DE2136976A1 - Process for the preparation of semi-metallic friction material - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft Reib- bzw. Iriktionsmaterialien und ins-Desondere ein Verfahren, durch \^elches mit Hilfe eines Naßgemisches aus halbmetallischem Iriktionsmaterial bestehende Klötze oder Beläge für Bremsen, Kupplungen und dergleichen gefertigt werden können.The invention relates to friction materials and more particularly a process by means of a wet mixture Blocks or linings for brakes, clutches and the like made from semi-metallic friction material can be.
um den Erfordernissen gerecht zu werden, itfelche bei der Herstellung von Bremsen für Kraftfahrzeuge bestehen, wurden halbmetalliscfie Friktionsmaterialien bereits entwickelt. Diese Materialien besitzen .einen großen Widerstand gegenüber dem sogenannten lading, gute lirhölung bzw. Rückbildung, gute Verschleißeigenschaften und verstärkte Wirksamkeit sowohl bei hohen als auf tiefen Temperaturen. Haibiaetallische Reib- bzw. Friktionsmaterialien können über dem Temperaturbereich von 25O0C bis 55O0C eingesetzt werden und über-In order to meet the requirements that exist in the manufacture of brakes for automobiles, semi-metallic friction materials have already been developed. These materials have a high resistance to so-called charging, good oil heating or regression, good wear properties and increased effectiveness both at high and low temperatures. Shark metallic friction or friction materials can be used over the temperature range from 25O 0 C to 55O 0 C and over-
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brücken dabei die Lücke^ zwischen herkömmlichen, organischen !-iaterialien und gesinterten Metallen. Die Ansätze eines dieser halbmetallischen Materialien sindim US Patent Nr. 3 434 998 beschrieben, Kennzeichnenderweise besitzen halbmetallische Materialien hone thermische Leitfähigkeit, sehr geringe Kompressibilität; sie polieren, nutzen indessen gegenüberliegende bzw. anliegende Flächen nicht ab und hinterlassen in diesen keine Kratzspuren, üie Bestandteile halbmetallischer liaterialien sind denen gesinterter Materialien insofern vergleichbar, als halbmetallische .Materialien einen hohen Bisen- und Graphitanteil aufwreisen. Im Gegensatz zu gesinterten Materialien ist das Eisen (oder ein anderes IietallJ und Graphit mit einem organischen Bindemittel gemischt und ausgehärtet. Halbmetallische Friktionsmaterialien bekannter Art uerden durch Trockengemische zubereitet, wobei die FriktioiisiaateriaL-Bestandteile miteinander trocken vermischt werden. Produkte, welche aus Trockengeniischen geformt v/erden, besitzen indessen eine verhältnismäßig kleine Querbruchfestij;keit. Darüber hinaus stellt die Fertigung bogenförmig geformter Brenisbelagabschnitte aus halbmetallischen llaterialien unter Anwendung von Trockengemischen ein teueres Verfahren dar, wenn man die Rohmaterialkosten alsauch die dem Verfahren eigenen, iiohen Arbeitskosten Detracttct. Schließlich ist die Trocken^eMischzuuereitung für Eren.sbelä^e auf das Formpressen begrenzt, Kenn hallrietallΪ3ehe, Do^oiiföri.Ig^. Breiitsbelägabschnitte herzustellen sind.bridge the gap between conventional organic materials and sintered metals. Approaches to one of these semi-metallic materials are described in U.S. Patent No. 3,434,998, Characteristically, semi-metallic materials have high thermal conductivity and very low compressibility; she polish, however, do not wear off opposing or adjacent surfaces and leave no scratch marks in them, üie Components of semi-metallic limaterialien are those of sintered ones Materials comparable in that they are semi-metallic materials a high proportion of bisque and graphite. In contrast to sintered materials, iron (or another metal) is and graphite mixed with an organic binder and cured. Ground semi-metallic friction materials of known type Prepared by dry mixes, with the friktioiisiaateriaL ingredients be mixed dry with each other. Products which are formed from dry genes, however, have a relatively small transverse fracture strength. Furthermore manufactures arch-shaped brenis lining sections made of semi-metallic materials using dry mixes is an expensive process if one detects the raw material costs as well as the intrinsic labor costs of the process. Finally, the dry mixed preparation is for Eren.sbelä ^ e limited to compression molding, Kenn hallrietallΪ3ehe, Do ^ oiiföri.Ig ^. Breiitsbelägabschnitte are to be produced.
