DE3146361C2 - Gesinterter Reibstoff auf Eisenbasis - Google Patents

Gesinterter Reibstoff auf Eisenbasis

Info

Publication number
DE3146361C2
DE3146361C2 DE19813146361 DE3146361A DE3146361C2 DE 3146361 C2 DE3146361 C2 DE 3146361C2 DE 19813146361 DE19813146361 DE 19813146361 DE 3146361 A DE3146361 A DE 3146361A DE 3146361 C2 DE3146361 C2 DE 3146361C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
iron
friction
sintered
friction material
boron nitride
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE19813146361
Other languages
English (en)
Other versions
DE3146361A1 (de
Inventor
Vladimir I. Aleshkevič
Alexandr A. Dmitrovič
Efim I. Minsk Fishbein
Valery A. Genkin
Evgenia I. Rubinshtein
Anatoly M. Starynin
Petr N. Stepanjuk
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ INSTITUT POROSKOVOJ METALLURGII BELORUSSKOGO POLITECHNICESKOGO INSTITUTA MINSK SU
Original Assignee
NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ INSTITUT POROSKOVOJ METALLURGII BELORUSSKOGO POLITECHNICESKOGO INSTITUTA MINSK SU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ INSTITUT POROSKOVOJ METALLURGII BELORUSSKOGO POLITECHNICESKOGO INSTITUTA MINSK SU filed Critical NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ INSTITUT POROSKOVOJ METALLURGII BELORUSSKOGO POLITECHNICESKOGO INSTITUTA MINSK SU
Priority to DE19813146361 priority Critical patent/DE3146361C2/de
Publication of DE3146361A1 publication Critical patent/DE3146361A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3146361C2 publication Critical patent/DE3146361C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C33/0207—Using a mixture of prealloyed powders or a master alloy
    • C22C33/0228—Using a mixture of prealloyed powders or a master alloy comprising other non-metallic compounds or more than 5% of graphite

