RU2194200C2 - Фрикционный материал, способ его получения и фрикционная прокладка - Google Patents

Фрикционный материал, способ его получения и фрикционная прокладка Download PDF

Info

Publication number
RU2194200C2
RU2194200C2 RU99107977/28A RU99107977A RU2194200C2 RU 2194200 C2 RU2194200 C2 RU 2194200C2 RU 99107977/28 A RU99107977/28 A RU 99107977/28A RU 99107977 A RU99107977 A RU 99107977A RU 2194200 C2 RU2194200 C2 RU 2194200C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
particles
iron
friction material
vol
material according
Prior art date
Application number
RU99107977/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU99107977A (ru
Inventor
Оле КРЕМЕР
Нильс БРАМСЕ
Эрик СИМОНСЕН
ЛЕОН Ноэль ДЕ
Кнуд СТРАННЕ
Рольф ТЕРНБЕРГ
Клаэс КУИЛЕНСТИЕРНА
Original Assignee
А/С Роулунс Фабрикер
Вольво Трак Корпорейшн
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 А/С Роулунс Фабрикер, Вольво Трак Корпорейшн filed Critical А/С Роулунс Фабрикер
Publication of RU99107977A publication Critical patent/RU99107977A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2194200C2 publication Critical patent/RU2194200C2/ru

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D69/00Friction linings; Attachment thereof; Selection of coacting friction substances or surfaces
    • F16D69/02Composition of linings ; Methods of manufacturing
    • F16D69/027Compositions based on metals or inorganic oxides
    • F16D69/028Compositions based on metals or inorganic oxides containing fibres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C32/00Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/0084Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ carbon or graphite as the main non-metallic constituent

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относится к производству тормозных накладок. Фрикционный материал включает спеченную массу железа, в которой диспергированы частицы графита, где спеченная масса содержит между 13 и 22 об.% волокон железа, между 13 и 22 об.% частиц железа, имеющих размер частиц 10-400 мкм, между 40 и 70 об.% частиц графита, имеющих размер частиц 25-3000 мкм, и между 10 и 15 об. % металлического связующего, имеющего температуру плавления 800-1140oC. Предложен также способ изготовления такого фрикционного материала, где смесь этих компонентов прессуют под давлением по меньшей мере 100 мПа таким образом, чтобы образовать брикет желаемых формы и размера, и полученный брикет спекают при температуре между 800 и 1140oС в течение периода времени, достаточного для достижения сращивания железных волокон, железных частиц и металлического связующего. В результате увеличивается износостойкость фрикционного материала. 3 с. и 13 з.п. ф-лы.

Description

Изобретение относится к фрикционному материалу и, в частности, к материалу тормозной прокладки, состоящему из агломерированной (спеченной) массы железа, в которую диспергированы частицы графита.
Ряд промышленно доступных материалов для тормозных прокладок содержат частицы, такие как частицы железа и частицы графита, связанные вместе органическим связующим, таким как фенолформальдегидная смола.
Если тормозные прокладки, состоящие из такого материала, подвергаются воздействию жестких энергетических нагрузок и, как следствие, воздействию высоких температур, таких как температуры порядка 700oС, которые, например, возрастают, когда они используются в тормозах для грузовиков, происходит разложение органического связующего с образованием газообразных продуктов разложения. В результате срок службы тормозных прокладок уменьшается.
Известны также материалы для тормозных прокладок с металлическим связующим, например, материалы, включающие спеченную железную матрицу, содержащую сравнительно небольшие количества частиц графита. Недостатком этих известных прокладочных материалов с металлическим связующим является то, что при больших энергетических нагрузках может произойти плавление частей железной матрицы, в результате чего имеет место начинающаяся сварка тормозной прокладки и тормозного барабана или тормозного диска.
Известно использование тормозных прокладок, которые главным образом состоят из графита, в шинах для гоночных автомобилей Формулы 1. Такие шины являются весьма эффективными, но они очень быстро изнашиваются, обычно после единственной гонки.
Предпринимались попытки изготовить материалы для тормозных прокладок, имеющие высокое содержание частиц графита, но эти попытки столкнулись с той трудностью, что увеличивающееся содержание частиц графита в железной матрице приводит к снижению прочности и, следовательно, к снижению сопротивления износу.
Европейский патент ЕР 0093673 описывает фрикционный материал, содержащий главным образом порошок железа (72-85 мас.%), графит (3-14 мас.%), кокс (2-12 мас. %), низкоплавкий материал (3-10 мас.%), такой как олово, и модифицирующий трение агент (до 3 мас.%), причем часть порошка железа может быть необязательно заменена волокнами железа.
Целью настоящего изобретения является предложить фрикционный материал, имеющий большее сопротивление износу, чем у фрикционного материала согласно ЕР 0093673.
Фрикционный материал по изобретению отличается тем, что спеченная масса содержит между 13 и 22 об.% волокон железа, между 13 и 22 об.% частиц железа, имеющих размер частиц 10-400 мкм, между 40 и 70 об.% частиц графита, имеющих размер частиц 25-3000 мкм, и между 10 и 15 об.% металлического связующего, имеющего температуру плавления 800-1140oС.
Изобретение основывается на том открытии, что при использовании сравнительно крупных частиц графита (частицы графита, обычно используемые в металлургических процессах, как правило, имеют размер частиц 0,1-10 мкм) и металлического связующего, имеющего точку плавления в интервале температур, в котором имеет место спекание, образуется прочная и стабильная металлическая железная структура, в которую вкраплены частицы графита, из которой они могут высвобождаться под воздействием усилия трения и образовывать пленку между тормозной колодкой и тормозным барабаном или тормозным диском.
Частицы железа, волокна железа и металлическое связующее являются таким образом активными и, следовательно, придающими прочность компонентам агломерата, тогда как частицы графита являются компонентами спеченной массы, борющимися с трением.
Волокна железа, присутствующие во фрикционном материале, являются предпочтительно стальными волокнами, т.е. волокнами из сплава железа, имеющего содержание углерода до 2%. Железные волокна предпочтительно имеют длину от 0,5 до 5 мм и толщину в интервале 10-100 мкм.
Как упоминалось, частицы железа имеют размер частиц от 10 до 400 мкм и предпочтительно размер частиц от 20 до 200 мкм.
