PL141859B1 - Composition for making friction lining materials intended to be used on heavy-duty brakes in particular bus brakes - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest mieszanka do wytwarzania materialu ciernego do pracy w wysokoobciazonych ukladach hamulcowych, zwlaszcza autobusów.W ukladach hamulcowych pojazdów o duzej rzeczywistej masie calkowitej, w których wyma¬ gane jest rozproszenie duzych ilosci energii kinetycznej, obciazenia energetyczne warstwy wierzch¬ niej okladziny bebnowej dochodzi do 50 kJ/m2. Stosowane w takich ukladach okladziny wykonane sa na bazie spoiwa organicznego i zawieraja kauczuk styrenowy lub nitrylowy w ilosci 5-6 czesci wagowych, zywice fenolowo-formaldehydowa w ilosci 15-18 czesci wagowych, azbest w ilosci 35-45 czesci wagowych, napelniacze mineralne w ilosci 15-20 czesci wagowych, napelniacze metaliczne w ilosci 5-15 czesci wagowych oraz modyfikatory tarcia w ilosci 4-20 czesci wagowych.Takie materialy cierne sa trwarde i malo elastyczne, wykazuja niewielkie rzeczywiste powierzchnie kontaktu, co powoduje zwiekszanie sie temperatury warstwy wierzchniej okladziny ciernej i wplywa niekorzystnie na charakter pracy ukladu hamulcowego. W przypadku zastosowa¬ nia w materiale ciernym zywic fenolowych o zwiekszonej wytrzymalosci cieplnej, na obszarach rzeczywistego kontaktu pary ciernej wystepuje czesciowy rozklad spoiwa organicznego okladziny.Powstajacy przy tym wodór dyfunduje w material bebna hamulcowego i sprzyja powstawaniu struktur typu intermetalicznego, które odznaczaja sie duza kruchoscia. Powoduje to nasycenie warstwy wierzchniej okladziny czastkami metalu, az do metalizacji duzych obszarów powierzchni okladziny. W dalszej pracy pary ciernej zwieksza sie udzial sczepien adhezyjnych powodujacych powstawanie na powierzchni okladziny glebokich wzerów, a na powierzchni bebna hamulcowego koncentrycznych rys, liczba których wzrasta gwaltownie wraz z przebiegiem pojazdu.W przypadku stosowania w materiale ciernym spoiw organicznych o przecietnej wytrzyma¬ losci cieplnej, dodatkowo moze wystepowac spadek wspólczynnika tarcia ukladu hamulcowego wskutek intensywnego rozkladu termicznego spoiwa, przy którym powstaja ciekle produkty termodestrukcji. Okladziny cierne o niskiej rzeczywistej powierzchni kontaktu odznaczaja sie duzym zuzyciem, a takze wplywaja na szybsze zuzycie bebnów hamulcowych. Nadmierne ilosci ciepla generowane przez uklad hamulcowy pojazdu powoduja równiez przyspieszenie zuzycia ogumienia.2 141 859 Elastycznosc materialu ciernego mozna polepszyc przez dodanie duzych ilosci kauczuku, jednak jego zawartosc w obecnie stosowanych materialach ciernych do pracy w wysokoobciazo- nych ukladach hamulcowych wynosi 3-5% wagowych. Zwiekszenie ilosci kauczuku w materiale ciernym sprzyja co prawda wzrostowi rzeczywistej powierzchni kontaktu pary ciernej, lecz wskutek mniejszej wytrzymalosci cieplnej kauczuku — znacznie spada wówczas wspólczynnik tarcia w funkcji temperatury, do poziomu uniemozliwiajacego spelnienie wymagan w zakresie skutecznosci dzialania zasadniczego ukladu hamulcowego. Slaba wytrzymalosc cieplna kauczuków w porówa- nfti z zywicami fenolowymi sprzyja równiez zwiekszeniu zuzycia okladziny hamulcowej wskutek destrukcji termicznej kauczuku oraz korozje wodorowa bebnów hamulcowych.Mieszanka do wytwarzania materialu ciernego do pracy w wysokoobciazonych ukladach hamulcowych wedlug wynalazku zawiera: 1-4 czesci wagowych kauczuku