DE19711830A1 - Brake lining with strength, friction and heat and wear resistance for use with fibre-reinforced ceramic disc - Google Patents
Brake lining with strength, friction and heat and wear resistance for use with fibre-reinforced ceramic discInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Reibkörper, insbesondere einen Reibbelag für eine Bremsscheibe aus faserverstärkter Keramik, sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen.The invention relates to a friction body, in particular one Friction lining for a brake disc made of fiber-reinforced ceramic, and a method for producing such.
Reibbeläge mit organisch gebundener Matrix sind seit Jahrzehnten im Automobilbau im Zusammenhang mit Scheibenbremssystemen bekannt. In jüngster Zeit werden auch anorganisch gebundene Reibbeläge auf der Basis von Metallpulvern verwendet, die insbesondere bei hochbelasteten Scheibenbremssystemen in Schienenfahrzeugen eingesetzt werden. Sie bestehen aus einer stählernen Trägerplatte, auf der säulenförmige Reibelemente, ggf. unter Verwendung federnder Elemente, aufgesetzt sind. Die Reibelemente können mit einer metallischen Teilumhüllung versehen sein, bei der zumindest die äußere Reibfläche unbedeckt bleibt. Die Reibmasse besteht häufig aus Eisen, dem Kupfer und ggf. dessen Legierungskomponenten, wie Zinn oder Zink, zugesetzt werden können. Die Reibmasse kann außerdem feste Schmierstoffe, wie Graphit, Molybdän, Disulfid oder Blei sowie Hartstoffe als Reibstützer, wie etwa Chromcarbid, Ferrochrom und Titancarbid oder Keramikpartikel aus Metalloxiden, zum Beispiel SiO2 enthalten. Diese Reibmassen werden kalt zu Grünlingen gepreßt, die in der Regel unter Druck zu Reibelementen gesintert werden. Es ist auch vorgeschlagen worden, den Sinterprozeß drucklos durchzuführen und die Elemente ggf. anschließend nachzuverdich ten.Friction linings with an organically bound matrix have been known for decades in the automotive industry in connection with disc brake systems. Inorganically bound friction linings based on metal powders have recently been used, which are used in particular in the case of highly loaded disc brake systems in rail vehicles. They consist of a steel carrier plate on which column-shaped friction elements, possibly using resilient elements, are placed. The friction elements can be provided with a metallic partial covering, in which at least the outer friction surface remains uncovered. The friction mass often consists of iron, to which copper and possibly its alloy components, such as tin or zinc, can be added. The friction mass can also contain solid lubricants, such as graphite, molybdenum, disulfide or lead, and hard materials as friction supports, such as chromium carbide, ferrochrome and titanium carbide, or ceramic particles made of metal oxides, for example SiO 2 . These friction masses are cold-pressed into green compacts, which are usually sintered under pressure to form friction elements. It has also been proposed to carry out the sintering process without pressure and, if necessary, to subsequently compress the elements.
Daneben ist es aus der DE 43 06 721 A1 bekannt, ungesinterte Reibbeläge durch Befestigen von säulenförmigen Reibelementen aus nicht-organisch gebundenem Reibmaterial auf der Basis von Metallpulver auf einer stählernen Trägerplatte herzustellen, wobei die Reibmasse aus 30 bis 50 Vol.-% Eisen, 5 bis 45 Vol.-% Kohlenstoff, 20 bis 45 Vol.-% Kupfer und/oder Kupferverbindungen, 0 bis 10 Vol.-% Hartstoffpartikeln und 0 bis 10 Vol.-% festen Schmiermitteln besteht, die in einer Form zu Reibelementen kalt gepreßt wird und nach Erwärmen bis auf eine Temperatur unterhalb der Sintertemperatur mit der Trägerplatte verbunden werden, indem zumindest die Mantelfläche der Reibelemente mit Kupfer oder einer Kupferlegierung umhüllt werden.In addition, it is known from DE 43 06 721 A1, unsintered Friction linings by attaching column-shaped friction elements made of non-organically bound friction material based on To produce metal powder on a steel carrier plate, the friction mass consisting of 30 to 50% by volume of iron, 5 to 45% by volume Carbon, 20 to 45% by volume copper and / or copper compounds, 0 to 10 vol .-% hard material particles and 0 to 10 vol .-% solid Lubricants exist that form cold into friction elements is pressed and after heating to a temperature below the sintering temperature are connected to the carrier plate, by at least the outer surface of the friction elements with copper or a copper alloy.