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Pulvermetallurgie, insbesondere auf gesinterte Reibstoffe auf Eisenbasis. Erfindungsgemäß ist der Zusammensetzung eines gesinterten Reibstoffes auf Eisenbasis, der Kupfer, Zinn, Bariumsulfat, Graphit, Sitall, Blei enthält, Bornitrid bei folgendem Kompo nentenverhältnis in Mass.-% zugesetzt: Kupfer 1,5-3,0 Zinn 1,0-2,0 Bariumsulfat 4,0-8,0 Graphit 1,0-8,0 Bornitrid 0,5-4,0 Sitall 1,0-5,0 Blei 10,0-20,0 Eisen Rest.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf gesinterte Reibwerkstoffe auf Eisenbasis.
Die vorliegende Erfindung kann in Reibeinheiten von Kraftfahrzeugen, Traktoren, Flugzeugen, Hebezeugen, Straßenbaumaschinen, Landmaschinen, Werkzeugmaschinen, Haushaltsgeräten und anderen Einrichtungen verwendet werden, die unter Bedingungen einer Reibung mit Schmierung bei den mittelschweren Betriebsbedingungen (Drehzahl des Reibungselementes bis 9m/sek, spezifischer Druck bis 25 N/mm2) arbeiten.
Es sind gesinterte Reibwerkstoffe auf Eisenbasis bekannt, die für den Einsatz unter Bedingungen mit trockener Reibung und Reibung mit Schmierung ausgelegt sind.
Die gesinterten (porösen) Reibwerkstoffe bestehen aus metallischen und nichtmetallischen Komponenten. Die metallischen Komponenten verleihen dem Reibwerkstoff die notwendige Festigkeit, die nichtmetallischen steigern den Reibungswert und vermindern die Neigungen zum Festfressen. Die gesinterten Reibwerkstoffe zeichnen sich dadurch aus, daß im Laufe eines Reibungsvorgangs eine dünne Oberflächenschicht gebildet wird, deren Plastizität und Viskosität durch die den Stoff bildenden Komponenten bestimmt sind.
Die Oberflächenschicht, die bei Raumtemperatur und insbesondere bei erhöhten Temperaturen plasti-' scher als das Hauptvolumen des Reibstoffes ist, sorgt für das Zustandekommen eines positiven Gefälles der mechanischen Eigenschaften über die Stofftiefe und widersteht gut der Verformung. Die Plastizität der Oberflächenschicht trägt zu einer Herabsetzung der lokalen spezifischen Druckwerte und der Oberflächentemperatur sowie einer Steigerung des Einlaufvermögens bei. Als Einlaufvermögen gilt die Eigenschaft eines Reibstoffes, seine tatsächliche Anlagefläche durch Verschleiß bzw. plastische Verformung zu vergrößern. . Die Oberflächenschicht von gesinterten Reibwerkstoffen soll ein heterogenes Gefiige haben, d. h. sie soll
ein Gemisch der Grundstoffkomponenten mit feinen festen Einschlüssen darstellen. Das Vorhandensein von festen Partikeln in der Oberflächenschicht steigert die Verschleißfestigkeit, weil unter Krafteinwirkung die festen Einschlüsse, die sich in bezug auf die Gegenfläche günstig lagern, die Hauptbelastung übernehmen. Bei einer schlechten Kohäsion der festen Partikeln mit dem Grundstoff bröckeln jedoch diese bei höheren Gleitgeschwindigkeiten aus und können, indem sie in den Reibungsbereich gelangen, den Verschleiß vergrößern.
Es ist ein gesinterter Reibwerkstoff auf Eisenbasis bekannt (siehe z. B. Ignatov L. N. u. a., Herstellung von Reibstoffen auf Eisenbasis, Verlag »Metallurgia«, M., 1968) mit der folgenden chemischen Zusammensetzung:
Kupfer 15%
Graphit 9%
Siliziumoxid 3%
Bariumsulfat 6%
Asbest 3%
Eisen Rest.
Ein anderer bekannter gesinterter Reibwerkstoff auf Eisenbasis (s. z.B. SU-PS 3 58 401) hat die folgende chemische Zusammensetzung:
Kupfer
Mangan
Bornitrid
Borkarbid
Siliziumkarbid
Molybdändisulfid
Eisen
9-25%
6,5-10%
6-12%
8-15%
1- 6%
2- 5% Rest.
Ein weiterer bekannter gesinterter Reibwerkstoff auf Eisenbasis (s. z. B. SU-PS 5 03 927) hat die folgende chemische Zusammensetzung:
Kupfer 4,0-15,0%
Nickelsulfat 2,0- 8,0%
Graphit 4,0-10,0%
Silizium-Aluminium-Titanat 2,0-10,0%
Blei 2,0- 8,0%
Eisen Rest.
