RU2553138C1 - Composite alloy on fe-base for brake pad of railroad car - Google Patents

Composite alloy on fe-base for brake pad of railroad car Download PDF

Info

Publication number
RU2553138C1
RU2553138C1 RU2014111089/02A RU2014111089A RU2553138C1 RU 2553138 C1 RU2553138 C1 RU 2553138C1 RU 2014111089/02 A RU2014111089/02 A RU 2014111089/02A RU 2014111089 A RU2014111089 A RU 2014111089A RU 2553138 C1 RU2553138 C1 RU 2553138C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
friction
iron
alloy
inclusions
base
Prior art date
Application number
RU2014111089/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Сергеевич Фадеев
Антонина Владимировна Шакина
Олег Викторович Штанов
Николай Михайлович Паладин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Технический Центр Информационные Технологии"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Технический Центр Информационные Технологии" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Технический Центр Информационные Технологии"
Priority to RU2014111089/02A priority Critical patent/RU2553138C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2553138C1 publication Critical patent/RU2553138C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: composite alloy of Fe-base for brake pad of railroad car contains in wt %: copper 5-20, chrome 0.1-5.0, carbon 3-20, aluminium oxide 1-10, silicon oxide 0.5-5, iron - rest. Alloy contains iron matrix and friction filler, it is impregnated by organosilicon hydrophobisator. Base of the iron matrix has fine grain structure with grain size 15-70 mcm, containing sorbitic perlite with interlamellar distance 0.3-2.0 mcm, along borders inclusions of cementite, chromium carbide and free graphite are located.
EFFECT: increased wear resistance of friction pair brake-pad-wheel, increased stability and friction coefficient, reduced wear of car wheel during braking.
3 cl, 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к порошковым фрикционным сплавам на основе железа, и может быть использовано в узлах трения тормозной колодки и железнодорожного колеса.The invention relates to powder metallurgy, in particular to iron-based powder friction alloys, and can be used in friction units of brake pads and railway wheels.

Известно техническое решение по материалу, применяемому для изготовления фрикционных элементов (Патент №127023 «Тормозная шина вагонных замедлителей устанавливаемых на тормозных позициях сортировочных горок»). В данном техническом решении фрикционный элемент изготавливался из фрикционного спеченного сплава марки МК-5 методом порошковой металлургии с коэффициентом трения 0,17-0,18 по стали и СМК-80 с коэффициентом 0,28-0,30 Химический состав представлен в издании «Производство порошковых изделий». Учебник для техникумов. - 2-издание, Г.А. Либенсон. - М. Металлургия, 1990 г., с.64-65.Known technical solution for the material used for the manufacture of friction elements (Patent No. 127023 "Brake tire of car retarders installed on the brake positions of sorting slides"). In this technical solution, the friction element was made of sintered friction grade MK-5 alloy by powder metallurgy with a friction coefficient of 0.17-0.18 for steel and SMK-80 with a coefficient of 0.28-0.30 The chemical composition is presented in the publication “Production powder products. " Textbook for technical schools. - 2-edition, G.A. Libenson. - M. Metallurgy, 1990, p. 64-65.

Недостаток использования фрикционного материалов МК-5 и СМК-80, для изготовления тормозных колодок заключается в том данный материал имеет не достаточно высокий коэффициент трения, в период торможения происходит значительный износ как тормозной колодки, так и колеса железнодорожного вагона.The disadvantage of using friction materials MK-5 and SMK-80 for the manufacture of brake pads is that this material does not have a high friction coefficient, during braking there is significant wear on both the brake pads and the wheels of a railway car.