Как упоминалось, частицы графита имеют размер частиц от 25 до 3000 мкм и предпочтительно размер частиц от 90 до 1000 мкм.
В качестве металлического связующего предпочтительно используют металлический материал, выбранный из Сu, Sn и Zn.
Бронза в виде порошка и такого типа, в котором содержание меди составляет от 85 до 99% и содержание олова составляет от 1 до 15%, является особенно подходящей.
Фрикционные материалы по изобретению могут содержать, кроме вышеупомянутых компонентов, от 0,1 до 15 об.% дополнительных компонентов, таких как Аl2О3, FeSi, Fe3Si2, FeSi2, Fe2Si5, МgСО3, SiO2, BN, Са3(РО4)2, BaSО4, Fe2O3, CuAl2, Si, Al, Сu, Р и сульфиды Mo, Mn, Sb, Cu, Sn и W.
Подмешивание керамического материала в спеченную массу приводит к стабилизации трения при флюктуирующих температурах. Особенно сильная стабилизация достигается при использовании керамического материала, имеющего зерна двух разных размеров.
Особо предпочтительной добавкой является Аl2О3, которая служит для повышения коэффициента трения и поддерживает коэффициент трения постоянным.
Настоящее изобретение далее относится к способу изготовления фрикционного материала, характеризующегося тем, что смесь, состоящую из 13-22 об.% железных волокон, 13-22 об.% железных частиц, имеющих размер частиц между 10 и 400 мкм, 40-70 об.% частиц графита, имеющих размер частиц между 25 и 3000 мкм, и 10-15 об.% металлического связующего, подвергают сжатию под давлением по меньшей мере 100 мПа таким образом, чтобы образовать брикет желаемых формы и размера, и полученный брикет спекают при температуре между 800 и 1140oС в течение достаточно долгого периода времени для того, чтобы обеспечить сращивание железных волокон, железных частиц и металлического связующего.
Железные волокна, железные частицы и металлическое связующее могут быть необязательно смешаны перед тем, как эти компоненты смешивают с частицами графита.
Когда Аl2O3 является частью исходных материалов, предпочтительно диспергировать Al2O3 в воде, смешать образованную таким образом дисперсию с частицами графита и удалить воду из смеси перед тем, как смешать ее с другими компонентами.
В смесь частиц графита и Al2O3 может быть выгодно добавлять перед смешением с другими компонентами небольшое, например, 1-3 мас.%, количество масла, такого как растительное масло.
Далее изобретение описывается более подробно на нижеприведенном примере.
ПРИМЕР
22 м3 волокон железа, 22 см3 частиц железа, имеющих средний размер частиц 100 мкм, и 15 см3 порошка бронзы, имеющей температуру плавления 1040oС, смешивали в V-смесителе с внутренним ротором в течение примерно 10 мин.
1 см3 частиц Al2O3 добавляли к 100 см3 воды, и образовавшуюся таким образом смесь подвергали ультразвуковой обработке для получения однородной дисперсии. Дисперсию смешивали с 40 см3 частиц графита, имеющих средний размер частиц 300 мкм, после чего воду удаляли испарением в печи.
К полученной таким образом смеси частиц графита и Al2O3 добавляли 2 мас. % растительного масла, и композицию перемешивали до тех пор, пока не достигали равномерного распределения частиц Al2O3 между частицами графита. Смесь частиц графита, частиц Al2O3 и растительного масла и смесь железных волокон, железных частиц и порошка бронзы смешивали в V-смесителе, причем внутренний ротор не использовался в течение первых 5 мин, и внутренний ротор использовался в течение последующих 2 мин.
Полученную таким образом смесь прессовали в брикеты размером 4х9х2 в одноосном прессе под давлением 300 мПа.
Затем полученные сырые брикеты спекали в печи в атмосфере Н2 и N2. Брикеты спекали вначале при 700oС в течение 0,5 ч и затем при 1100oС в течение 0,75 ч.
Наконец спеченные брикеты охлаждали до комнатной температуры в атмосфере H2 и N2 в течение периода времени 0,75 ч.
Полученные таким образом спеченные брикеты устанавливали на стальную пластину, и полученное таким образом изделие могло быть после этого использовано для тормозных прокладок.

Claims (16)

1. Фрикционный материал, включающий спеченную массу железа, в которую диспергированы частицы графита, отличающийся тем, что спеченная масса содержит между 13 и 22 об. % волокон железа или сплава железа, имеющего содержание углерода до 2%, между 13 и 22 об. % частиц железа, имеющих размер частиц 10-400 мкм, между 40 и 70 об. % частиц графита, имеющих размер частиц 25-3000 мкм, и между 10 и 15 об. % металлического связующего, имеющего температуру плавления 800-1140oС.
2. Фрикционный материал по п. 1, отличающийся тем, что волокна железа имеют длину от 0,5 до 5 мм и толщину от 10 до 100 мкм.
3. Фрикционный материал по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что частицы железа имеют размер частиц от 20 до 200 мкм.
4. Фрикционный материал по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что частицы графита имеют размер частиц от 90 до 1000 мкм.
5. Фрикционный материал по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что металлическое связующее выбирают из группы, состоящей из Сu и бронзы.
6. Фрикционный материал по п. 5, отличающийся тем, что металлическое связующее представляет собой бронзу, содержащую от 85 до 99% меди и от 1 до 15% олова.
7. Фрикционный материал по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что спеченную массу получают из смеси, которая дополнительно содержит от 0,1 до 15 об. % добавочных компонентов.
8. Фрикционный материал по п. 7, отличающийся тем, что добавочный компонент/компоненты выбирают из группы, состоящей из Аl2O3, FeSi, Fe3Si2, FeSi2, Fe2Si5, МgСО3, SiO2, BN, Са3(РO4)2, BaSO4, Fе2О3, CuAl2, Si, Al, Сu, Р и сульфидов Mo, Mn, Sb, Cu, Sn и W.
9. Фрикционный материал по п. 7, отличающийся тем, что добавочный компонент/компоненты представляет собой керамический материал.
10. Фрикционный материал по п. 9, отличающийся тем, что керамический материал присутствует в спеченной массе в виде зерен двух различных размеров.
11. Способ изготовления фрикционного материала в форме спеченной массы железа, в которой диспергированы частицы графита, отличающийся тем, что смесь, содержащую между 13 и 22 об. % волокон железа, или сплава железа, имеющего содержание углерода до 2%, между 13 и 22 об. % частиц железа, имеющих размер частиц 10-400 мкм, между 40 и 70 об. % частиц графита, имеющих размер частиц 25-3000 мкм, и между 10 и 15 об. % металлического связующего, прессуют под давлением по меньшей мере 100 мПа таким образом, чтобы образовать брикет желаемых формы и размера, и полученный брикет спекают при температуре между 800 и 1140oС в течение периода времени, достаточного для достижения сращивания железных волокон, железных частиц и металлического связующего.
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что волокна железа, частицы железа и металлическое связующее смешивают перед тем, как эти компоненты будут смешаны с частицами графита.
13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что частицы графита используют в смеси с частицами Аl2O3.
14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что смесь частиц графита и частиц Аl2O3 готовят путем диспергирования частиц Аl2O3 в воде, смешения полученной таким образом дисперсии с частицами графита и удаления воды испарением.
15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что смесь частиц графита и частиц Аl2O3 дополнительно содержит масло в количестве 1-3 мас. %.
16. Тормозная прокладка, отличающаяся тем, что содержит фрикционный материал по любому из пп. 1-10.
RU99107977/28A 1996-09-17 1997-09-17 Фрикционный материал, способ его получения и фрикционная прокладка RU2194200C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DK101296A DK101296A (da) 1996-09-17 1996-09-17 Bremsebelægningsmateriale og fremgangsmåde til fremstilling af samme samt bremsebelægning
DK1012/96 1996-09-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99107977A RU99107977A (ru) 2001-02-10
RU2194200C2 true RU2194200C2 (ru) 2002-12-10

Family

ID=8100010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99107977/28A RU2194200C2 (ru) 1996-09-17 1997-09-17 Фрикционный материал, способ его получения и фрикционная прокладка

Country Status (12)

Country Link
US (1) US6143051A (ru)
EP (1) EP0944782B1 (ru)
JP (1) JP2001501650A (ru)
AT (1) ATE230830T1 (ru)
AU (1) AU4200697A (ru)
BR (1) BR9712054A (ru)
CA (1) CA2265718C (ru)
DE (1) DE69718346T2 (ru)
DK (2) DK101296A (ru)
ES (1) ES2189973T3 (ru)
RU (1) RU2194200C2 (ru)
WO (1) WO1998012448A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2665651C2 (ru) * 2016-12-08 2018-09-03 Сергей Михайлович Романов Фрикционный композиционный материал романит-фувлхч и способ его получения

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2372780C (en) * 2001-05-17 2007-02-13 Kawasaki Steel Corporation Iron-based mixed powder for powder metallurgy and iron-based sintered compact
JP2003113253A (ja) * 2001-07-30 2003-04-18 Nisshinbo Ind Inc 非石綿系摩擦材
US20040173969A1 (en) * 2001-10-25 2004-09-09 Smith Walter J. Turbine brush seal
US20050053758A1 (en) * 2001-10-25 2005-03-10 Smith Walter J. Method, apparatus and system for creating a brush seal
US20040146702A1 (en) * 2003-01-29 2004-07-29 Xinming Shao Pure iron fiber based friction material product
US20060151268A1 (en) * 2005-01-12 2006-07-13 Sunil Kesavan Copper-free non-asbestos organic friction material
ATE554304T1 (de) * 2006-07-21 2012-05-15 Schaeffler Technologies Ag Reibsystem
JP5405725B2 (ja) * 2007-06-19 2014-02-05 曙ブレーキ工業株式会社 焼結摩擦材
KR101453446B1 (ko) 2008-12-24 2014-10-23 재단법인 포항산업과학연구원 안정성이 우수한 소결 마찰재 및 그 제조방법
JP2010222635A (ja) * 2009-03-23 2010-10-07 Akebono Brake Ind Co Ltd ブレーキ用摩擦材
CN102449098B (zh) 2009-06-01 2015-07-15 日立化成株式会社 摩擦材料组合物、使用该组合物的摩擦材料以及摩擦部件
CN102352899B (zh) * 2011-09-22 2013-02-13 山东金麒麟股份有限公司 一种低噪音粉末冶金刹车片及其制备方法
DE102012112643A1 (de) * 2012-12-19 2014-06-26 Ald Vacuum Technologies Gmbh Graphitmatrix mit metallischem Bindemittel
US11635120B2 (en) 2017-03-14 2023-04-25 Sunstar Engineering Inc. Sintered friction material for brake
JP6920928B2 (ja) * 2017-08-31 2021-08-18 曙ブレーキ工業株式会社 摩擦材の製造方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3835118A (en) * 1973-05-14 1974-09-10 Bendix Corp Sponge iron friction material
US4415363A (en) * 1982-05-03 1983-11-15 The Bendix Corporation Sintered iron base friction material
JPS60145302A (ja) * 1984-01-06 1985-07-31 レイマ−ク インダストリ−ズ,インコ−ポレ−テツド 摩擦材料構材及びその製造方法
JP2874296B2 (ja) * 1989-09-18 1999-03-24 住友電気工業株式会社 ブレーキ用摩擦材
US5266395A (en) * 1989-09-18 1993-11-30 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Friction material for making brake pads
JP2759906B2 (ja) * 1990-05-08 1998-05-28 東芝タンガロイ株式会社 乾式焼結摩擦材料
US5096661A (en) * 1990-10-22 1992-03-17 Raybestos Products Company Resilient metallic friction facing material and method
CN1048266C (zh) * 1992-06-08 2000-01-12 山东省沂蒙制动材料总厂 半金属无石棉石油钻机刹车块及生产方法
CN1110286A (zh) * 1994-04-04 1995-10-18 柳俊亚 耐高温无石棉摩擦材料
US5501728A (en) * 1994-07-22 1996-03-26 Brake Pro, Inc. Friction material
JPH08233005A (ja) * 1995-02-28 1996-09-10 Tokai Carbon Co Ltd メタリック系摩擦材の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2665651C2 (ru) * 2016-12-08 2018-09-03 Сергей Михайлович Романов Фрикционный композиционный материал романит-фувлхч и способ его получения

Also Published As

Publication number Publication date
CA2265718C (en) 2006-05-16
DK101296A (da) 1998-03-18
US6143051A (en) 2000-11-07
JP2001501650A (ja) 2001-02-06
DK0944782T3 (da) 2003-02-17
DE69718346D1 (de) 2003-02-13
DE69718346T2 (de) 2003-10-30
ATE230830T1 (de) 2003-01-15
WO1998012448A1 (en) 1998-03-26
BR9712054A (pt) 2000-01-18
EP0944782B1 (en) 2003-01-08
AU4200697A (en) 1998-04-14
EP0944782A1 (en) 1999-09-29
CA2265718A1 (en) 1998-03-26
ES2189973T3 (es) 2003-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2194200C2 (ru) Фрикционный материал, способ его получения и фрикционная прокладка
US4040818A (en) Addition of magnesium to molten metal
US2389061A (en) Powdered metal body and method of making same
JPH0432122B2 (ru)
RU99107977A (ru) Фрикционный материал, способ его получения и фрикционная прокладка
US2726152A (en) Addition agent and method for treating cast iron
US2527829A (en) Foundry additives
EP0099195A1 (en) Metal composite friction materials
EP0638654A1 (en) Sintered contact component and method of making the same
DE964756C (de) Reibkoerper
US4225343A (en) Addition agent for molten metals
US3853572A (en) Powder metal mix containing carbonaceous binder and green compacts made therefrom
EP0740745A1 (en) FRICTION MATERIAL FOR USE WITH Al.ALLOY ROTOR
US5096661A (en) Resilient metallic friction facing material and method
JP2520339B2 (ja) 改良型弾力性金属摩擦接面材料
MXPA99002542A (en) Friction material, method of preparing same and friction lining
JPH08135701A (ja) 摩擦材
JP2000219873A (ja) 耐熱性乾式摩擦材
JPH09263856A (ja) 乾式摩擦材料
JPH07149921A (ja) 青銅系湿式摩擦材の製造方法
JPH0125368B2 (ru)
US20230243395A1 (en) Binder-Free Friction Linings, Process for Their Production and Their Use
JP3219151B2 (ja) 耐熱性乾式摩擦材
JPH06184525A (ja) 摩擦材用組成物
RU2152915C1 (ru) Способ изготовления углеродсодержащих огнеупоров

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070918