DE1164305B

DE1164305B - Verfahren zur Herstellung eines keramischen Reibkoerpers fuer Bremsen oder Kupplungen

Info

Publication number: DE1164305B
Application number: DEST17096A
Authority: DE
Inventors: Hermann Hoeppli; Viktor Laburda
Original assignee: Steatit Magnesia AG
Current assignee: Steatit Magnesia AG
Priority date: 1960-11-10
Filing date: 1960-11-10
Publication date: 1964-02-27
Also published as: GB995197A; SE305779B

Description

Verfahren zur Herstellung eines keramischen Reibkörpers für Bremsen oder Kupplungen Im Hauptpatent ist ein Verfahren zur Herstellung von keramischen Reibkörpern für Bremsen, Kupplungen o@d.,dgl erläutert, bei welchem ein trockenes Gemenge aus anorganischen Fasern, Glasbildnern, Metallpulvern und/oder Metalloxydpulvern und gegebenenfalls Graphit-, Sulfid- und/oder Bornitridpulver zu Formkörpern verpreßt und sodann bei relativ niedrig liegenden Temperaturen gebrannt wird. Das keramische Brennen kann hierbei durch ein Heißpreßverfahren ersetzt sein, bei welchem im zu pressendem Material Temperaturen erreicht werden, 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 Messingpulver.
Die letzte Versatzgruppe (Graphit usw.) dient laut Hauptpatent dazu, einstarkes Ansteigen der Reibzahl (auch Reibbeiwert genannt) mit abnehmender Relativgeschwindigkeit zwischen dem Reibkörper und seinem Gegenkörper, z. B. der Bremsscheibe, zu vermindern oder auszuschalten. Für die Verwendung erfindungsgemäßer Reibkörper ist daher die Zumischung von Komponenten aus der letzten Gruppe im allgemeinen unerläßlich, will man die Gefahr des Blockierens einzelner Räder von Fahr- oder Flugzeugen nach Möglichkeit ausschalten.
Daher wurde diese Gruppe zusammensetzungsmäßig besonders intensiv untersucht. Während im Hauptpatent Graphit, Bornitrid und/oder Molybdän-, Antimon-, Blei-, Zinn-, Zink- oder Kadnuumsulfide als mögliche Bestandteile genannt worden sind, haben neuere, auch experimentelle Untersuchungen erfindungsgemäßergeben, daß auch die Sulfide der Eisenmetalle, ferner des Aluminiums, Kupfers, Titans, Wismuts und des Vanadiums als Zuschlagstoffe geeignet sind. Ferner hat es sich ergeben, daß es vielfach genügt, -dem Versatz an Stelle :der genannten Sulfide oder eines Teiles derselben Schwefel beizugeben, und zwar in solchen Mengen, daß während der Verfahrensschritte, bisweilen bereits in der Zerkleinerungsvorrichtung, dieser Schwefel sich mit gewissen Metallen zu geeigneten Metallsulfiden verbindet, beispielsweise zu Kupfersulfid.
An Stelle des Schwefels können alle diejenigen technisch verwertbaren Schwefelverbindungen gewählt werden, die im Temperaturbereich zwischen 20 und 550° C in Gegenwart der genannten Metallpulver instabil werden und zerfallen. Der hierbei frei werdende Schwefel lagert sich an Metallatome an und es entstehen beispielsweise Kupfer-, Eisen- und/ oder Molybdänsulfide. Selbst einige der vorstehend als Versatzkomponenten erwähnten Ausgangssulfide sind in Gegenwart stark schwefelaffmer Metalle in entsprechender Weise umlagerungsfähig, z. B. Aluminiumsulfid. Wird dieses als Ausgangssulfid verwendet, so kann es im Vergatzgemenge zusammen mit beispielsweise dem Blei -aus einer Bleiglasfritte teilweise oder ganz zur Bildung von Bleisulfid Anlaß geben, indem sein Schwefelgehalt sich mindestens teilweise an Bleiatome :anlagert und die entsprechende Menge von Aluminiumatomen frei wird.
