DE1133563B

DE1133563B - Verfahren zum Herstellen von Reibkoerpern, insbesondere von Bremsbelaegen

Info

Publication number: DE1133563B
Application number: DEV5317A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans Burkhardt
Original assignee: Ver Deutsche Metallwerke AG
Current assignee: Ver Deutsche Metallwerke AG
Priority date: 1953-01-03
Filing date: 1953-01-03
Publication date: 1962-07-19

Description

Verfahren zum Herstellen von Reibkörpern, insbesondere von Bremsbelägen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Reibkörpern, die dazu dienen, entweder eine übertragung von Bewegungen oder ein Bremsen bewegter Maschinenteile herbeizuführen.
Solche Reibkörper werden durch Pressen oder Sintern von pulverförmigen oder kleinstückigen, vorwiegend metallischen Ausgangsstoffen gefertigt. Der Grundwerkstoff besteht vielfach aus Kupfer-, Bronze-oder Eisenpulver oder Gemischen derselben. Um die Gleit- bzw. Reibeigenschaften zu erhöhen, wurden bisher dem Grundwerkstoff nichtmetallische anorganische Stoffe in Form von Metalloxyden, wie z. B. Aluminiumoxyd, Magnesiumoxyd, Kalziumoxyd oder Schmirgel, gegebenenfalls Kieselsäure oder auch andere für diesen Zweck spezifisch wirksame Stoffe. zugesetzt.
Die letzteren erfüllen zwar den Zweck der Erhöhung der Reibung sehr gut, haben aber auch große Nachteile. Da sie sich nicht oder kaum mit den metallischen Bestandteilen durch Versinterung zu verbinden vermögen, tragen sie nicht zur Verfestigung des Sinterkörpers bei, sondern verhindern durch ihre Anwesenheit ein dichteres Verwachsen der metallischen Bestandteile. Ganz besonders nachteilig wirken diese nichtmetallischen Zusätze sich aus, wenn der Sinterkörper, wie häufig der Fall, an einen Stützkörper aus massivem Metall angesintert werden soll, indem sie die Festigkeit der Verbindung mit dem letzteren ganz erheblich herabsetzen. Ein weiterer Nachteil ist eine nicht unwesentliche Abnahme der Wärmeleitfähigkeit des Sinterkörpers durch diese schlechten Wärmeleiter, wodurch beim Gebrauch die durch die Reibung erzeugte Wärme nicht genügend abgeführt wird und daher das Auftreten schädlicher Erhitzungen befürchtet werden muß. Auch besteht bei diesen Zusätzen infolge ihrer geringeren Dichte immer die Gefahr einer Entmischung im zu versinternden Pulvergemisch. Schließlich können die nichtmetallischen Stoffe infolge ungenügender Feinheit, welche beispielsweise durch eine Vergröberung beim Sintern herbeigeführt werden kann, ein Fressen an dem Gegenstoff des Reibkörpers hervorrufen.
Um alle diese Nachteile, die durch die Verwendung anorganischer, nichtmetallischer Stoffe bedingt sind, zu vermeiden, werden dem Grundwerkstoff als Reibzusatz Legierungen in Pulverform beigemischt, die einerseits aus einem Metall, das gegen die Einwirkung oxydativer Einflüsse beständig ist, wie Kupfer, Eisen oder Blei, und andererseits in ausreichender Menge aus einem leicht oxydierbaren Metall, und zwar einem Erdalkalimetall, wie Kalzium oder Magnesium, bestehen; vorzugsweise in solcher Kombination und Menge, daß dieser Zusatz aus Cut Mg oder Ca Cu4 oder Cal Pb oder M92 Pb besteht.
Diese pulverförmigen intermetallischen Verbindungen bauen sich auf aus 84,3% Kupfer und 15,7% Magnesium oder 86,4% Kupfer und 13,6% Kalzium oder 72,0% Blei und 28% Kalzium oder 81'°/o Blei und 19% Magnesium.
Die Menge des leichtoxydierbaren Metalls ist erfindungsgemäß so bemessen, daß eine Oxydation desselben auch in der Legierung mit dem schwerer oxydierbaren Metall noch leicht vor sich geht.
Es besteht weiterhin die Möglichkeit, statt einer einzigen derartigen Legierung auch mehrere Legierungen gleichzeitig zum Aufbau des Reibkörpers zu verwenden. Die Menge des leichtoxydierbaren Metalls hängt von der Größe des Reibvermögens ab, das von dem Reibkörper verlangt wird. Je höher diesbezüglich die Anforderungen gestellt werden, um so mehr leichtoxydierbare Stoffe sind erforderlich.