Derartige Reibbeläge wurden speziell zur Verwendung mit metalli schen Bremskörpern, insbesondere Bremsscheiben, meist aus Grauguß oder Stahl entwickelt. Eine gute Reibpaarung und ein stetiges Bremsverhalten ist nur im Zusammenhang mit derartigen metalli schen Bremskörpern gewährleistet.Such friction linings have been specially designed for use with metalli brake bodies, especially brake discs, mostly made of cast iron or steel developed. A good friction pairing and a constant one Braking behavior is only in connection with such metalli guaranteed brake bodies.
Darüber hinaus ist die thermische Belastbarkeit insbesondere bei dem Reibkörper gemäß der DE 43 06 721 A1 durch die thermische Beständigkeit der metallischen Kupferummantelung begrenzt.In addition, the thermal resilience is special in the friction body according to DE 43 06 721 A1 by the thermal Resistance of the metallic copper cladding limited.
In jüngster Zeit werden bei Hochleistungsbremssystemen CFC-Brems scheiben eingesetzt, die sich wegen des hohen Preises und des hohen Verschleißes jedoch bisher nur im automobilen Rennsport durchsetzen konnten. Neuere Entwicklungen zielen auf kohlefaser verstärkte Siliziumcarbide, wie etwa C/SiC oder auf silizium carbidfaserverstärkte Siliziumcarbide SiC/SiC ab. Aufgrund einer Verstärkung der Keramik mit hochfesten Fasern, wie etwa Kohle fasern, erhält man eine schadenstolerante Keramik, die quasi duktil bricht. Derartige Werkstoffe sind besonders abriebbestän dig und extrem hoch thermisch belastbar.CFC brakes have recently been used in high-performance braking systems washers used because of the high price and the high wear and tear so far only in automotive racing could enforce. Recent developments target carbon fiber reinforced silicon carbides such as C / SiC or on silicon carbide fiber reinforced silicon carbide SiC / SiC. Because of a Reinforcing ceramics with high-strength fibers such as coal fibers, you get a damage-tolerant ceramic, the quasi ductile breaks. Such materials are particularly resistant to abrasion dig and extremely high thermal resistance.
Für solche Bremskörper aus faserverstärkter Keramik wurde bislang noch kein geeigneter Reibkörper entwickelt, der den hohen Anforderungen einer derartigen Reibpaarung von hoher thermischer Belastbarkeit und geringem Abrieb bei ausreichend hohem Reib beiwert standhält. Konventionelle Bremsbeläge, insbesondere solche mit organischer Bindung stofflich unterschiedlicher Partikel zu einem Verbundwerkstoff, zeigen bei einer Reibpaarung mit Keramik-Bremskörpern ein schlechtes Reibverhalten, einen hohen Verschleiß und sind auch für einen solchen Einsatz nicht ausreichend temperaturbeständig.So far, such brake bodies made of fiber-reinforced ceramic not yet developed a suitable friction body that can withstand the high Requirements of such a friction pairing of high thermal Resilience and low abrasion with sufficiently high friction withstands. Conventional brake pads, in particular those with organic bonds are different in material Particles to a composite material show when a friction pairing with ceramic brake bodies a bad friction behavior, one high wear and tear and are not suitable for such use sufficiently temperature resistant.
