DE2120260B2 - Reibwerkstoff auf der basis von sinterbronze - Google Patents
Reibwerkstoff auf der basis von sinterbronzeInfo
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Description
Ein so zusammengesetzter erfindungsgemäßer Reibwerkstoff zeigte auf einem Teilbelagprüfstand günstigere
Werte, d. h. geringeren Verschleiß und besonders gleichmäßigen Reibwertverlauf, geeenüber
solchen Reibwerkstoffen mit Bronzen, bei denen an Stelle von Kobalt, Wismut oder Zinn vorhanden sind.
Die Anmelderin ist der Ansicht, daß diese besondere Verbesserung der Reibeigenschaften zurückzuführen
ist auf die Bildung von «-Mischkristallen, wie sie bekannterweise bei Temperaturen über rund 10000C
zwischen Kobalt und Kupfer aufzutreten pflegt, denn bei diesen Temperaturen ist Kobalt mit etwa 5°/0 als
α-Mischkristall im Kupfer löslich. Wahrscheinlich führt der «-Mischkristall zu einer Verminderung der
an sich vom Kupfer bekannten Neigung zur sögenannten Verschleißung bei Reibungsvorgängen.
Das Kupfer wird im erfindungsgemäßen Reibwerkstoff zweckmäßig in einer Korngröße von 10 bis
500 μιη, vorzugsweise 15 bis 80 μηι, eingesetzt. Wenn
Kobalt vorhanden ist, sollte dieses vorteilhaft in Korngrößen von 3 bis 200 μιη, vorzugsweise 15 bis
55 μπι, vorliegen.
Der erfindungsgemäße Reibwerkstoff ist sehr einfach verarbeitbar. Er läßt sich durch ein vergleichsweise
wenig aufwendiges übliches Kaltpreßverfahren as fertigen. Neben den verbesserten Gebrauchseigenschaften
der erfindungsgemäßen Reibwerkstoffe bestehen die zusätzlichen Vorteile in einer beachtlichen
Gewichtsersparnis und einer vereinfachten und damit technisch weniger aufwendigen Herstellungsmöglichkeit.
Aus folgenden Bestandteilen
Gewichtsprozent
Kupferpulver, Teilchengröße 50 μιη 80
Kobaltpulver, Teilchengröße 30 μπα 5
Hartgebrannter Elektrographit,
Teilchengröße 200 μιη S
Lamellarer Naturgraphit,
Teilchengröße 250 μιη 7
wurde ein erfindungsgemäßer Reibwerkstoff wie folgt hergestellt: Die pulverförmigen Bestandteile wurden
miteinander vermischt und bei einem Druck von 2 bis 4 Mp/cm2 kalt vorgepreßt; danach wurde bei 600 bis
8000C vorgesintert. Anschließend wurde mit einem Druck von 2 bis 4 Mp/cm2 nachgepreßl und danach
bei einer Temperatur von 1100 bis 12000C fertiggesintert.
Nach dem Sintern wurde bis auf ein Restporenvolumen von weniger als 10% bei einem Pressendruck
von 2 bis 4 Mp/cm2 fertiggepreßt (kalibriert). Danach lag das Fertigteil vor. Dieses hatte ein gegenüber
bekannten Sinterbronze-Reibwerkstoffen niedrigeres Gewicht und einen geringeren Gegenangriff und
gegenüber bekannten Sintereisenwerkstoffen eine wesentlich erhöhte Korrosionsbeständigkeit.
| Gewicht | Gewicht | DlN 50 017 | (3 Runden) | Gewichts | Gewichts | Gewicht | |
| vor | nach der | Gewichts | Gewicht | zunahme | zunahme | nach der | |
|
r rODCfl
Nr *\ |
Prüfung | 1. Runde | zunahme | nach der | in "/„ | in·/» | 3. Runde |
| 1^iI. ) | 70,80 | 70,95 | in·/. | 2. Runde | 0,35 | 71,09 | 0,41 |
| 1 | 70,38 | 70,51 | 0,21 | 71,05 | 0,71 | 70,62 | 0,36 |
| 2 | 71,78 | 71,91 | 0,18 | 70,60 | 0,32 | 72,05 | 0,38 |
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| 13 | 0,06 | 69,88 | |||||
♦) Die Proben Nr. 1, 2, 3 und 4 bestanden aus üblichem Sintereiscn-Reibwerkstoff; die Proben Nr. 10, 11, 12 und 13 bestanden
aus gemäß dem beschriebenen Beispiel hergestelltem erfindungsgemäßem Reibwerkstoff.