Verwendet man ferner beispielsweise organische und thermisch instabile Schwefelverbindungen, so werden nach erfolgter Zersetzung die entsprechenden bisherigen Verbindungspartner des Schwefels -beim keramischen Brennen oder beim Heißpressen ausgetrieben. In anderen Fällen darf angenommen werden, daß die bisherigen Verbindungspartner des Schwefels in den Glasfluß aufgeommen werden; oder daß sie selbst einen Glasfluß bilden oder daß sie als frei gewordene Bestandteile im Endprodukt verbleiben.
Zusammenfassend ist also festzustellen, daß die Art der Schwefelverbindungen. von untergeordneter Bedeutung ist, wenn nur die Möglichkeit zur Bildung beständiger Sulfide, z. B. Molybdänsulfid, im fertigen Produkt geschaffen wird.
Hinsichtlich des genannten Bornitrides haben die durchgeführten Untersuchungen zu der Erkenntnis geführt, daß vermutlich die der Graphitstruküur ähnliche Kristallstruktur des Bornitrides bewirkt, daß der erzeugte Reibkörper eine gut konstant bleibende Reibzahl aufweist, auch wenn die Relativgeschwindigkeit zwischen Reibkörper und Gegenkörper sich dem Wert Null nähert. Grundsätzlich sind daher alle diejenigen chemischen Verbindungen als Ersatz für Graphit oder für die genannten Sulfide oder für Bornitrid geeignet, welche im wiederabgekühlten Zustand. eine der Kristallstruktur des Grapkits ähnliche Struktur aufweisen.
Versatzbeispiele Von je 100 Gewichtsteilen eines trockenen Versatzgemenges bestehen 1. 30 Gewichtsteile aus Asbest, 40 Gewichtsteile aus Glasfritte, 28 Gewichtsteile aus Bronze, 2 Gewichtsteile aus Schwefel, oder 2. 30 Gewichtsteile aus Asbest, 40 Gewichtsteile aus Glasfritte, 20 Gewichtsteile aus Bronze, 10 Gewichtsteile aus Aluminiumsulfid.
Die Weiterverarbeitung erfolgt in gleicher Weise wie im Hauptpatent angegeben.
»Trocken« bedeutet in diesem Falle, daß die Pulver usw. nicht einem gesonderten Trocknungsvorgang unterworfen wurden, sondern daß sie mit so viel Wasser behaftet in den Versatz gelangen können, wie sie auf Grund ihrer eventuellen hygroskopischen Eigenschaften ungehindert aus der Umgebung haben aufnehmen können. - Da einige der in Betracht kommenden Sulfide oder der sulfidbildenden Versatzanteile in ausreichendem Maße bindend zu wirken vermögen, so ist das Hinzufügen eines gesonderten Plastifizierungsmittels bisweilen überflüssig.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung eines keramischen Reibkörpers für Bremsen und Kupplungen ,gemäß dem Hauptpatent 1150 918 aus einem trockenen Gemisch aus 20 bis 50 Gewichtsteilen natürlicher oder künstlicher anorganischer Fasern, 20 bis 50 Gewichtsteilen einer niedrigschmelzenden Glasfritte aus Boraten, Silikaten, Phosphaten oder einem Gemisch davon, 10 bis 40 Gewichtsteilen eines Metallpulver- und/oder Metalloxydpulvergemisches sowie 0 bis 15 Gewichtsteilen gepulverten Graphits und/oder eines gepulverten Metallsulfides, dadurch gekennzeichnet, daß als Sulfid Aluminium-, Kupfer-, Titan-, Wismut-, Vanadium- und/oder Eisenmetallsulfid und/ oder Schwefel und/oder im Temperaturbereich zwischen 20 und 650° C in Gegenwart von Metallpulver instabil werdende Schwefelverbindungen zugemischt werden und das entstandene Gemenge entweder heiß verpreßt oder nach einem Kaltpreßvorgang auf keramische Verfahrensweise bei Temperaturen bis etwa 650° C gebrannt wird, wobei der Schwefel oder die genannten Schwefel verbindungen dem Versatz in solchen Mengen zugesetzt werden, daß sämtliche freie oder frei gewordene Schwefelatome als Sulfide gebunden im Endprodukt auftreten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Versatz an Stelle der Sulfide oder eines derselben Graphit und/oder Bornitrid zugesetzt wird.