Die Aufgabe der Erfindung besteht demnach darin, einen Reibkörper und ein Verfahren zum Herstellen eines solchen zu schaffen, der insbesondere zur Verwendung als Reibbelag für einen Bremskör per aus faserverstärkter Keramik geeignet ist und eine hohe Festigkeit, gute Reibeigenschaften, sowie eine hohe thermische Belastbarkeit bei geringem Verschleiß aufweist.The object of the invention is therefore a friction body and to provide a method of manufacturing such which in particular for use as a friction lining for a brake body is made of fiber-reinforced ceramic and is high Strength, good friction properties, as well as high thermal Resilience with low wear.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen eines
Reibkörpers mit den folgenden Schritten gelöst:
This problem is solved by a method for producing a friction body with the following steps:
- - Herstellen einer Mischung zumindest aus Kohlenstoffpartikeln und aus Metallpartikeln,- Making a mixture of at least carbon particles and from metal particles,
- - Pressen der Mischung in einer Form und- pressing the mixture into a mold and
- - Sintern unter Vakuum- oder Schutzgasatmosphäre, bis die Metallpartikel zumindest teilweise mit Kohlenstoff reak tionsgebunden sind.- Sintering in a vacuum or protective gas atmosphere until the Metal particles reak at least partially with carbon are bound
Diese Aufgabe wird ferner durch einen gesinterten Reibkörper gelöst, der primären Kohlenstoff und zumindest teilweise mit dem primären oder pyrolytisch gebildetem Kohlenstoff reak tionsgebundene Metallpartikel enthält.This task is further accomplished by a sintered friction body solved, the primary carbon and at least partially with the primary or pyrolytically formed carbon reak contains bonded metal particles.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, daß eine Reaktionsbindung der in der Matrix eingelagerten Metallpartikel durch eine Kar bidisierung zumindest an der Oberfläche erforderlich ist, um die gewünschten Eigenschaften des Reibkörpers zu erreichen Die eingelagerten Metallpartikel werden so an der Matrix ausreichend sicher gebunden, so daß ein Herausreißen von Metallpartikeln aus der Matrix und somit ein zusätzlicher abrasiver Verschleiß vermieden wird. Gleichzeitig wird durch die zumindest teilweise Karbidisierung der Metallpartikel an der Oberfläche die Temperaturbelastbarkeit und die Verschleiß beständigkeit des Reibkörpers erheblich vergrößert. Durch den Kohlenstoffanteil ergibt sich in Verbindung mit den teilweise karbidisierten eingelagerten Metallpartikeln eine deutlich verbesserte Reibpaarung bei Verwendung mit Bremskörpern aus faserverstärkter Keramik.According to the invention it was recognized that a reaction bond of metal particles embedded in the matrix by means of a card bidding at least on the surface is required to to achieve the desired properties of the friction body The embedded metal particles are thus on the matrix bound sufficiently securely that tearing out Metal particles from the matrix and thus an additional one abrasive wear is avoided. At the same time, through the at least partial carbidization of the metal particles the surface the temperature resistance and wear resistance of the friction body significantly increased. By the Carbon content results in connection with the partial carbidized embedded metal particles a clearly improved friction pairing when used with brake bodies fiber-reinforced ceramic.
Erfindungsgemäß wurde ferner erkannt, daß sich derartige Reibkörper durch Sintern einer formgepreßten Mischung zumindest aus Kohlenstoffpartikeln und Metallpartikeln unter Vakuum oder Schutzgasatmosphäre herstellen lassen, wobei die Sinterparameter derart gewählt werden, daß die Metallpartikel während des Sinterprozesses zumindest teilweise mit Kohlenstoff reak tionsgebunden werden.According to the invention it was also recognized that such Friction body by sintering a compression-molded mixture at least from carbon particles and metal particles under vacuum or Have a protective gas atmosphere created, the sintering parameters be chosen such that the metal particles during the Sintering process at least partially with carbon reak be bound.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung werden die Kohlen stoffpartikel in Pulverform zugesetzt, wobei vorzugsweise Kokspulver und ggf. Graphitpulver bevorzugt ist.In an advantageous development of the invention, the coals added substance particles in powder form, preferably Coke powder and possibly graphite powder is preferred.
In zusätzlicher Weiterbildung der Erfindung werden der Mischung zur Pyrolyse geeignete Polymere, vorzugsweise zumindest Pech, Polysiloxan oder Polycarbosilan, als Bindemittel zugesetzt.In an additional development of the invention, the mixture polymers suitable for pyrolysis, preferably at least pitch, Polysiloxane or polycarbosilane, added as a binder.
Durch einen derartigen Zusatz von organischen Bindemitteln lassen sich beim Kaltpressen der Mischung Grünlinge mit ausreichender Festigkeit herstellen. Da die organischen Bindeanteile beim anschließenden Sinterprozeß zu sekundärem Kohlenstoff, SiOC und/oder SiC pyrolisieren, wird hierdurch der Matrixverbund noch verbessert und die Reaktionsbindung der eingelagerten Metallpartikel unterstützt, da der pyrolytisch gebildete Kohlenstoff erheblich reaktionsfreudiger als der primär ein gelagerte Kohlenstoff ist.By adding organic binders in this way cold compacts with sufficient green compacts Establish strength. Since the organic binding components in subsequent sintering process to secondary carbon, SiOC and / or pyrolyze SiC, the matrix composite is hereby still improved and the reaction bond of the stored Metal particles supported because of the pyrolytically formed Carbon significantly more reactive than the primary one stored carbon is.
