coefficient of friction of 0.550 with a coefficient of stability of 0.80 «

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

240 90S

Copper-based copper-ceramic friction material, in particular for dry friction, produced by powder metallurgy processes, characterized in that it contains 5 to 7% by weight of tin (Sn), 5 to 10% by weight of iron (Fe), 10 to 20% by weight of carbon (0) and 10 to 18% by weight of friction additive consisting of 50-75% w of mullite (3 algo ^ 2 Si Og) and 25 to 50% by weight of talc (Mg ^ / Si-O _Lo / (OH) g), the rest in weight% copper (Cu),