RU2457268C1 - Material for friction parts - Google Patents
Material for friction parts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2457268C1 RU2457268C1 RU2011118816/02A RU2011118816A RU2457268C1 RU 2457268 C1 RU2457268 C1 RU 2457268C1 RU 2011118816/02 A RU2011118816/02 A RU 2011118816/02A RU 2011118816 A RU2011118816 A RU 2011118816A RU 2457268 C1 RU2457268 C1 RU 2457268C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- friction
- sodium tetraborate
- tin
- graphite
- copper
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к конструкционным материалам, получаемым методом порошковой металлургии, в частности к фрикционным порошковым материалам, и может быть использовано для изготовления фрикционных деталей, в том числе накладок дискового тормоза.The invention relates to structural materials obtained by powder metallurgy, in particular to friction powder materials, and can be used for the manufacture of friction parts, including disc brake linings.
Известен материал, используемый для фрикционных накладок, в котором на основе металлокерамической композиции, содержащей (в вес.%): медь 40-50, олово 3-9, железо 9-15, графит 10-20, свинец 3-10 и электрокорунд 4-15 (ТУ 1479-002-49123292-2005 «Накладка фрикционная с металлокерамическим слоем на основе меди»). Однако при использовании накладок, изготовленных из указанного материала на поверхности диска тормоза отмечаются локальные навары («наволакивание»), имеющие в своем составе твердые составляющие.Known material used for friction linings, in which on the basis of a cermet composition containing (in wt.%): Copper 40-50, tin 3-9, iron 9-15, graphite 10-20, lead 3-10 and electrocorundum 4 -15 (TU 1479-002-49123292-2005 “Friction lining with a ceramic-metal layer based on copper”). However, when using pads made of the specified material, local bells (“enveloping”), comprising solid components, are noted on the surface of the brake disc.
Прототипом изобретения является порошковый материал для изготовления фрикционных деталей - дисковых тормозов, а именно накладок дискового тормоза, который содержит в вес.%: олово 1,8-3, железо 7-20, графит 7-20, электрокорунд 1,5-2, ферромолибден 0,5-2 и медь - остальное. Материал обеспечивает высокую фрикционную теплостойкость и прочность деталей дисковых тормозов, а также высокую износостойкость накладок дискового тормоза (RU №2371497, МПК С22С 1/05, 2006; F16D 69/02, 2006; С22С 9/00, 2006.01).The prototype of the invention is a powder material for the manufacture of friction parts - disc brakes, namely disc brake pads, which contains in wt.%: Tin 1.8-3, iron 7-20, graphite 7-20, electrocorundum 1.5-2, ferromolybdenum 0.5-2 and copper - the rest. The material provides high frictional heat resistance and strength of disc brake parts, as well as high wear resistance of disc brake linings (RU No. 2371497, IPC C22C 1/05, 2006; F16D 69/02, 2006; C22C 9/00, 2006.01).
При использовании известных фрикционных деталей поверхность диска тормоза подвергается существенному износу, особенно при его загрязнении. Известный материал имеет структуру, представляющую собой механическую смесь металлов меди, железа, олово с графитом в свободном состоянии и ферромолибденом. Твердость по Бринеллю металлокерамического слоя накладки составляет 15-50 НВ.When using known friction parts, the surface of the brake disc is subject to significant wear, especially when it is dirty. Known material has a structure that is a mechanical mixture of metals of copper, iron, tin with graphite in a free state and ferromolybdenum. The Brinell hardness of the cermet layer is 15-50 HB.
Задачей изобретения является разработка нового фрикционного материала для использования в деталях, работающих в условиях повышенного трения.The objective of the invention is to develop a new friction material for use in parts operating in conditions of increased friction.
Техническим результатом изобретения является повышение износостойкости за счет эффекта управляемого переноса материала с поверхности накладки на фрикционный диск и повышение коэффициента трения за счет роста адгезионной составляющей.The technical result of the invention is to increase wear resistance due to the effect of controlled transfer of material from the surface of the lining to the friction disk and increase the friction coefficient due to the growth of the adhesive component.
Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что материал для фрикционных деталей, содержащий в весовых процентах железо 7÷20, графит 7÷20, электрокорунд 1,5÷2,0, ферромолибден 0,5÷2, олово и медь остальное, согласно изобретению дополнительно содержит тетраборат натрия при следующем соотношении компонентов, вес.%:The task and the specified technical result are achieved by the fact that the material for friction parts containing in weight percent iron 7 ÷ 20, graphite 7 ÷ 20, electrocorundum 1.5 ÷ 2.0, ferromolybdenum 0.5 ÷ 2, tin and copper, according to the invention additionally contains sodium tetraborate in the following ratio of components, wt.%:
Наличие в предложенном составе тетрабората натрия, выполняющего функцию активатора поверхности и обеспечивающего очистку фрикционного диска от оксидных пленок и других загрязнений, позволяет за счет управляемого соотношением компонентов переноса металла входящего в состав фрикционной накладки восстанавливать диска после его износа. Наряду с эффектом восстановления наблюдается существенный рост коэффициента трения за счет адгезионной составляющей, что обеспечивает при одинаковом усилии на фрикционную пару более эффективное торможение. При содержании олова меньше 2 вес.%, эффект переноса не наблюдался, а при увеличении количества олова больше 9 вес.% наблюдался повышенный износ фрикционной накладки. Также и количество тетрабората натрия должно быть в указанных пределах. Если тетрабората натрия будет меньше 2 вес.%, то эффекта устойчивого переноса и существенного роста коэффициента трения не наблюдалось, а если тетрабората натрия будет больше 5 вес.%, то коэффициент трения уже не растет и увеличивается износ фрикционной накладки.The presence of sodium tetraborate in the proposed composition, which acts as a surface activator and provides cleaning of the friction disk from oxide films and other contaminants, allows the disk to be restored after wear due to the ratio of metal transfer components included in the friction lining. Along with the recovery effect, a significant increase in the friction coefficient is observed due to the adhesive component, which provides more effective braking with the same effort on the friction pair. When the tin content is less than 2 wt.%, The transfer effect was not observed, and with an increase in the amount of tin more than 9 wt.%, Increased wear of the friction lining was observed. Also, the amount of sodium tetraborate should be within the specified limits. If sodium tetraborate is less than 2 wt.%, The effect of stable transfer and a significant increase in the friction coefficient is not observed, and if sodium tetraborate is more than 5 wt.%, The friction coefficient does not increase and the wear of the friction lining increases.
Материал обеспечивает помимо высокой теплостойкости и прочности накладок высокую износостойкость фрикционного диска и повышенный коэффициент трения.The material provides, in addition to high heat resistance and lining strength, high wear resistance of the friction disk and an increased coefficient of friction.
Материал для фрикционных деталей получают следующим образом.Material for friction parts is obtained as follows.
За основу был принят известный материал по патенту RU №2371497, предназначенный для накладок дискового тормоза, который изготавливают методом порошковой металлургии из металлических и неметаллических порошков: меди, олова, железа, графита, абразивного порошка электрокорунда, ферромолибдена, в который после спекания локально в предварительно обработанное отверстие вводили в виде отдельного элемента смесь олова и активатора поверхности тетрабората натрия.The basis was the well-known material according to patent RU No. 2371497, intended for disc brake linings, which are made by powder metallurgy of metal and nonmetallic powders: copper, tin, iron, graphite, abrasive powder of electrocorundum, ferromolybdenum, into which, after sintering, locally in preliminary the treated hole was introduced as a separate element a mixture of tin and an activator of the surface of sodium tetraborate.
Накладка представляет собой стальную основу с напрессованным и припеченным металлокерамическим фрикционным слоем, в котором обработано отверстие и в него введен элемент, состоящий из смеси олова и тетрабората натрия, общая пропорция компонентов (в вес.%): медь - 73,5; олово - 5; железо - 5,6; графит - 10,4; электрокорунд - 1,5; ферромолибден -1,5; тетраборат натрия - 2,5. Полученный материал обеспечивает повышение износостойкости фрикционного диска и повышение коэффициента трения:The overlay is a steel base with a pressed and baked metal-ceramic friction layer in which a hole is machined and an element is introduced into it, consisting of a mixture of tin and sodium tetraborate, the total proportion of components (in wt.%): Copper - 73.5; tin - 5; iron - 5.6; graphite - 10.4; electrocorundum - 1.5; ferromolybdenum -1.5; sodium tetraborate - 2.5. The resulting material provides increased wear resistance of the friction disk and an increase in the coefficient of friction:
- интенсивность линейного износа менее 2·107;- the intensity of linear wear less than 2 · 10 7 ;
- коэффициент трения в зависимости от скорости 0,32-0,5.- coefficient of friction depending on the speed of 0.32-0.5.
Представленные данные показывают, что использование предложенного состава материала обеспечивает повышение износостойкости фрикционного диска и повышение коэффициента трения. Результаты исследований представлены на графике, где кривая 1 - зависимость интенсивности линейного износа Ih, от количества тетрабората натрия в %, а кривая 2 - зависимость коэффициента трения µ от количества тетрабората натрия в %.The data presented show that the use of the proposed material composition provides an increase in the wear resistance of the friction disk and an increase in the friction coefficient. The research results are presented in the graph, where curve 1 is the dependence of the linear wear rate I h on the amount of sodium tetraborate in%, and curve 2 is the dependence of the friction coefficient µ on the amount of sodium tetraborate in%.
Кривая 1 показывает, что интенсивность линейного износа существенно снижается (от 3.6×10-7 до 1.9×10-7) в интервале от 2 до 3% тетрабората натрия, а при дальнейшем увеличении его содержания практически не изменяется.Curve 1 shows that the linear wear rate decreases significantly (from 3.6 × 10 -7 to 1.9 × 10 -7 ) in the range from 2 to 3% sodium tetraborate, and with a further increase in its content it remains practically unchanged.