In zusätzlicher Weiterbildung der Erfindung werden die Metall partikel in Pulverform verwendet, wobei Eisen, Stahl, Grauguß, Bronze, Messing, Silizium, Ferrosilizium und/oder Kupfer bevorzugt sind. In an additional development of the invention, the metal particles used in powder form, whereby iron, steel, cast iron, Bronze, brass, silicon, ferrosilicon and / or copper are preferred.
Je nach dem verwendeten Bremskörper als Reibpartner sind hierbei verschiedene der erwähnten Metalle oder auch Kombinationen hiervon in geeigneten Mischungsverhältnissen bevorzugt.Depending on the brake body used as a friction partner are here various of the metals mentioned or combinations preferred in suitable mixing ratios.
In zusätzlicher Weiterbildung der Erfindung werden der Mischung Hartstoffpartikel, vorzugsweise in Pulverform, zugesetzt, wobei insbesondere Siliziumcarbid und/oder Titancarbid bevorzugt sind. Darüber hinaus sind jedoch auch Borcarbid, Aluminiumoxid oder Glas geeignet.In an additional development of the invention, the mixture Hard material particles, preferably in powder form, are added, wherein in particular silicon carbide and / or titanium carbide are preferred. In addition, however, are also boron carbide, aluminum oxide or Suitable for glass.
Durch den Zusatz derartiger Hartstoffpartikel mit einem Gewichts anteil von bis zu 20 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 10 Gew.-%, läßt sich der Abrieb des Reibkörpers verringern bzw. die Verschleißfestigkeit deutlich steigern.By adding such hard material particles with a weight proportion of up to 20% by weight, preferably up to 10% by weight, can reduce the abrasion of the friction body or the Significantly increase wear resistance.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden der Mischung feste Schmiermittel, vorzugsweise Molybdän sulfid und/oder Graphit zugesetzt.According to a further advantageous embodiment of the invention solid lubricants, preferably molybdenum, are added to the mixture sulfide and / or graphite added.
Durch diese Maßnahme wird eine Konstanz der Reibbeiwerte über weite Temperaturbereiche unterstützt und gleichzeitig der Verschleiß reduziert. Hierbei haben sich Schmiermittelzusätze von bis zu 30 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 15 Gew.-%, als vorteilhaft erwiesen.This measure ensures that the coefficient of friction remains constant supports wide temperature ranges and at the same time the Wear reduced. Here there are lubricant additives of up to 30% by weight, preferably up to 15% by weight, as proven advantageous.
Die verwendete Mischung besteht vorzugsweise aus 20 bis 70 Gew.-% Kohlenstoffpartikeln, 10 bis 60 Gew.-% Metallpartikeln, 0 bis 30 Gew.-% Bindemitteln, 0 bis 30 Gew.-% Hartstoffen und 0 bis 20 Gew.-% festen Schmiermitteln, insbesondere aus 30 bis 70 Gew.-% Kohlenstoffpartikeln, 15 bis 50 Gew.-% Metallpartikeln, 0 bis 10 Gew.-% Bindemitteln, 0 bis 10 Gew.-% Hartstoffen und 0 bis 10 Gew.-% festen Schmiermitteln. The mixture used preferably consists of 20 to 70% by weight Carbon particles, 10 to 60 wt .-% metal particles, 0 to 30 wt .-% binders, 0 to 30 wt .-% hard materials and 0 to 20 wt .-% solid lubricants, especially from 30 to 70% by weight of carbon particles, 15 to 50% by weight of metal particles, 0 to 10 wt .-% binders, 0 to 10 wt .-% hard materials and 0 to 10% by weight of solid lubricants.
Beim Kaltpressen haben sich Preßdrücke von etwa 500 bis 2000 bar als vorteilhaft erwiesen, um Grünlinge mit ausreichender Festigkeit herzustellen.Cold presses have pressures of around 500 to 2000 bar proven to be beneficial to green bodies with sufficient To produce strength.