Der so hergestellte erfindungsgemäße Reibwerkstoff wurde mit üblichem Sintereisen-Reibwerkstoff
im Kesternich nach dem Schwitzwasser-Wechselklima-Test gemäß DIN 50 17-SFW geprüft. Dazu wurden
die Proben (es wurden vier Proben des gemäß im Beispiel 1 hergestellten erfinJungsgemäßen Reibwerkstoffes
und vier Proben von üblichem Sintereisen-Reibwerkstoff untersucht) nach jeder Runde getrocknet
und gewogen und die Gewichtszunahme ermittelt. Die Werte sind der vorstehenden Tabelle zu
entnehmen.
Die verringerte Korrosionsanfälligkeit des erfindungsgemäßen Reibwerkstoffes gegenüber dem
üblichen Sintereisen-Reibwerkstoff (beschrieben in der deutschen Auslegeschrift 1 533 278 der Anmelderin)
ist offensichtlich.
Es wurden ferner Proben auf einem Teilbelagscheibenbremsprüfstand
nach einem in der Automobilindustrie üblichen Programm geprüft.
Als Gegenwerkstoff (Trommelmaterial) wurde Graucu
ß (GG 26) verwendet.
Der erfindungsgemäße Reibwerkstoff hatte einen
mittleren Reibwert μ = 0,46, einen Eigenverschleiß von 1,7 g und einen Abrieb der Gegenscheibe von 0,4 g.
Ein üblicher Reibwerkstoff auf Bronzebasis, der einen Reibwert μ = 0,42 bei folgender Zusammensetzung
Cu ...
Sn ...
Pb ...
Fe ...
C ....
AI2O3
Sn ...
Pb ...
Fe ...
C ....
AI2O3
74°/o 6%
30A, 6°/o 7% 5°/„
hatte, wurde nach dem gleichen Programm geprüft, und es ergaben sich folgende Werte:
Eigenverschleiß 5,6 g
Abrieb der Gegenscheibe 6,1 g
Außerdem zeigte das Gegenmaterial bei dem Vergleichswerkstoff starke Riefen, die beim erfindungsgemäßen
Reibwerkstoff nicht auftraten.
Claims (5)
1. Reibwerkstoff auf der Basis von Sinterbronze einer der bekannten Bronzen — mit Ausnahme der
mit einem Zusatz von Titan und/oder einem Metall 5 binären Bleibronzen — von 60 bis 91%., welcher
aus der VI., VII. und/oder VIII. Gruppe des dadurch gekennzeichnet ist, daß der Graphit darin
Periodischen Systems von 4 bis 15% und einem zu 20 bis 80% aus Kunstgraphit, Rest Naturgraphit,
Zusatz an Graphit von 5 bis 25% und an Kupfer besteht.
oder einer der bekannten Bronzen — mit Aus- Wie überraschend gefunden wurde, ist es bei einem
nähme der binären Bleibronzen — von 60 bis io solchen Sinterbronze-Reibwerkstoff möglich, hervor-
91%, dadurch gekennzeichnet, daß ragende Reibeigenschaften, die gegenüber sonstigen
der Graphit in dem Reibwerkstoff zu 20 bis 80% Bronzen wesentlich verbessert sind, dadurch zu er-
aus Kunstgraphit besteht. reichen, daß man in Verbindung mit Naturgraphit
2. Reibwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch Kunstgraphit in dem angegebenen Mengenverhältnis
gekennzeichnet, daß der Kunstgraphit Elektro- 15 einsetzt.
graphit und der Naturgraphft iamellarer Graphit Wenn in einem Reibwerkstoff die anteilige Kunstist,
graphitmenge bei sonst gleichen Verhältnissen kleiner
3. Reibwerkstoff nach Anspruch 1 oder 2, da- als erfindungsgemäß angegeben, also kleiner als 20%
durch gekennzeichnet, daß der Kunstgraphit hart- des Graphits, gewählt wird, dann wird der Reibwert
gebrannter Elektrographit ist. 20 zu niedrig, und der Werkstoff ist außerdem nur
4. Reibwerkstoff nach Anspruch 1 bis 3, da- schlecht sinterbar. Wenn man den Anteil an Kunstdurch
gekennzeichnet, daß der Kunstgraphit und graphit höher als 80% wählt, dann machen sich under
Naturgraphit in einer Teilchengröße von 60 günstige Reibeigenschaften bemerkbar, es tritt z. B.
bis 800 μΐη vorliegen. das als »stick-slip« bekannte Verhalten auf.