Кривая 2 показывает, что коэффициент трения увеличивается с 0.28 при количестве тетрабората натрия 2% от общей массы фрикционного материала до 0.34 при 3%, а при большем содержании тетрабората натрия существенно не растет.Curve 2 shows that the friction coefficient increases from 0.28 when the amount of sodium tetraborate is 2% of the total mass of friction material to 0.34 at 3%, and with a higher content of sodium tetraborate it does not increase significantly.
В настоящее время изобретение находится на стадии технического предложения. Испытания проводились в лаборатории кафедры «Прикладной физики» Тверского государственного технического университета.Currently, the invention is at the stage of a technical proposal. The tests were conducted in the laboratory of the Department of Applied Physics of Tver State Technical University.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011118816/02A RU2457268C1 (en) | 2011-05-10 | 2011-05-10 | Material for friction parts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011118816/02A RU2457268C1 (en) | 2011-05-10 | 2011-05-10 | Material for friction parts |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2457268C1 true RU2457268C1 (en) | 2012-07-27 |
Family
ID=46850713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011118816/02A RU2457268C1 (en) | 2011-05-10 | 2011-05-10 | Material for friction parts |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2457268C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB990620A (en) * | 1964-03-09 | 1965-04-28 | Schmidt Gmbh Karl | A friction body of sintered friction material |
| RU2006511C1 (en) * | 1991-10-08 | 1994-01-30 | Конструкторское бюро транспортного машиностроения | Powder material on copper base |
| EP0703382B1 (en) * | 1994-07-30 | 2000-10-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Sintered contact component |
| RU2371497C1 (en) * | 2008-04-29 | 2009-10-27 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Material for components of disk brake |
-
2011
- 2011-05-10 RU RU2011118816/02A patent/RU2457268C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB990620A (en) * | 1964-03-09 | 1965-04-28 | Schmidt Gmbh Karl | A friction body of sintered friction material |
| RU2006511C1 (en) * | 1991-10-08 | 1994-01-30 | Конструкторское бюро транспортного машиностроения | Powder material on copper base |
| EP0703382B1 (en) * | 1994-07-30 | 2000-10-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Sintered contact component |
| RU2371497C1 (en) * | 2008-04-29 | 2009-10-27 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Material for components of disk brake |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kumar et al. | Friction material composite: types of brake friction material formulations and effects of various ingredients on brake performance–a review | |
| Straffelini et al. | Influence of load and temperature on the dry sliding behaviour of Al-based metal-matrix-composites against friction material | |
| Shorowordi et al. | Velocity effects on the wear, friction and tribochemistry of aluminum MMC sliding against phenolic brake pad | |
| JP2008179806A5 (en) | ||
| Tan et al. | Friction and wear properties of Al-20Si-5Fe-2Ni-Graphite solid-lubricating composite at elevated temperatures | |
| Fallahdoost et al. | Dual functions of TiC nanoparticles on tribological performance of Al/graphite composites | |
| Jiang et al. | Friction and wear properties of in-situ synthesized Al2O3 reinforced aluminum composites | |
| CN107523716B (en) | Sintered friction material for friction linings | |
| Sathyamoorthy et al. | Brake friction composite materials: a review on classifications and influences of friction materials in braking performance with characterizations | |
| Zhu et al. | Effect of particle size on tribological behavior of Ni3Al matrix high temperature self-lubricating composites | |
| Singh et al. | A review on sliding wear behaviour of aluminium matrix composites with hybrid reinforcements for automotive applications | |
| Hassan et al. | Wear behavior of Al–Cu and Al–Cu/SiC components produced by powder metallurgy | |
| RU2457268C1 (en) | Material for friction parts | |
| JP6360270B1 (en) | Sintered friction material for brake | |
| RU2013100175A (en) | METHOD FOR PRODUCING LEAD-FREE SLIDING BEARING | |
| JP2006348379A (en) | Sintered metal friction material, and friction member | |
| Viswanatha et al. | Effect of ageing on dry sliding wear behaviour of Al-MMC for disc brake | |
| Zhang et al. | Improved braking performance of Cu-based brake pads by utilizing Cu-coated SiO2 powder | |
| Soleymani et al. | Improvement in tribological properties of surface layer of an al alloy by friction stir processing | |
| JP2008025018A (en) | Sintering friction material | |
| Asif et al. | Wear characteristic of Al-based metal matrix composites used for heavy duty brake pad applications | |
| RU2371497C1 (en) | Material for components of disk brake | |
| RU2599070C1 (en) | Copper-based sintered friction material | |
| JP2007107660A (en) | Sintered friction material | |
| JP6570167B2 (en) | Friction material composition, and friction material and friction member using the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130511 |