Soweit Bindemittel wie zum Beispiel, Pech, Polysiloxan oder Polycarbosilan zugesetzt werden, kann der Preßdruck reduziert werden, vorzugsweise auf etwa 50 bar.As far as binders such as pitch, polysiloxane or Polycarbosilane added, the pressure can be reduced be, preferably to about 50 bar.
Die anschließende Sinterung wird vorzugsweise in einem Tempera turbereich von etwa 800 bis 1400°C durchgeführt, wobei sich eine Temperatur von etwa 1000°C bis 1200°C als besonders vorteilhaft erwiesen hat.The subsequent sintering is preferably carried out in a tempera tur range from about 800 to 1400 ° C, where a temperature of about 1000 ° C to 1200 ° C as special has proven advantageous.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachste hend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.It is understood that the above and the next features to be explained not only in the specified combination, but also in others Combinations or alone can be used without the Leave the scope of the invention.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:Further features and advantages of the invention result from the following description of preferred exemplary embodiments with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 ein lichtmikroskopisches Gefügebild eines erfin dungsgemäßen Reibbelages, der aus 30 Gew.-% Stahl pulver, 2 Gew.-% Naturgraphit, 5 Gew.-% Pech und 63 Gew.-% Koks hergestellt wurde, und Fig. 1 is a light microscopic micrograph of a friction lining according to the invention, which was made from 30 wt .-% steel powder, 2 wt .-% natural graphite, 5 wt .-% pitch and 63 wt .-% coke, and
Fig. 2a, b Ergebnisse eines Bremsversuches mit einem Bremsbelag mit einer Fläche von 86 × 60 mm gemäß Fig. 1, der auf einem Bremsenprüfstand mit einer Bremsscheibe aus kurzfaserverstärkter Keramik (C/C-SiC) mit einem Durchmesser von 280 mm getestet wurde, wobei in Fig. 2a der Verlauf des Reibbeiwertes dargestellt ist und in Fig. 2b die Temperatur der Bremsscheibe in der Scheibenmitte. FIG. 2a, b results of a brake test with a brake pad with an area of 86 × 60 mm according to FIG. 1, which was tested on a brake test stand with a brake disc made of short-fiber-reinforced ceramic (C / C-SiC) having a diameter of 280 mm, wherein in Fig. 2a the variation of the coefficient of friction is illustrated in Fig. 2b, the temperature of the brake disc in the disc center.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Reibkörper wird eine Mischung aus Kohlenstoffpulver (vorzugsweise Koks), aus einem zur Pyrolyse geeigneten Polymer (vorzugsweise Pech, Polysiloxan und Polycarbosilan) als Binder aus Metallpulver, vorzugsweise Eisen, aus Hartstoffpulver als Reibstütze (vorzugsweise TiC und/oder SiC) und aus festen Schmierstoffen (vorzugsweise MoS2) kalt mit einem Druck von 500 bis 2000 bar verpreßt. Die so erhaltenen Grünlinge werden anschließend bei Temperaturen von 800 bis 1200°C, vorzugsweise von etwa 1000°C, unter Schutzgas gesintert, wobei die organischen Bindemittel zunächst pyrolisiert werden. Pech wird dabei zu sekundärem Kohlenstoff pyrolisiert, Polysiloxan pyrolisiert zu Si-O-C und Polycarbosilan zu SiC (C,O). Während des Sinterprozesses reagieren die Metallpulver je nach Sinterbedingungen und Partikelgröße vollständig oder teilweise zu den entsprechenden Karbiden.To produce the friction bodies according to the invention, a mixture of carbon powder (preferably coke), a polymer suitable for pyrolysis (preferably pitch, polysiloxane and polycarbosilane) is used as a binder made of metal powder, preferably iron, of hard powder as a friction support (preferably TiC and / or SiC) and made of solid lubricants (preferably MoS 2 ) cold pressed at a pressure of 500 to 2000 bar. The green compacts obtained in this way are then sintered at from 800 to 1200 ° C., preferably from about 1000 ° C., under a protective gas, the organic binders first being pyrolyzed. Pitch is pyrolyzed to secondary carbon, polysiloxane pyrolyzed to Si-OC and polycarbosilane to SiC (C, O). Depending on the sintering conditions and particle size, the metal powders react completely or partially to the corresponding carbides during the sintering process.