5. Reibwerkstoff nach Anspruch 1 bis 4, ge- 25 Als besonders zweckmäßig wird Elektrographit,
kennzeichnet durch folgende Zusammensetzung: insbesondere hartgebrannter Elektrographit als Kunst-Kupfer
8Q0/ graphit für den erfindungsgemäßen Reibwerkstoff
(Korngröße 5 bis 80 μπΐ)
° vorgesehen; der Naturgraphit ist vorteilhaft Iamellarer
Kobalt 5°/ Graphit. Sowohl Kunstgraphit als auch Naturgraphit
(Korngröße 15 bis 55 μηί)
° 3° sollten vorteilhaft in einer Teilchengröße von 60 bis
Kunstgraphit 8% 80° V-m vorliegen.
(Korngröße 100 bis 300 am) Elektrographite haben bekanntermaßen relativ hohe
Lamellarer Natui graphit 7% Reibwerte (μ. = größer als 0,3), verglichen mit Natur-
(Korngröße 100 bis 300 am) graphit (μ = kleiner als 0,16). Die sogenannten hart-
35 gebrannten Elektrographite, die gegenüber dem nor-
malen Elektrographit eine 7- bis 8mal größere Härte
aufweisen, haben besonders hohe Reibwerte und sehr
Die Erfindung bezieht sich auf einen Reibwerkstoff niedrigen Verschleiß. Wie gefunden wurde, eignen
mit hohem Reibwert, geringem Verschleiß und ge- sie sich in Verbindung mit Naturgraphit dazu, ohne
ringster Korrosionsanfälligkeit. 4° Gegenangriff auf das Gegenmaterial, wie er bei den
Reibwerkstoffe mit hohem Reibwert und geringem bekannten Reibwerkstoffen, die Oxide enthalten, auf-
Verschleiß sind bekannt, z. B. aus der deutschen tritt, als Bestandteil der erfindungsgemäßen Reib-
Auslegeschrift 1 533 278 der Anmelderin. Diese Reib- werkstoffe.
werkstoffe sind auf der Basis von Sintereisen aufge- Wie festgestellt wurde, bedarf es der angegebenen
baut und haben neben ihren guten Reibeigenschaften 45 Mengenverhältnisse von Elektrographit zu Natur-
den Nachteil, daß sie nicht frei von Korrosions- graphit, d. h., es sollte ein optimales prozentuales
anfälligkeit sind, so daß ihre Einsatzmöglichkeiten Mengenverhältnis Elektrograph.it/Naturgraphit von
begrenzt sind. 53% zu 47% eingehalten werden, um einen erfin-
Geringe Korrosionsanfälligkeit weisen die be- dungsgemäßen Reibwerkstoff mit konstant hohem
kannten Reibwerkstoffe auf der Basis von Bronze auf. 5° Reibwert, geringem Verschleiß und niedrigstem Gegen-
Tn diesen sind jedoch zur Erzielung ausreichend hoher angriff zu erhalten.
Reibwerte als sogenannte Reibstützer z. B. Quarz- Wie weiterhin überraschend gefunden wurde, ist
sand, Korund, Silikate und andere Oxide eingebaut, es durch Verwendung einer Sinterbronze aus Cu und
die zwar den Eigenverschleiß der Werkstoffe ver- Co, bei welcher der Zusatz von Co zum Cu 6,25%
mindern, aber — was nachteilig ist — zu Gegenangriff 55 ausmacht, möglich, dem erfindungsgemäßen Sinterführen,
d. h., der Verschleiß des Gegenwerkstoffes, bronze-Reibwerkstoff besonders ausgezeichnete Reibz.
B. des Bremstrommel- bzw. Bremsscheibenwerk- eigenschaften zu verleihen. Sehr gute Werte wurden
stoffes, wird unverhältnismäßig groß bei Einsatz erhalten mit einem erfindungsgemäßen Reibwerkstoff
dieser Reibwerkstoffe in z. B. Kraftfahrzeugen, wo folgender Zusammensetzung:
normalerweise als Gegenwerkstoff Graugruß, Temper- 6o
normalerweise als Gegenwerkstoff Graugruß, Temper- 6o
guß oder Stahlguß verwendet wild. Kupfer 80%
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen (Korngröße 5 bis 80 μιη),
Reibwerkstoff zu schaffen, der unter den gleichen Kobalt 5%
Einsatzbedingungen gute Reibeigenschaften, jedoch (Korngröße 15 bis 55 μτη),
keine nennenswerte Korrosion aufweist. 65 Kunstgraphit 8%
Diese Aufgabe wird gelöst mittels des erfindungs- (Korngröße 100 bis 300 μίτι),
gemäßen Reibwerkstoffes auf der Basis von Sinter- Lamellarer Naturgraphit 7%
bronze mit einem Zusatz, von Titan und/oder einem (Korngröße 100 bis 300 μιη).
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee | ||
| EI | Miscellaneous see part 3 | ||
| EILA | Invalidation of the cancellation of the patent | ||
| EF | Willingness to grant licences | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |