RU104654U1

RU104654U1 - FRICTION PRODUCT

Info

Publication number: RU104654U1
Application number: RU2010149675/11U
Authority: RU
Inventors: Михаил Захарович Левит; Вера Ивановна Изюмова; Николай Петрович Фурсов; Евгений Григорьевич Пивень
Original assignee: Открытое акционерное общество "Термостойкие изделия и инженерные разработки" (ОАО "ТИИР")
Priority date: 2010-12-03
Filing date: 2010-12-03
Publication date: 2011-05-20

Abstract

Фрикционное изделие, содержащее полимерный композиционный фрикционный элемент, зафиксированный на металлическом каркасе с помощью адгезионного слоя, отличающееся тем, что поверхность каркаса, покрытая адгезионным слоем, выполнена шероховатой в результате обработки (очистки) стальным песком с содержанием кремния 12÷22% и размером частиц 0,3÷0,8 мм. Friction product containing a polymer composite friction element fixed on a metal frame using an adhesive layer, characterized in that the surface of the frame coated with an adhesive layer is roughened as a result of processing (cleaning) with steel sand with a silicon content of 12 ÷ 22% and a particle size of 0 , 3 ÷ 0.8 mm.

Description

Заявляемая полезная модель относится к машиностроению, а именно, к фрикционным изделиям, содержащим полимерный композиционный фрикционный элемент, совмещенный с металлическим каркасом и эксплуатирующимся во фрикционных узлах автотракторной техники, различных машин и оборудования (колодки дисковых и барабанных тормозов автомобилей, тракторов и др.).The inventive utility model relates to mechanical engineering, namely, to friction products containing a polymer composite friction element combined with a metal frame and operated in friction units of automotive vehicles, various machinery and equipment (disc and drum brake pads of automobiles, tractors, etc.).

Аналогом заявляемой полезной модели является фрикционное изделие, включающее металлический каркас и полимерный композиционный фрикционный элемент, содержащий демпфирующий слой, контактирующий с металлическим каркасом (см. Искусство тишины. Журнал «За рулем», №4, апрель 2005 г., с.179). Существенные признаки аналога «металлический каркас, полимерный композиционный фрикционный элемент», совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.An analogue of the claimed utility model is a friction product comprising a metal frame and a polymer composite friction element containing a damping layer in contact with the metal frame (see The Art of Silence. Za Rulem magazine, No. 4, April 2005, p. 179). The essential features of the analogue "metal frame, polymer composite friction element", coincide with the essential features of the claimed utility model.

Недостатком аналога является повышенная возможность отслоения композиционного фрикционного элемента от металлического каркаса в процессе эксплуатации изделия из-за отсутствия специального адгезионного слоя на поверхности металлического каркаса, контактирующей с композиционным фрикционным элементом.The disadvantage of the analogue is the increased possibility of delamination of the composite friction element from the metal frame during operation of the product due to the lack of a special adhesive layer on the surface of the metal frame in contact with the composite friction element.

Аналогом заявляемой полезной модели является фрикционное изделие (колодка дискового тормоза), содержащая полимерный композиционный фрикционный элемент, зафиксированный на металлическом каркасе, при этом поверхность каркаса, контактирующая с фрикционным элементом, выполнена шероховатой, причем рельеф шероховатостей поверхности образован непересекающимися линиями впадин и выступов, чередующихся в направлении продольной оси колодки (см. патент РФ №2086444, МПК⁶В61Н 7/02, 1997). Существенные признаки аналога «полимерный композиционный фрикционный элемент, зафиксированный на металлическом каркасе, поверхность каркаса, контактирующая с фрикционным элементом, выполнена шероховатой» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.An analogue of the claimed utility model is a friction product (disc brake shoe) containing a polymer composite friction element fixed on a metal frame, while the surface of the frame in contact with the friction element is roughened, and the surface roughness relief is formed by disjoint lines of depressions and protrusions alternating in the direction of the longitudinal axis of the pads (see RF patent No. 2086444, IPC ⁶ B61H 7/02, 1997). The essential features of the analogue "polymer composite friction element fixed on a metal frame, the surface of the frame in contact with the friction element is roughened" coincide with the essential features of the claimed utility model.

Недостатком аналога является возможность отслоения композиционного фрикционного элемента от каркаса при эксплуатации изделия в условиях воздействия на изделие переменных термических и механических нагрузок, а также воздействия воды и химических противогололедных реагентов из-за недостаточной очистки и неоптимальной шероховатости поверхности каркаса в результате абразивной обработки крупнозернистыми абразивными инструментами.The disadvantage of the analogue is the possibility of detaching the composite friction element from the frame during operation of the product under conditions of exposure to variable thermal and mechanical loads on the product, as well as exposure to water and chemical anti-icing reagents due to insufficient cleaning and suboptimal surface roughness of the frame as a result of abrasive treatment with coarse-grained abrasive tools.