Наиболее близким к предлагаемому сплаву является порошковый фрикционный сплав на основе железа для вставок, запрессованных в отверстия чугунной колодки (Патент RU №133490, по заявке 2013127622 от 18.06.2013. «Колодка вагонная тормозная композиционная на основе железа») фрикционные элемент колодки выполнены из материала на основе железа, содержащего по массе %: медь 9-16, углерод 0,5-3,0, окись алюминия 2-4, хром 0,5-1,5, молибден 0,1-0,2, фосфор 0,01-3,0, имеющего твердость по Бринелю (80-120) 5/125/10, микротвердость основы (230-250) HV 50, состоящей из пластинчатого перлита с медными прослойками по границам зерен, и микротвердость включений (700-900) HV 50, состоящих из карбидных соединений молибдена и хрома, и абразивную стойкость, превышающую абразивную стойкость колеса.Closest to the proposed alloy is an iron-based friction powder alloy for inserts pressed into the holes of a cast-iron block (Patent RU No. 133490, according to application 2013127622 dated 06/18/2013. "Carriage brake shoe pad based on iron") the friction element of the pad is made of material based on iron containing by weight%: copper 9-16, carbon 0.5-3.0, alumina 2-4, chromium 0.5-1.5, molybdenum 0.1-0.2, phosphorus 0, 01-3.0, having a Brinell hardness (80-120) 5/125/10, microhardness of the base (230-250) HV 50, consisting of plate perlite with copper interlayers along the grain boundaries, and the microhardness of inclusions (700-900) HV 50, consisting of carbide compounds of molybdenum and chromium, and abrasion resistance exceeding the abrasion resistance of the wheel.

Недостатками данного материала являются низкая стабильность коэффициента в паре трения «колесо-тормозная колодка», большой износ колеса в процессе трения, значения коэффициента трения не достаточны.The disadvantages of this material are the low stability of the coefficient in the friction pair “wheel-brake shoe”, the large wear of the wheel during friction, the values of the coefficient of friction are not sufficient.

Задачей заявляемого технического решения является повышения эффективности торможения железнодорожных вагонов.The objective of the proposed technical solution is to increase the braking efficiency of railway cars.

Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в увеличении износостойкости фрикционной пары «тормозная колодка-колесо», в повышении стабильности и величины коэффициента трения, снижения износа вагонного колеса в процессе торможения.The technical result achieved in the process of solving the problem is to increase the wear resistance of the friction pair “brake shoe-wheel”, to increase stability and the coefficient of friction, reduce wear of the wagon wheel during braking.

Технический результат достигается композиционным сплавом на основе железа для тормозной колодки железнодорожного вагона, содержащим медь, хром, углерод, окись алюминия, железо - остальное, имеющий структуру пластинчатого перлита с медными прослойками по границам зерен, при этом он дополнительно содержит оксид кремния в следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical result is achieved by a composite alloy based on iron for the brake pads of a railway carriage containing copper, chromium, carbon, aluminum oxide, iron - the rest having a plate perlite structure with copper interlayers along grain boundaries, while it additionally contains silicon oxide in the following ratio of components , wt.%:

медьcopper 5-205-20 хромchromium 0,1-5,00.1-5.0 углеродcarbon 3-203-20 окись алюминияalumina 1-10;1-10; оксид кремнияsilica 0,5-50.5-5

имеет структуру, состоящую из железной матрицы и фрикционного наполнителя, основа железной матрицы имеет мелкозернистую структуру с размером зерна 15-70 мкм, состоящую из мелкопластинчатого перлита с межпластинчатым расстоянием 0,3-2,0 мкм, по границам зерен имеются включения цементита, карбидов хрома, свободного графита, микротвердость зерен перлита 250-350 HV, микротвердость цементита и карбидов хрома 1350-1500 HV, фрикционный наполнитель в сплаве находится в виде отдельных включений оксидов алюминия Al2O3 и кремния SiO2· пропитан кремнийорганическим гидрофобизатором.has a structure consisting of an iron matrix and a friction filler, the base of the iron matrix has a fine-grained structure with a grain size of 15-70 microns, consisting of fine-plate perlite with an interplate distance of 0.3-2.0 microns, along the grain boundaries there are inclusions of cementite, chromium carbides free graphite, microhardness of perlite grains 250-350 HV, microhardness of cementite and chromium carbides 1350-1500 HV, the friction filler in the alloy is in the form of individual inclusions of aluminum oxides Al 2 O 3 and silicon SiO 2 · organosilicon impregnated im water repellent.