um die Wirksamkeit des Binders zu verstärken una uu die Zeit und die Kosten bei der Herstellung halbmetallischer Friktionsi.tater ialien zu reduzieren wird erfindungsgeiiiäß vorgeschlagen, mittelsto increase the effectiveness of the binder and the time and the cost of producing semi-metallic friction materials to reduce it is proposed according to the invention, by means of
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ßgciiiisciien zu arbeiten. Auf diese K'eise kann das Gemisch auf or.aii^sc,ite l-'oivii druckgcvialzt oder stranggeprefit werden.ßgciiiisciien to work. The mixture can then be poured onto this surface or.aii ^ sc, ite l-'oivii can be press-molded or extruded.
Jas erfinduiigsgenäße Verfahren unter Vervrendung von ^aßgenischen kennzeichnet sich dadurch, daß die Trockenanteile eines halbmetallischeii Priktionsaaterials mit Flüssiganteilen gemischt werden* Vielehe einen flüssigen Phenolharzbinder aufweisen. Vorzugsweise weisen die flüssigen Anteile des Gemisches weiterhin Klebemittelzusätze und einen synthetischen Gummilatex auf.Methods according to the invention using genetic methods is characterized by the fact that the dry portion of a semi-metallic egg Priktionsaaterials are mixed with liquid parts * Many marriages comprise a liquid phenolic resin binder. Preferably the liquid components of the mixture also contain adhesive additives and a synthetic rubber latex.
Ls erweist sich im Rahmen der vorliegenden Lrfindung als zweckmäßig, daß der Binder aus einem trockenen Phenolharz, gelöst in '■ Alkohol und in einem Kohlenwasserstofflösungsmittel, besteht, um diejenigen Ligenschaften zu erreichen, welche flüssigen Bindemitteln auf Phenolharzbasis nicht eigen sind. : Ls proves to be within the scope of the present Lrfindung be advantageous in that the binder of a dry phenol resin dissolved in '■ alcohol and a hydrocarbon solvent, is to achieve those leagues properties which liquid binders are not intrinsically based on phenolic resin. :
Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es nunmehr möglich, das halbmetallische Friktionsmaterial in vorbestimmte Form ! strangzupresseii oder in der Form zu pressen. Durch die geeignete V.'aiil von Klebemittelzusätzen, so durch Zugabe von 2Oü-iger Lösung von Polyvinylbutyralintoluol und Isopropanol, ist es weiter möglicn, das halumetallische Gemisch für längere Zeit in klebrigem Zustand zu halten, so beispielsweise 1 bis 3 Tage. Auf diese Weise kann die Zeit gestreckt werden, während welcher das Gemisch im extruder- υ ζ ν.-. Strangpreßverfahren gefir^it v.drd.When using the method according to the invention, it is now possible to use the semi-metallic friction material in a predetermined shape ! Strangzupresseii or in the form to be pressed. With the appropriate amount of adhesive additives, for example by adding a 20% solution of polyvinylbutyralintoluene and isopropanol, it is also possible to keep the halo-metallic mixture in a sticky state for a longer period of time, for example 1 to 3 days. In this way, the time can be stretched during which the mixture in the extruder- υ ζ ν.-. Extrusion process gefir ^ it v.drd.