Es werden Sinterkörper mit einer Biegefestigkeit von mindestens 30 MPa und einer Härte von HV 800 bis 1200 erhalten. Diese Körper sind in ihrer Härte und Festigkeit dem Bremskörperwerkstoff "kurzfaserverstärkte Keramik" angepaßt. Durch einen hohen Anteil an Kohlenstoff und Keramik aus den Reibstützen und den kar bidisierten Metallpulvern können wesentlich höhere Temperaturen als bei konventionellen Bremsbelägen zugelassen werden. Der hohe Kohlenstoffanteil ermöglicht die Einbettung von harten Partikeln, stammend aus der Umgebung oder aus den Reibpartnern, so daß diese keinen weiteren abrasiven Verschleiß hervorrufen. There are sintered bodies with a bending strength of at least 30 MPa and a hardness of HV 800 to 1200. These bodies are the hardness and strength of the brake body material "Short fiber reinforced ceramic" adapted. By a high percentage of carbon and ceramic from the friction supports and the kar bidized metal powders can reach much higher temperatures than conventional brake pads. Of the high carbon content enables the embedding of hard Particles originating from the environment or from the friction partners, so that they do not cause any further abrasive wear.
Ein Gemisch aus 30 Gew.-% Stahlpulver, 2 Gew.-% Naturgraphit, 5 Gew.-% Pech und 63 Gew.-% Kokspulver wurde bei 1500 bar kalt verpreßt und anschließend bei 1000°C unter Argonatmosphäre gesintert.A mixture of 30% by weight steel powder, 2% by weight natural graphite, 5% by weight of pitch and 63% by weight of coke powder became cold at 1500 bar pressed and then at 1000 ° C under an argon atmosphere sintered.
Fig. 1 zeigt ein Gefüge des fertigen Körpers im lichtmikroskopi schen Schliffbild. Die hellen Gefügeanteile sind in der Kohlen stoffmatrix eingelagerte Stahlpartikel, während die Kohlenstoff matrix grau erscheint. Bei den schwarzen Gefügeanteilen handelt es sich um Restporosität, teilweise auch um pyrolytisch gebil deten sekundären Kohlenstoff. Fig. 1 shows a structure of the finished body in light microscopic micrograph's. The light structure parts are steel particles embedded in the carbon matrix, while the carbon matrix appears gray. The black structure is residual porosity, sometimes also pyrolytically formed secondary carbon.
Aus den Körpern wurden zwei Bremsbeläge mit einer Fläche von 86 × 60 mm mechanisch herausgearbeitet und auf einem Bremsen prüfstand mit einer Bremsscheibe aus kurzfaserverstärkter Keramik (C/C-SiC) mit einem Durchmesser von 280 mm getestet. Der Reibbeiwert lag gemäß Fig. 2a zwischen 0,28 und 0,4. Der Verschleiß wurde bei einem Bremsdruck von 20 bar mit 0,7 g gemessen.Two brake pads with an area of 86 × 60 mm were mechanically worked out of the bodies and tested on a brake test stand with a brake disc made of short fiber reinforced ceramic (C / C-SiC) with a diameter of 280 mm. According to FIG. 2a, the coefficient of friction was between 0.28 and 0.4. The wear was measured at a brake pressure of 20 bar at 0.7 g.
Gegenüber Beispiel 1 wurde der Gehalt des Stahlpulvers auf 50 Gew.-% erhöht. Ansonsten wurden die gleichen Versuchsbedingun gen wie bei Beispiel 1 verwendet. Der gemessene Reibwert lag zwischen 0,20 und 0,45. Der Verschleiß bei einem Anpreßdruck von 20 bar betrug 1 g. Das Reibverhalten entspricht somit etwa Beispiel 1. Compared to Example 1, the content of the steel powder was 50 wt .-% increased. Otherwise the same test conditions were used gene used as in Example 1. The measured coefficient of friction was between 0.20 and 0.45. The wear at a contact pressure of 20 bar was 1 g. The friction behavior thus corresponds approximately Example 1.