Прототипом заявляемой полезной модели является фрикционное изделие, содержащее полимерный композиционный фрикционный элемент, зафиксированный на металлическом каркасе с помощью адгезионного слоя, при этом поверхность каркаса со стороны фрикционного элемента, покрытая адгезионным слоем, выполнена шероховатой в результате обработки (очистки) чугунной или стальной дробью с высоким содержанием углерода (см. ТИИР: наука и практика. Журнал «Автомобиль и сервис», №8, август 2010 г., сс 40÷41). Существенные признаки прототипа «полимерный композиционный фрикционный элемент, зафиксированный на металлическом каркасе с помощью адгезионного слоя, поверхность каркаса со стороны фрикционного элемента, покрытая адгезионным слоем, выполнена шероховатой» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.The prototype of the claimed utility model is a friction product containing a polymer composite friction element fixed on a metal frame using an adhesive layer, while the surface of the frame on the friction element side, coated with an adhesive layer, is roughened by processing (cleaning) cast iron or steel shot with high carbon content (see TIIR: science and practice. Magazine "Car and Service", No. 8, August 2010, ss 40 ÷ 41). The essential features of the prototype "polymer composite friction element fixed on a metal frame using an adhesive layer, the surface of the frame on the side of the friction element coated with an adhesive layer is roughened" coincide with the essential features of the claimed utility model.

Недостатком прототипа является возможность отслоения композиционного фрикционного элемента от каркаса изделия в условиях воздействия на изделие переменных термических и механических нагрузок, а также воздействия воды и химических противогололедных реагентов из-за наличия на поверхности каркаса, обработанной (очищенной) чугунной или углеродистой стальной дробью, вкраплений мельчайших частичек чугуна или углеродистой стали. В результате каркас приобретает способность к обильной поверхностной коррозии и не обеспечивает при эксплуатации необходимой адгезионной стойкости, следствием чего и являются недопустимые отслоения фрикционного элемента от каркаса.The disadvantage of the prototype is the ability to detach the composite friction element from the frame of the product under conditions of exposure to the product of variable thermal and mechanical loads, as well as exposure to water and chemical anti-icing reagents due to the presence of minute impregnations on the surface of the frame treated (cleaned) with cast iron or carbon steel shot particles of cast iron or carbon steel. As a result, the frame acquires the ability to abundant surface corrosion and does not provide the necessary adhesive resistance during operation, which results in unacceptable delamination of the friction element from the frame.

Задачей, на решение которой направлено заявляемая полезная модель, является улучшение эксплуатационных характеристик изделия путем снижения возможности отслоения полимерного композиционного фрикционного элемента от металлического каркаса при эксплуатации изделия.The task to which the claimed utility model is directed is to improve the operational characteristics of the product by reducing the possibility of delamination of the polymer composite friction element from the metal frame during operation of the product.

Для достижения указанного технического результата во фрикционном изделии, содержащем полимерный композиционный фрикционный элемент, зафиксированный на металлическом каркасе с помощью адгезионного слоя, поверхность каркаса, покрытая адгезионным слоем, выполнена шероховатой в результате обработки (очистки) стальным песком с содержанием кремния 12÷22% и размером частиц песка 0,3÷0,8 мм.To achieve the specified technical result in a friction product containing a polymer composite friction element fixed on a metal frame using an adhesive layer, the surface of the frame coated with an adhesive layer is roughened by treatment (cleaning) with steel sand with a silicon content of 12 ÷ 22% and size sand particles 0.3 ÷ 0.8 mm.

Существенные признаки заявляемой полезной модели «поверхность каркаса выполнена шероховатой в результате обработки стальным песком с содержанием кремния 12÷22% и размером частиц песка 0,3÷0,8 мм» являются отличительными от 12÷22% и размером частиц песка 0,3÷0,8 мм» являются отличительными от признаков прототипа.The essential features of the claimed utility model "the frame surface is rough as a result of processing with steel sand with a silicon content of 12 ÷ 22% and sand particle size 0.3 ÷ 0.8 mm" are distinctive from 12 ÷ 22% and sand particle size 0.3 ÷ 0.8 mm "are distinctive from the features of the prototype.