IjI w j.iji^auo des 5-ar ζ bind er s iu flüssiger Fon; verstärkt die ,_ "iwic..f'jri-.u.^e liisper^ierun^ des Binders iimerhalti des Ansatzes IjI w j.iji ^ auo des 5-ar ζ bind er s iu liquid Fon; reinforces the, _ "iwic..f'jri-.u. ^ e liisper ^ ierun ^ the binder iimerhalti the approach
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bzw. der Verbindung, wodurch üic Wirksamkeit des Ein-icrsysteir.s verstärkt ist. Das Lxtruder- bzw. Strarigpreßverfauren erweist sich nicht nur als zeitersparend, es übt den sogenannten Orieiitierun^s- bzw. Hichtungseffekt in den Anteilen des Ansatzes auf, wodurch die Iestigkeit und Verschleißfestigkeit des Fertigproduktes gesteigert werden kann.or the connection, whereby the effectiveness of the one-icrsysteir.s is strengthened. Lx truder- or Strarigpreßverfauren not only proves to be a bridegroom saving, it exercises the so-called Orieiitierun ^ s or Hichtungseffekt in the shares of the approach to, can be increased so that the Iestigkeit and wear resistance of the finished product.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden die trockenen Bestandteile, welche aus Graphit, jietallpulver und aus Wandlern, so aus Stahlfasern bestehen, intensiv vermengt, bis eine gleichförmige :-iischung erreicht ist. Diese Bestandteile xrerden rat flüssigen Bestandteilen vermischt, um ein Naßgemiscu zu·erhalten. Jie menge der den trockenen Bestandteilen zugesetzten flüssigen Bestandteile beträgt etwa 5-20 Gew.-? 0 und liegt vorzugsweise im bereicn von 15-17 Gew.-'i. Das Gemisch ist in diesem Fall ausreicnend z:in bzw. abbindend, um in erwünschter Form im Strangpreßverfahren geformt zu werden. Im Gegensatz zu Trockengemischen, welche lediglich im Formpreßverfahren in vorbestimmter Gestalt geformt \tferden können, kann das Naßgemiscn im Strangpreßverfahren bearbeitet werden. Nachdem das ,iaterial im Strangpreßvcrfanren ocarbeitet wurde, wird es durch einen zur Fertigbearbeitung dienenden Ofen nindurchgeleitet, welcher eine Temperatur von etwa üd°l. aufweist, um die flüssigen Lösungsmittel abzuführen, i-.ach fertigstellung wird das Friktionsmatcrial in geeignete Lange gescunitten (beispielsweise durch Sägen), wonach man es durch einen \orwärmeofen mit einer Tenperatur von etwa 1 2J°Ü hindurciiloit et. Schließlich wird das Friktiunsiuatcrial durch Pressen i>ei oincmIn the process according to the invention, the dry constituents, which consist of graphite, metallic powder and transducers such as steel fibers, are intensively mixed until a uniform mixture is achieved. These components are mixed with liquid components in order to obtain a wet mixture. The amount of liquid ingredients added to the dry ingredients is about 5-20% by weight ? 0 and is preferably in the range of 15-17% by weight. In this case, the mixture is sufficient in or setting to be shaped in the desired shape in the extrusion process. In contrast to dry mixes, which can only be shaped into a predetermined shape using compression molding, the wet mix can be processed using extrusion molding. After the material has been processed in the extrusion fan, it is passed through a furnace which is used for finishing and which has a temperature of approx. has to remove the liquid solvents, i-. After completion, the friction material is cut to a suitable length (for example by sawing), after which it is hindurciiloit et. Finally the friktiunsiuatcrial is made by pressing i> ei oincm
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Druck von 35O-45ö°kp/cm in die geeignete Form gebracht. Während des Pressens wird die Lage des Materials verdichtet. Die verdiciiteten Teile werden anscnließend auf Dorne aufgelegt und in einen üfen eingeführt, um den Karzbinder bei etwa 200 C unter Wärme zu härten. Der fertige Bremsbelag weist bessere Querbruchwerte auf als Bremsbeläge, welche durch Trockengemische gefertigt werden. Die verbesserten Eigenschaften des erfindungsgemäßen Bremsbelages sind auf das verbesserte Bindersystem zurückzuführen.Pressure of 350-45 ° kp / cm brought into the appropriate form. While after pressing, the layer of the material is compacted. The thirsty ones Parts are then placed on mandrels and inserted into a furnace in order to keep the carbon binder at about 200 ° C To harden heat. The finished brake lining has better transverse fracture values than brake linings which are manufactured using dry mixtures will. The improved properties of the brake lining according to the invention are due to the improved binder system.
Die Bindelösung besteht aus einem Phenolharzbinder, welcher in Alkohol und in einem Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel aufgelöst ist. So wird nach einem kennzeichnenden Beispiel ein Phenolformaldehydharz als flüssige Bindelösung verwendet. Dieses Phenolformaldehydharz wurde in Isopropanol und Xylol aufgelöst. Die Lösung ist von klarem Erscheinungsbild. Vorzugsweise wird mit einem flüssigen Ilarzbinder begonnen, da dieser die erwünschteren higensciiaften einer Harzlösung besitzt. Das heißt, daß die Harzlösung geringere Strömungsfälligkeit und ein größeres i*lolekulargefüge besitzt als ein flüssiges Basisharz. Der der Bindelösung zuge^cuene kleber besteht aus einer Polyvinylbutyrallösung in einer ivoulenwasserstofflösung und aus einen Alkonol. InsDesoridere wird acr lieber durch eine 20-dew.-i aufweisende Lösung von i-OlyvinylLutyral in Toluol und Isopropanol gebildet. Andere Beispiele für Klebezusätze sind: Materialien auf Asphaltbasis in flüssiger Form, rohe belassen, Polyvinylalkohol und Harzöle. Polyvinylbutyral wird vorzugsweise verwendet, da es die Fähig -The binding solution consists of a phenolic resin binder, which is dissolved in alcohol and a hydrocarbon solvent is. Thus, a representative example becomes a phenol-formaldehyde resin used as a liquid binding solution. This phenol-formaldehyde resin was dissolved in isopropanol and xylene. the The solution is clear in appearance. It is preferable to start with a liquid resin binder, since these are the more desirable ones peculiar to a resin solution. That is, the resin solution less susceptibility to flow and a larger molecular structure possesses as a liquid base resin. The adhesive added to the binding solution consists of a polyvinyl butyral solution in an ivoule hydrogen solution and an Alkonol. InsDesoridere acr prefers to be replaced by a 20-dew.-i solution of i-OlyvinylLutyral formed in toluene and isopropanol. Other examples for adhesive additives are: asphalt-based materials in liquid form, raw, polyvinyl alcohol and resin oils. Polyvinyl butyral is preferred because it has the ability
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keit besitzt, in Kombination mit dem wärmehärtenden Harzbinder Querverbindungen einzugehen, so daß die Zähigkeit, Flexibilität. und Haftfähigkeit des ausgehärteten Binders verbessert wird.in combination with the thermosetting resin binder Cross-links, so that the toughness, flexibility. and adhesiveness of the cured binder is improved.
Das Benetzungmittel wird durch einen synthetischen Gummilatex gebildet, so durch einen Butadien-Styrol-Latex oder einen Acrylnitril-Gummilatex gebildet. Insbesondere kommt als Latex HYCAR (T) 1270X1 zur Anwendung, welches einen pH-Wert von 6,s und einen Festkörperanteil von 52-55°6 besitzt.The wetting agent is made up of a synthetic rubber latex formed, so by a butadiene-styrene latex or an acrylonitrile rubber latex educated. In particular, HYCAR (T) 1270X1, which has a pH value of 6, is used as the latex and has a solids content of 52-55 ° 6.
Vorzugsweise werden der flüssige Binder, das Klebemittel und das Benetzungmittel unter hoher iiiscngeschwindigkeit miteinander vermengt, so daß eine gleichförmige Lösung erzielt wird. Wenn eine gleichförmige Lösung der flüssigen Bestandteile erreicht ist, werden diese den trockenen Bestandteilen zugesetzt, während gleichzeitig das gesamte Gemisch gerührt wird. Auf diese Weise erhält man das Naßgemisch.Preferably, the liquid binder, the adhesive and the wetting agent are mixed with one another at high speed mixed so that a uniform solution is obtained. When a uniform solution of the liquid ingredients is achieved these are added to the dry ingredients while simultaneously stirring the entire mixture. In this way the wet mix is obtained.
Da durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht wird, daß die Festigkeit halbmetallischer Bremsbelagabschnitte verbessert wird, kann das als Basis dienende halbmetallische Gemisch durch Zugabe von 2-10 Volumen % Asbestfasern als Jirsatz für Metallfasern modifiziert werden, ohne dadurch nachteilig die Friktions- und Verschleißeigenschaften des Belages zu beeinträchtigen. Auf diese Weise können die Kosten des halbmetallischen Gemisches wesentlicn nerabgesetzt werden. iJie beschriebenen Materialien dienen infolgedessen nur dazu, ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Ur-Since it is achieved by the method according to the invention that the strength of semi-metallic brake lining sections is improved, the semi-metallic mixture used as the base can be modified by adding 2-10% by volume of asbestos fibers as an additive for metal fibers without adversely affecting the friction and wear properties of the lining affect. In this way, the cost of the semi-metallic mixture can be significantly reduced. The materials described therefore only serve to illustrate an exemplary embodiment of the present
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findung wiederzugeben und schränken nicht weiteie Abwandlungen und Weiterbildungen des Verfahrens ein.reflect the finding and do not restrict further modifications and further developments of the process.
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| FR (1) | FR2099534B1 (en) |
| GB (1) | GB1304980A (en) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1971
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- 1971-07-02 FR FR7124376A patent/FR2099534B1/fr not_active Expired
- 1971-07-23 DE DE19712136976 patent/DE2136976A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB1304980A (en) | 1973-01-31 |
| FR2099534A1 (en) | 1972-03-17 |
| FR2099534B1 (en) | 1974-04-05 |
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