Кроме этого, размеры включений фрикционного наполнителя составляют 5-160 мкм, соотношение оксидов алюминия и кремния составляет 2:1-1:1.In addition, the size of the inclusions of the friction filler is 5-160 microns, the ratio of aluminum and silicon oxides is 2: 1-1: 1.

В режиме трения тормозной колодки и вагонного колеса, компоненты фрикционного сплава выполняют следующие функции.In the friction mode of the brake pads and wagon wheels, the components of the friction alloy perform the following functions.

Железо составляет основу фрикционного материала. Вводится в виде порошка ABC100.30 серебристо-серого цвета с содержанием железа свыше 99%. Порошок обладает отличной формуемостью и прессуемостью, имеет размер частиц 45-150 мкм. Благодаря высокой чистоте и отличным технологическим свойствам порошок обеспечивает высокое качество фрикционного материала. Железо является основным связующим компонентом и обеспечивает общую прочность фрикционного сплава.Iron is the basis of friction material. It is introduced in the form of a silver-gray ABC100.30 powder with an iron content of over 99%. The powder has excellent formability and compressibility, has a particle size of 45-150 microns. Due to its high purity and excellent technological properties, the powder provides high quality friction material. Iron is the main binder component and provides the overall strength of the friction alloy.

Медь введена в виде порошка медного электролитического ПМС-1 (массовая доля меди ≈99,5%) ГОСТ 4960 с номинальной величиной частиц 100 мкм. Часть меди при спекании растворяется в феррите, тем самым упрочняя его и повышая сопротивление атмосферной коррозии. Основная часть меди содержится в материале в виде включений свободной меди по границам зерен основной структуры, улучшая фрикционные свойства композита. Медь в составе фрикционного сплава на основе железа повышает теплопроводность и коэффициента трения, увеличивается адгезионную составляющую коэффициента трения. При содержании менее 5% интесифицируется схватывание ферритной основы колодки со сталью колеса, что приводит к усилению износа, но не повышает коэффициент трения выше 0,35. При содержании свыше 20% интенсифицируется адгезионное взаимодействие медной основы колодки со сталью колеса, что увеличивает коэффициент трения до 0,6, но также ведет к катастрофическому износу фрикционного материала.Copper is introduced in the form of a powder of copper electrolytic PMS-1 (mass fraction of copper ≈99.5%) GOST 4960 with a nominal particle size of 100 microns. Part of the copper during sintering dissolves in ferrite, thereby strengthening it and increasing the resistance to atmospheric corrosion. The bulk of copper is contained in the material in the form of inclusions of free copper along the grain boundaries of the main structure, improving the frictional properties of the composite. Copper in the composition of an iron-based friction alloy increases the thermal conductivity and the coefficient of friction, and the adhesive component of the coefficient of friction increases. When the content is less than 5%, the setting of the ferrite base of the block with the steel of the wheel is intensified, which leads to increased wear, but does not increase the friction coefficient above 0.35. With a content of over 20%, the adhesive interaction of the copper base of the block with the steel of the wheel is intensified, which increases the friction coefficient to 0.6, but also leads to catastrophic wear of the friction material.

Графит карандашный - порошок черного цвета марок ГК-1, ГК-3 по ГОСТ 4404-78. Графит в процессе трения служит твердой смазкой, препятствуя молекулярному схватыванию трущихся поверхностей. Содержание в составе металлокерамического материала графита менее 3 мас.% приводит при некотором увеличении износостойкости к значительному снижению стабильности коэффициента трения. При увеличении количества графита более 20 мас.% с ростом коэффициента трения значительно снижается износостойкость за счет расслоения материала при прессовании, снижении его прочностных характеристик.Pencil graphite - black powder of grades GK-1, GK-3 according to GOST 4404-78. Graphite in the process of friction serves as a solid lubricant, preventing the molecular setting of rubbing surfaces. The content of graphite in the cermet material is less than 3 wt.%, With a slight increase in wear resistance, to a significant decrease in the stability of the coefficient of friction. With an increase in the amount of graphite over 20 wt.% With an increase in the coefficient of friction, the wear resistance significantly decreases due to the delamination of the material during pressing, and a decrease in its strength characteristics.