butadienowo-styre- nowego lubbutadienowo-nitrylowego, 15-20 czesci wagowych azbestu o wilgotnosci 1-6%, 20-25 czesci wagowych azbestu o wilgotnosci do 1%, 6-18 czesci wagowych modyfikatorów tarcia w postaci barytu, grafitu, dwusiarczku molibdenu lub proszku ciernego na bazie utwardzonej i zmielonej zywicy fenolowej modyfikowanej kwasem anakardowym, 5-9 czesci wagowych napel¬ niaczy mineralnych i metalicznych, 0,5-1,5 czesci wagowych zespolu wulkanizujacego oraz 11-30 czesci wagowych kompozycji obnizajacej twardosc powierzchniowa okladziny. Kompozycja ta sklada sie z: 10 czesci wagowych weglanu wapnia, magnezu lub baru, 2 czesci wagowych wlókna azbestowego o dlugosci wlókna nie wiekszej niz 0,3 mm oraz 1 czesci wagowej tlenku zelazowego, chromowego lub glinowego.Material cierny wytworzony z mieszanki wedlug wynalazku odznacza sie bardzo wysoka stabilnoscia wspólczynnika tarcia, zwlaszcza podczas hamowania na rozgrzanych hamulcach oraz bardzo dobra odpornoscia na scieranie. Dodanie kompozycji obnizajacej twardosc powierzch¬ niowa okladziny powoduje znaczne zwiekszenie rzeczywistego kontaktu pary ciernej bez znacza¬ cego wzrostu sczepien adhezyjnych. Kompozycja ta wplywa równiez na obnizenie temperatury warstwy wierzchniej okladziny, zmniejszenie wielkosci blysków temperaturowych oraz znaczne skrócenie czasu docierania. Material taki wykazuje co najmniej dwukrotnie lepsza trwalosc w stosunku do uzywanych obecnie w pojazdach o duzej rzeczywistej masie calkowitej.Material cierny do pracy w wysokoobciazonych ukladach hamulcowych wytwarza sie z mieszanki wedlug wynalazku w trzech etapach. W pierwszym etapie sporzadza sie mieszanke cierna z: 1-4 czesci wagowych kauczuku butadieniowo-styrenowego lub butadienowo-nitrylowego, 2-5 czesci wagowych zywicy nowolakowej lub rezolowej, 15-20 czesci wagowych azbestu chryzotylo- wego z dodatkiem 1-6% wody, 3-5 czesci wagowych napelniaczy mineralnych, 2-4 czesci wago¬ wych napelniaczy metalicznych oraz z 0,5-1,5 czesci wagowych zespolu wulkanizujacego. Do tak przygotowanej mieszanki dodaje sie w drugim etapie: 20-25 czesci wagowych azbestu chryzotylo- wego o wilgotnosci maksymalnej 1%, 9-11 czesci wagowych zywicy nowolakowej niemodyfikowa- nej lub modyfikowanej kauczukiem butadienowo-nitrylowym, 6-18 czesci wagowych modyfikato¬ rów tarcia w postaci barytu, grafitu, dwusiarczku molibdenu lub proszku ciernego na bazie utwardzonej i zmielonej zywicy fenolowej modyfikowanej kwasem anakardowym oraz 11-30 czesci wagowych kompozycji obnizajacej twardosc powierzchniowa okladziny i zwiekszajacej rzeczywista powierzchnie kontaktu pary ciernej. Kompozycja ta sklada sie z dokladnie wymiesza¬ nych: 10 czesci wagowych weglanu wapnia, magnezu lub baru, 2 czesci wagowych azbestu o dlugosci wlókna nie przekraczajacej 0,3 mm i gestosci nasypowej 300-500 g/ml oraz 1 czesci wagowej tlenku zelazowego, chromowego lub glinowego.Takotrzymane tloczywo w trzecim etapie przetwarza sie znanymi metodami prasowania w formach przy temperaturze 135-160°C i cisnieniu 20-25 MPa, a nastepnie otrzymane wypraski kondycjonuje sie cieplnie w temperaturze 140°C przez 6-10 godzin.Przykladl. Mieszanka do wytwarzania materialu ciernego do pracy w wysokoobciazonych ukladach hamulcowych sklada sie z: 2 czesci wagowych kauczuku butadieniowo-styrenowego, 4 czesci wagowych zywicy rezolowej, 15 czesci wagowych azbestu grupy 5 o wilgotnosci 3,5%, 5 czesci wagowych maczki dolomitowej, 0,5 czesci wagowych siarki, 1 czesci wagowej