Die festen Partikeln von Siliziumoxid, Borkarbid, Siliziumkarbid, Asbest, Eisenkarbid und Eisenoxid, die in den bekannten gesinterten Reibstoffen auf Eisenbasis als Zusätze zwecks Steigerung ihres Reibungskoeffizienten enthalten sind, bewirken hohe Temperaturen bis 900° C auf der Oberfläche des gekoppelten Paares Reibstoff— Gegenkörper. Die mit einer Hochtemperaturoxidierung verbundenen Gefugeänderungen führen eine Herabsetzung der Festigkeitseigenschaften in den Oberflächenschichten herbei. Es wird die Sprödigkeit der gesinterten Reibwerkstoffe gesteigert und dadurch arbeiten sie schlecht auf Druck infolge einer möglichen Rißbildung bzw. Zerstörung.
Daher besitzen die bekannten gesinterten Reibwerkstoffe auf Eisenbasis beim Betrieb unter Bedingungen von Reibung mit Schmierung eine niedrige Verschleißfestigkeit und unzureichende Festigkeitseigenschaften. Darum sichern sie auch nicht erforderliche Betriebsdauern von Friktionseinheiten, in denen sie zur Anwendung kommen.
Dem technischen Wesen und dem erzielbaren Effekt nach kommt ein gesinterter Reibwerkstoff auf Eisen-
basis (s. ζ. B. SU-PS 3 79 665) am nächsten, der die folgende chemische Zusammensetzung aufweist:
Kupfer 1,0- 3,0%
Bariumsulfat 3,0- 5,0%
Graphit 4,0-10,0%
Silizium-Aluminium-Titanat 1,0- 3,0%
Blei 0,1- 4,0%
Molibdändisulfid 2,0- 6,0%
Zinn 0,5- 2,0%
Eisen Rest.
Eine der Komponenten des vorstehend angegebenen bekannten gesinterten Reibstoffes auf Eisenbasis ist Silizium-Aluminium-Titanat, das keine chemische Bindung mit dem Grundstoff hat und infolgedessen den ganzen Stoff entfestigt, was eine Verminderung der Verschleißfestigkeit bewirkt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Wahl der Komponenten eines gesinterten Reibwerkstoffs auf Eisenbasis dessen Verschleißfestigkeit bei einer Reibung mit Schmierung unter mittelschweren Betriebsbedingungen zu steigern.
Diese Aufgabe wird durch einen gesinterten Reibwerkstoff auf Eisenbasis gelöst, in dem erfindungsgemäß Bornitrid bei folgendem Komponentenverhältnis (in Gew.-%) zugesetzt ist;
Kupfer 1,5- 3,0%
Zinn 1,0- 2,0%
Bariumsulfat 4,0- 8,0%
Graphit 1,0- 8,0%
Bornitrid · 0,5- 4,0%
Silizium-Aluminium-Titanat 1,0- 5,0%
Blei 10,0-20,0%
Eisen Rest.
Zur Zusammensetzung dieses gesinterten Reibwerkstoffes gehört Bornitrid, das an sich einen Starrschmierstoff darstellt, der bei der Sinterungstemperatur nicht ausseigert und nicht zerfällt, wie es für Molybdändisulfid bei der bekannten Zusammensetzung der Fall ist. Bornitrid behält seine Schmiereigenschaften bei der Sintertemperatur und trägt zur Bildung eines Films im Reibungsbereich zwischen dem Reibwerkstoff und dem Gegenkörper bei. Dieser Film verhindert ein Eindringen in den Reibungsbereich der Schleifpartikel, die einen Stoffverschleiß beschleunigen.
Auf diese Weise steigert das im gesinterten Reibwerkstoff auf Eisenbasis mit der vorgeschlagenen Zusammensetzung enthaltene Bornitrid dessen Verschleißfestigkeit.
Es ist zweckmäßig, wenn das Komponentenverhältnis im gesinterten Reibwerkstoff auf Eisenbasis (in Gew.-%) beträgt:
Kupfer 3,0%
Zinn 2,0%
Bariumsulfat 6,0%
Graphit 2,0%
Bornitrid 2,0%
Silizium-Aluminium-Titanat 3,0%
Blei 15,0%
Eisen 67,0%.
10
r>
60
Bei diesem Komponentenverhältnis ist der Gehalt an Bornitrid optimal, weil bei einer Steigerung des Bornitridanteils ein durch Bornitrid auf der Reibfläche gebildeter Film eine Flüssigkeitszufuhr zum Reibungsbereich verhindert. Bei einem kleineren Gehalt an Bornitrid wird die Flüssigkeitszufuhr zum Reibungsbereich erleichtert und die Schleifpartikel werden durch Flüssigkeit in den Reibungsbereich mitgerissen, wodurch der Verschleiß gesteigert wird.
Somit wird beim optimalen Gehalt an Bornitrid die Herstellung eines höchste Verschleißfestigkeit aufweisenden gesinterten Reibwerkstoffes auf Eisenbasis ermöglicht.
Die vorliegende Erfindung wird durch die nachstehenden Ausführungsvarianten näher erläutert.
Graphitpulver wird bei der Temperatur von 1500C getrocknet. Danach werden die Ausgangspulver, zu denen Kupfer, Zinn, Bariumsulfat, Bornitrid, Silizium-Aluminium-Titanat, Blei und Eisen gehören, gesiebt und entsprechend den Anteilen im Gemenge abgewogen, die in Gew.-% zu betragen haben: Kupfer 1,5-3,0; Zinn 1,0-2,0; Bariumsulfat 4,0-8,0; Graphit 1,0-8,0; Bornitrid 0,5-4,0; Silizium-Aluminium-Titanat 1,0-5,0; Blei 10,0-20,0: Eisen: Rest. Alle Komponenten werden in einem Mischer in Anwesenheit einer neutralen Flüssigkeit, beispielsweise Öl vermischt. Das zubereitete Gemenge wird in einer Preßform beim spezifischen Druck von 400 N/mm2 gepreßt, die Preßlinge werden in Form von Reibbelägen in einem Schachtofen unter gleichzeitigem Ansintern an eine Stahlunterlage unter dem Druck von 2 N/mm2 und bei der Temperatur von 1030° C 3 Stunden gesintert.
Die hergestellten gesinterten Reibwerkstoffe prüft man auf Verschleißfestigkeit an einem Stand für Friktionsprüfungen, der nach dem Prinzip einer Bremsung von sich drehenden Trägheitsmassen arbeitet. Nach 100 Bremsvorgängen weisen sie einen Verschleiß von 2 bis 4 μπι bei einem Reibungskoeffizienten von 0,10 bis 0,12 auf.
Die Verschleißfestigkeit des erhaltenen gesinterten Reibwerkstoffes auf Eisenbasis ist um das 3,2- bis das 6,5fache höher als die des bekannten vorstehend angegebenen gesinterten Reibwerkstoffes auf Eisenbasis.
Nachstehend werden einige konkrete Zusammensetzungsbeispiele der gesinterten Reibwerkstoffe auf Eisenbasis angeführt.
Beispiel 1
Graphitpulver wird bei der Temperatur 1500C getrocknet. Dann werden alle Ausgangspulver durch die Siebe Nr. 0100 und Nr. 0160 gesiebt, im folgenden Verhältnis (in Gew.-%) Kupfer 1,5; Zinn 1,0; Bariumsulfat 8,0; Graphit l,0;Bornitrid4,0;Siiizium-Aluminium-Titanat 1,0; Blei 20,0; Eisen 63,5 gewogen und in einem Mischer in Anwesenheit von Öl (0,5% von dem Gemenge) im Laufe von 6 Stunden vermischt.
Das zubereitete Gemenge wird in einer Preßform bei Druck von 300 N/mm2 gepreßt, dann werden die Preßlinge in einem Schachtofen unter gleichzeitigem Ansintern an eine Stahlunterlage unter dem Druck von 2 N/mm2 bei der Temperatur von 10300C 3 Stunden gesintert.
Dieser Reibwerkstoff weist die folgenden Kennwerte auf:
Verschleiß nach 100 Bremsungen 4 μΐη
Reibungskoeffizient in Öl 0,12
Beispiel 2
"Ein gesinterter Reibstoff auf Eisenbasis wird so hergestellt wie in Beispiel 1 beschrieben, wobei das Komponentenverhältnis der Ausgangspulver (in Gevv.-%) Kupfer 3,0; Zinn 2,0; Bariumsulfat 6; Graphit 2; Bor-
nitrid 2; Siliziurn-AIuminium-Titanat 3; Blei 15; Eisen 67 beträgt. Dieser weist die folgenden Kennwerte auf:
Verschleiß nach 100 Bremsungen 2 μηι Reibungskoeffizient in Öl 0,11
Beispiel 3
Ein gesinterter Reibwerkstoff wird so hergestellt wie in Beispiel 1 beschrieben, wobei das Komponentenverhältnis der Ausgangspulver (in Gew.-%) Kupfer 3,0; Zinn 2,0; Bariumsulfat 4,0; Graphit 8,0; Bornitrid 0,5; Silizium-Aluminium-Titanat 5,0; Blei 10,0; Eisen 67,5 beträgt. Dieser weist die folgenden Kennwerte auf:
Verschleiß nach 100 Bremsungen 3 μπι Reibungskoeffizient in Öl 0,12
Beispiel 4
Ein gesinterter Reibwerkstoff wird hergestellt wie in Beispiel 1 beschrieben, wobei das Komponentenver-
10
15 hältnis der Ausgangspulver (in Gew.-%) Kupfer 1,5; Zinn 1,0; Bariumsulfat 4,0; Graphit 10,0; Bornitrid 0,5; Silizium-Aluminium-Titanat 1,0: Blei 10,0; Eisen 81 beträgt. Dieser weist die folgenden Kennwerte auf:
Verschleiß nach 100 Bremsungen 4 μΐη Reibungskoeffizient in Öl 0,12
Beispiel 5
Ein gesinterter Reibwerkstoff wird hergestellt wie in Beispiel 1, wobei das Komponentenverhältnis der Ausgangspulver (in Gew.-%) Kupfer 3,0; Zinn 2,0; Bariumsulfat 8,0; Graphit 8,0; Bornitrid 4,0; Silizium-Aluminium-Titanat 5,0; Blei 20,0; Eisen 50,0 beträgt. Dieser weist die folgenden Kennwerte auf:
Verschleiß nach 100 Bremsungen 3 μηι Reibungskoeffizient in Öl 0,10