Der Grundwerkstoff besteht aus Kupfer, Bronze oder Eisen als Pulver und enthält in der Regel noch ebenfalls an sich bekannte Zusätze an Nickel, Mangan, Zink, Blei und/oder Zinn sowie gegebenenfalls Graphit oder Metallsulfid. Eine solche Pulvermischung setzt sich zweckdienlich aus 7% Zinn, 8% Eisen, 9 % Blei, 5 % Graphit, Rest Kupfer zusammen und macht vorzugsweise etwa 73% der gesamten Mischung aus. Die Sinterung wird in nichtoxydierender oder reduzierender Atmosphäre in üblicher Weise vorgenommen. Sie kann sowohl nach der Herstellung von Formlingen aus dem Grundwerkstoff und dem Legierungszusatz durch Mischen, Pressen oder bei der Herstellung von Belägen nach einem bloßen Aufschütten des pulverförmigen Sinterwerkstoffgemisches auf die zu belegende Fläche erfolgen.
Die nach dem erfindungsgemäßen- Verfahren erlangten Reibkörper zeichnen sich durch eine feste Versinterung der einzelnen Bestandteile und durch eine hohe Haftfestigkeit an einem Stützkörper für den Sinterbelag aus. Außerdem weist der Reibkörper auch eine gute Wärmeleitfähigkeit auf. Während des Gebrauches findet an den Reibflächen eine Oxydation derjenigen Legierungsbestandteile statt, welche das leichtoxydierbare Metall enthalten, wobei sich infolge deren Reduktionswirkung auf das gleichzeitig gebildete Schwermetalloxyd die Oxydation mehr oder weniger auf das oxydierbare Metall beschränkt.
Es entstehen also in der Reibfläche die Oxyde der leichtoxydierbaren Metalle, beispielsweise Magnesiumoxyd oder Kalziumoxyd, welche in erwünschter Weise die Reibung erhöhen. In dem Maße, in dem sich die Reibfläche abnützt, werden diese Oxyde in der Oberfläche des Sinterkörpers durch weitere Oxydationen nachgebildet. Infolge der feinen Verteilung, welche das leichtoxydierbare Metall in der Legierung mit dem schwerer oxydierbaren innehat, entstehen diese Oxyde in sehr feiner Form, so daß ihre Reibwirkung nicht einen fressenden Angriff des Gegenkörpers hervorruft.
Die Verschleißfestigkeit der erfindungsgemäß hergestellten Sinterkörper ist sehr hoch. Sie eignen sich allein oder im Verbund mit einem stützenden massiven Metall, beispielsweise in Form von dünnen Belägen, hervorragend für die Herstellung von Kupplungslamellen, Bremsbelägen und dergleichen Maschinenteilen und Organen, die durch Reibung eine Bewegung vermitteln oder einen bewegten Körper abzubremsen haben.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung von Reibkörpern, insbesondere von Bremsbelägen, durch Pressen und Sintern einer pulverförmigen Mischung aus Kupfer, Bronze oder Eisen als Grundwerkstoff und weiteren spezifischen Reib- und gegebenenfalls Gleitzusätzen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Grundwerkstoff als Reibzusatz Legierungen in Pulverform beigemischt werden, die einerseits aus einem Metall, das gegen die Einwirkung oxydativer Einflüsse beständig ist, wie Kupfer, Eisen oder Blei, und andererseits in ausreichender Menge aus einem leichtoxydierbaren Metall, und zwar einem Erdalkalimetall, wie Kalzium oder Magnesium, bestehen, vorzugsweise in solcher Kombination und Menge, daß dieser Zusatz aus Cuz Mg oder Ca Cu4 oder Cal Pb oder Mg2 Pb besteht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Grundwerkstoff eine Pulvermischung aus 7% Zinn, 8% Eisen, 911/o Blei, 5% Graphit, Rest Kupferpulver verwendet wird, vorzugsweise in- einer Menge von etwa 73% der Gesamtmischung.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Reibzusatz Legierungspulver verwendet werden, die aus 84,3% Kupfer und 15,7% Magnesium oder 86;40/a Kupfer und 13,611/o Kalzium oder 72% Blei und 2811/u Kalzium oder 81% Blei und 19% Magnesium bestehen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundwerkstoff mit dem Legierungszusatz durch Mischen, Pressen und Sintern oder lediglich Mischen und Sintern zur Herstellung der Reibkörper verarbeitet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 408 104.