bieli cynkowej, 0,01 czesci wagowych przyspieszacza z grupy tiuramów, 20 czesci wagowych azbestu grupy 6 o wilgotnosci do 1%, 11 czesci wagowych zywicy nowolakowej niemodyfikowanej, 7 czesci wagowych barytu mielonego, 10,5 czesci wagowych maczki fylitowej oraz z 26 czesci wagowych141 859 3 kompozycji obnizajacej twardosc powierzchniowa. Kompozycja ta sklada sie z: 10 czesci wago¬ wych weglanu wapnia, 2 czesci wagowych kurzu azbestowego oraz 1 czesci wagowej tlenku zelazowego.Przyklad II. Mieszanka do wytwarzania materialu ciernego do pracy w wysokoobciazo- nych ukladach hamulcowych sklada sie z: 3 czesci wagowych kauczuku butadieniowo-styre- nowego, 4 czesci wagowych zywicy fenolowo-formaldehydowej, 20 czesci wagowych azbestu grupy 5 o wilgotnosci 4%, 1,5 czesci wagowych ziemi okrzemkowej, 0,3 czesci wagowych siarki, 1,2 czesci wagowych bieli cynkowej, 3,5 czesci wagowych proszku miedzi, 6 czesci wagowych barytu mielo¬ nego, 25 czesci wagowych azbestu grupy 6 o wilgotnosci maksymalnej 1%, 11 czesci wagowych zywicy nowolakowej oraz z 10 czesci wagowych kredy, 2 czesci wagowych kurzu azbestowego i 1 czesci wagowej tlenku zelazowego.Zastrzezenie patentowe Mieszanka do wytwarzania materialu ciernego do pracy w wysokoobciazonych ukladach hamulcowych, zwlaszcza autobusów, zawierajaca azbest, zywice fenolowo-formaldehydowe lub krezolowo-formaldehydowe, kauczuk butadienowo-styrenowy lub butadienowo-nitrylowy, na- pelniacze mineralne i metaliczne, znamienna tym, ze zawiera: 1-4 czesci wagowych kauczuku butadieniowo-styrenowego lub butadienowo-nitrylowego, 15-20 czesci wagowych azbestu o wil¬ gotnosci 1-6%, 20-25 czesci wagowych azbestu o wilgotnosci do 1%, 6-18 czesci wagowych modyfikatorów tarcia w postaci barytu, grafitu, dwusiarczku molibdenu lub proszku ciernego na bazie utwardzonej i zmielonej zywicy fenolowej modyfikowanej kwasem anakardowym, 5-9 czesci wagowych napelniaczy mineralnych i metalicznych, 0,5-1,5 czesci wagowych zespolu wulkanizuja¬ cego oraz 11-30 czesci wagowych kompozycji obnizajacej twardosc powierzchniowa okladziny, która sklada sie z: 10 czesci wagowych weglanu wapnia, magnezu lub baru, 2 czesci wagowych wlókna azbestowego o dlugosci wlókna nie wiekszej niz 0,3 mm oraz z 1 czesci wagowej tlenku zelazowego, chromowego lub glinowego. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Mieszanka do wytwarzania materialu ciernego do pracy w wysokoobciazonych ukladach hamulcowych, zwlaszcza autobusów, zawierajaca azbest, zywice fenolowo-formaldehydowe lub krezolowo-formaldehydowe, kauczuk butadienowo-styrenowy lub butadienowo-nitrylowy, na- pelniacze mineralne i metaliczne, znamienna tym, ze zawiera: 1-4 czesci wagowych kauczuku butadieniowo-styrenowego lub butadienowo-nitrylowego, 15-20 czesci wagowych azbestu o wil¬ gotnosci 1-6%, 20-25 czesci wagowych azbestu o wilgotnosci do 1%, 6-18 czesci wagowych modyfikatorów tarcia w postaci barytu, grafitu, dwusiarczku molibdenu lub proszku ciernego na bazie utwardzonej i zmielonej zywicy fenolowej modyfikowanej kwasem anakardowym, 5-9 czesci wagowych napelniaczy mineralnych i metalicznych, 0,5-1,5 czesci wagowych zespolu wulkanizuja¬ cego oraz 11-30 czesci wagowych kompozycji obnizajacej twardosc powierzchniowa okladziny, która sklada sie z: 10 czesci wagowych weglanu wapnia, magnezu lub baru, 2 czesci wagowych wlókna azbestowego o dlugosci wlókna nie wiekszej niz 0,3 mm oraz z 1 czesci wagowej tlenku zelazowego, chromowego lub glinowego. PL