Claims (2)

  1. Patentansprüche:
    !.Gesinterter Reibwerkstoff auf Eisenbasis aus
    Kupfer ' 1,5- 3,0%
    Zinn 1,0- 2,0%
    Bariumsulfat 4,0- 8,0%
    Graphit 1,0- 8,0%
    Bornitrid 0,5- 4,0%
    Silizium-AIuminium-Titanat 1,0- 5,0%
    Blei 10,0-20,0% und
    Eisen als Rest.
  2. 2. Gesinterter Reibwerkstoff nach Anspruch 1, bestehend aus
    Kupfer
    Zinn
    Bariumsulfat
    Graphit
    Bornitrid
    Silizium-AIuminium-Titanat Blei
    Eisen
    3,0%
    2,0%
    6,0%
    2,0%
    2,0%
    3,0%
    15,0%
    67,0%.
DE19813146361 1981-11-23 1981-11-23 Gesinterter Reibstoff auf Eisenbasis Expired DE3146361C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19813146361 DE3146361C2 (de) 1981-11-23 1981-11-23 Gesinterter Reibstoff auf Eisenbasis

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19813146361 DE3146361C2 (de) 1981-11-23 1981-11-23 Gesinterter Reibstoff auf Eisenbasis

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3146361A1 DE3146361A1 (de) 1983-06-01
DE3146361C2 true DE3146361C2 (de) 1984-01-19

Family

ID=6146994

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19813146361 Expired DE3146361C2 (de) 1981-11-23 1981-11-23 Gesinterter Reibstoff auf Eisenbasis

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3146361C2 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4430130A1 (de) * 1994-08-25 1996-02-29 Fischer Artur Werke Gmbh Verfahren zur Herstellung von ineinandergreifenden Metallteilen
RU2567778C1 (ru) * 2014-06-16 2015-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный технический университет" Металлокерамический фрикционный сплав

Also Published As

Publication number Publication date
DE3146361A1 (de) 1983-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112007001514B4 (de) Abriebbeständige gesinterte Cu-Ni-Sn-Legierung auf Kupferbasis und hieraus hergestelltes (Kugel-)Lager
EP0837996B1 (de) Gleitlagerwerkstoff und dessen verwendung
DE4105657C2 (de) Gleit- bzw. Schiebematerial und Verfahren zu seiner Herstellung
DE3731540C2 (de) Reibmaterial
DE3520068A1 (de) Zusammensetzung fuer gleitende teile
DE3928943C2 (de)
DE3343697A1 (de) Gleit- und lagermaterial mit ueberlegener verschleissfestigkeit
DE4139021C2 (de) Gleitelement
DE1458487B1 (de) Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung selbstschmierender, Trockenschmiermittel enthaltender Werkstoffe
DE60313294T2 (de) Verbundwerkstoff auf magnesiumbasis und herstellungsverfahren dafür
DE1248305B (de) Gleit- oder Reibwerkstoff auf Al-, Mg- oder Ti-Basis mit oxydischer Fuellmasse
DE3146361C2 (de) Gesinterter Reibstoff auf Eisenbasis
DE964756C (de) Reibkoerper
DE2406070A1 (de) Gleitdichtung fuer verbrennungsmotoren
DE2140286A1 (de) Harzgebundene Schleifprodukte
DE1942702B1 (de) Festes Schmiermittel
DE1924247A1 (de) Verfahren zum Schleifen eines Werkstueckes mittels eines kubisches Bornitrid als Schleifmittel enthaltenden Schleifwerkzeuges
EP0716247B1 (de) Synchronring mit Reibfläche aus Sinterbronze
DE10225783A1 (de) Gleitlagerverbundwerkstoff
DE432063C (de) Verfahren zur Herstellung von Metallteilen
DE19911733B4 (de) Reibelement
DE3137273C2 (de) Gesinterter Reibwerkstoff auf Eisenbasis
DE3137274C2 (de) Gesinterter Reibwerkstoff auf Eisenbasis
DE3045054A1 (de) Verfahren zur herstellung von schneidwerkzeugen auf der basis von si(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)n(pfeil abwaerts)4(pfeil abwaerts)
DE3611856C3 (de) Schieber

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8125 Change of the main classification

Ipc: C22C 38/00

8126 Change of the secondary classification

Free format text: C22C 33/02 F16D 69/02

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: EITLE, W., DIPL.-ING. HOFFMANN, K., DIPL.-ING. DR.RER.NAT. LEHN, W., DIPL.-ING. FUECHSLE, K., DIPL.-ING. HANSEN, B., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. BRAUNS, H., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. GOERG, K., DIPL.-ING. KOHLMANN, K., DIPL.-ING., PAT.-ANWAELTE NETTE, A., RECHTSANW. RITTER UND EDLER VON FISCHERN, B., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN

8339 Ceased/non-payment of the annual fee