Фрикционное изделие содержит металлический (стальной) каркас, совмещенный (например, путем приформовывания или приклеивания) с полимерным композиционным фрикционным элементом. В качестве полимерной основы (матрицы) композита могут использоваться отвержденные смолы, вулканизованные каучуки или их смеси. В качестве наполнителей могут использоваться волокнистые материалы (минеральные волокна, стальные волокна, полиарамидные волокна и др., а также их смеси). Также в состав наполнителей могут входить различные дисперсные материалы (технический углерод, барит и др., а также их смеси). Поверхность металлического каркаса со стороны композиционного фрикционного элемента покрыта адгезионным слоем (клеевым слоем). В качестве материала адгезионного слоя могут использоваться различные клеи, например, на основе смол, каучуков и др. При этом поверхность каркаса со стороны фрикционного элемента выполнена шероховатой. Для обеспечения необходимой шероховатости поверхности каркаса эта поверхность очищена (обработана) струей остроугольных частиц (зерен) стального песка, царапающих поверхность. При этом продукты разрушения частиц песка шаржируют поверхность каркаса. В качестве стального песка может быть использован металлический песок из низкоуглеродистой стали с содержанием кремния 14÷20% (добавка ферросилиция).The friction product contains a metal (steel) frame, combined (for example, by molding or gluing) with a polymer composite friction element. As the polymer base (matrix) of the composite, cured resins, vulcanized rubbers or mixtures thereof can be used. Fibrous materials (mineral fibers, steel fibers, polyaramide fibers, etc., as well as mixtures thereof) can be used as fillers. Also, the composition of the fillers may include various dispersed materials (carbon black, barite, etc., as well as mixtures thereof). The surface of the metal frame from the side of the composite friction element is coated with an adhesive layer (adhesive layer). Various adhesives, for example, based on resins, rubbers, etc. can be used as the material of the adhesive layer. Moreover, the surface of the frame on the friction element side is made rough. To ensure the necessary roughness of the carcass surface, this surface is cleaned (processed) by a stream of acute-angled particles (grains) of steel sand that scratch the surface. In this case, the products of the destruction of sand particles sharpen the surface of the frame. As steel sand, metal sand made of low-carbon steel with a silicon content of 14–20% (ferrosilicon additive) can be used.

Изготавливаться заявляемое изделие может известными методами, например, приформовыванием к металлическому каркасу формовочной смеси. При этом поверхность металлического каркаса, к которой приформовывается полимерный фрикционный элемент, предварительно обрабатывается на дробеметной установке металлическим песком, а затем покрывается слоем адгезионной полимерной композиции.The inventive product can be manufactured by known methods, for example, by molding to a metal frame of the molding mixture. In this case, the surface of the metal frame to which the polymer friction element is molded is preliminarily treated with metal sand in a shot blasting machine and then coated with a layer of adhesive polymer composition.

Конкретным примером заявляемого изделия является полимерное композиционное фрикционное изделие, содержащее плоский металлический каркас (колодка дискового тормоза легковых автомобилей) и фрикционный элемент из полимерного композита. Металлический каркас со стороны фрикционного элемента обработан стальным песком из стального высококремнистого полуфабриката с содержанием кремния 14÷20% и размером частиц 0,5 мм. Содержание углерода в полуфабрикате не более 0,5%.A specific example of the claimed product is a polymer composite friction product containing a flat metal frame (disc brake pad for cars) and a friction element made of a polymer composite. The metal frame on the friction element side is treated with steel sand from a high-silicon steel semi-finished product with a silicon content of 14–20% and a particle size of 0.5 mm. The carbon content in the semi-finished product is not more than 0.5%.

Использование коррозиестойкого металлического песка увеличивает шероховатость поверхности каркаса и снижает чистоту на 2-3 класса, при этом существенно возрастает коррозийная стойкость поверхности как за счет ее шаржирования мельчайшими частичками песка, образующимися при раскалывании песчинок во время обработки, так и за счет царапания поверхности частицами песка, снимающего небольшие слои металла вместе с дефектами поверхности. В результате повышается адгезия адгезионного слоя к металлическому каркасу, а также повышается адгезионная стойкость адгезионного слоя в условиях эксплуатации изделия, особенно в условиях воздействия воды и химических противогололедных реагентов.The use of corrosion-resistant metal sand increases the roughness of the surface of the carcass and reduces cleanliness by 2–3 classes, while the corrosion resistance of the surface significantly increases both due to its sharpening with the smallest particles of sand formed when sand grains break during processing and due to scratching of the surface with sand particles, removing small layers of metal along with surface defects. As a result, the adhesion of the adhesive layer to the metal frame is increased, and the adhesion resistance of the adhesive layer is also increased under the conditions of use of the product, especially under conditions of exposure to water and chemical deicing reagents.

Claims

Friction product containing a polymer composite friction element fixed on a metal frame using an adhesive layer, characterized in that the surface of the frame coated with an adhesive layer is roughened as a result of processing (cleaning) with steel sand with a silicon content of 12 ÷ 22% and a particle size of 0 , 3 ÷ 0.8 mm.