Der Gehalt des Stahlpulvers wurde auf 10 Gew.-% reduziert. Ansonsten wurden die gleichen Versuchsbedingungen wie bei Beispiel 1 verwendet. Der gemessene Reibwert lag mit 0,15 bis 0,28 deutlich niedriger, der gemessene Verschleiß bei einem Druck von 20 bar betrug 1,4 g und war damit etwa doppelt so hoch wie bei Beispiel 1.The content of the steel powder was reduced to 10% by weight. Otherwise the same test conditions as for Example 1 used. The measured coefficient of friction was 0.15 to 0.28 significantly lower, the measured wear at one Pressure of 20 bar was 1.4 g, which was about twice as much high as in example 1.
Es wurde ein herkömmlicher C/C-Bremsbelag der Firma HITCO analog den Bedingungen von Beispiel 1 getestet. Der gemessene Reibwert lag mit 0,2 bis 0,25 sehr niedrig und der Verschleiß bei 20 bar mit 7,7 g sehr hoch. Dieser herkömmliche Bremsbelag ist damit zu weich.A conventional C / C brake pad from HITCO became analog tested the conditions of Example 1. The measured coefficient of friction was very low at 0.2 to 0.25 and wear at 20 bar very high at 7.7 g. This conventional brake pad is now too soft.
Es wurde ein Bremsbelag aus dem Material der Bremsscheibe analog den Bedingungen aus Beispiel 1 getestet. Der Reibwert lag mit 0,4 bis 0,6 hoch, der gemessene Verschleiß war mit 7,2 g sehr hoch. Mit einem derartigen "harten Belag" ist offensichtlich keine ausreichende Einbettfähigkeit von harten Partikeln mehr möglich. Demzufolge tritt ein starker abrasiver Verschleiß auf.A brake pad made of the same material as the brake disc was used tested the conditions of Example 1. The coefficient of friction was with 0.4 to 0.6 high, the measured wear was very high at 7.2 g high. With such a "hard surface" is obvious insufficient embedding ability of hard particles possible. As a result, severe abrasive wear occurs.
Es wurde ein herkömmlicher organisch gebundener Serienbelag anlog den Bedingungen von Beispiel 1 getestet. Der Reibwert war mit 0,15 bis 0,35 niedrig, und der Verschleiß lag mit 30,4 g extrem hoch. It became a conventional, organically bound series covering tested according to the conditions of Example 1. The coefficient of friction was low at 0.15 to 0.35 and wear was at 30.4 g extremely high.
Eine herkömmliche Grauguß-Bremsscheibe von Daimler-Benz wurde mit dem Original-Serienbelag gemäß Beispiel 6 analog den Testbedingungen aus Beispiel 1 getestet. Der Verschleiß der Bremsbeläge wurde mit 5,0 g ermittelt und ist damit etwa fünfmal so groß wie der aus Beispiel 1 und 2.A conventional cast iron brake disc from Daimler-Benz was with the original series covering according to example 6 analogous to the Test conditions from Example 1 tested. The wear of the Brake pads were found to be 5.0 g, which is about five times as large as that from example 1 and 2.
Die Beispiele zeigen, daß mit dem erfindungsgemäßen Bremsbelag der Verschleißwiderstand gegenüber herkömmlichen Serienbremsbe lägen deutlich verbessert wurde. Ferner zeigt sich, daß der erfindungsgemäße Bremsbelag in Verbindung mit einer Bremsscheibe aus faserverstärkter Keramik einen besseren Reibbeiwert und ein um ein Mehrfaches verbessertes Verschleißverhalten aufweist, als sich bei einem organisch gebundenen Bremsbelag in Verbindung mit einer Graugußbremsscheibe ergibt.The examples show that with the brake pad according to the invention the wear resistance compared to conventional series brakes were significantly improved. It also shows that the Brake pad according to the invention in connection with a brake disc made of fiber-reinforced ceramic has a better coefficient of friction and has a wear behavior that has been improved many times over, than in connection with an organically bound brake pad with a cast iron brake disc.
Claims (15)
- - Herstellen einer Mischung zumindest aus Kohlenstoff partikeln und aus Metallpartikeln,
- - Pressen der Mischung in einer Form und
- - Sintern unter Vakuum oder Schutzgasatmosphäre, bis die Metallpartikel zumindest teilweise mit Kohlenstoff reaktionsgebunden sind.
- Producing a mixture of at least carbon particles and metal particles,
- - pressing the mixture into a mold and
- - Sintering under a vacuum or protective gas atmosphere until the metal particles are at least partially reactive with carbon.
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