Хром вводится в виде порошка ПХ1м ТУ 1479-022-4355-6328-2010 серого цвета, имеющего размер частиц менее 125 мкм, обладающего отличной формуемостью и уплотняемостью, без применения пластификаторов, имеющего низкое содержание вредных примесей - азота и углерода. Порошок ПХ1м получают восстановлением из оксида хрома. Хром является легирующим карбидообразующим элементом, повышающим прочность, твердость и, благодаря этому, износостойкость железоуглеродной матрицы сплава. Оптимальное содержание хрома составляет 0,1-5%, т.к. при меньшем содержании влияние хрома на износостойкость нивелируется, а при большем содержании в матрице материала образуются крупные включения карбидов хрома, которые приводят к разупрочнению сплава.Chromium is introduced in the form of gray powder PH1m TU 1479-022-4355-6328-2010, having a particle size of less than 125 microns, having excellent formability and compactibility, without the use of plasticizers, which has a low content of harmful impurities - nitrogen and carbon. Powder ПХ1м is obtained by reduction from chromium oxide. Chromium is an alloying carbide-forming element that increases the strength, hardness and, due to this, the wear resistance of the iron-carbon alloy matrix. The optimum chromium content is 0.1-5%, because at a lower content, the effect of chromium on wear resistance is leveled, and at a higher content in the material matrix, large inclusions of chromium carbides are formed, which lead to softening of the alloy.

Фрикционные компоненты представляют собой смесь оксида алюминия в виде электрокорунда белого 25А ГОСТ 3647-80 и оксида кремния в виде кварца пылевидного марки Б ГОСТ 9077-82, добавлены для обеспечения заданного значения коэффициента трения, его стабилизации, а также некоторого повышения износостойкости. Оба фрикционных компонента в железной матрице спеченного фрикционного материала находятся в виде микровключений, размер которых равен или меньше размера частиц в исходных порошках. Оксид алюминия обладает высокой микротвердостью (свыше 1200 HV), обеспечивая упрочнение фрикционного материала и несколько увеличивая деформационную составляющую коэффициента трения, а оксид кремния, имея меньшую микротвердость (700-1000 HV), в основном, обеспечивает деформационную составляющую коэффициента трения. Суммарное содержание фрикционных компонентов составляет не более 12%. При меньшем содержании не обеспечивается необходимый коэффициент трения, при большем - увеличивается износ материала за счет ослабления структуры матрицы крупными включениями фрикционных компонентов. Оптимальное соотношение оксидов алюминия и кремния составляет 2:1-1:1. При большем содержании оксида алюминия снижаются коэффициент трения и его стабильность, при большем содержании оксида кремния падает износостойкость фрикционного материала.Friction components are a mixture of aluminum oxide in the form of white aluminum oxide 25A GOST 3647-80 and silicon oxide in the form of quartz dust-grade grade B GOST 9077-82, added to provide a given value of the friction coefficient, its stabilization, as well as some increase in wear resistance. Both friction components in the iron matrix of the sintered friction material are in the form of microinclusions, the size of which is equal to or smaller than the particle size in the initial powders. Alumina has a high microhardness (over 1200 HV), providing hardening of the friction material and slightly increasing the deformation component of the friction coefficient, and silicon oxide, having a lower microhardness (700-1000 HV), mainly provides the deformation component of the friction coefficient. The total content of friction components is not more than 12%. With a lower content, the required coefficient of friction is not provided, with a larger content, material wear increases due to weakening of the matrix structure by large inclusions of friction components. The optimal ratio of aluminum oxides and silicon is 2: 1-1: 1. With a higher content of alumina, the friction coefficient and its stability decrease, with a higher content of silicon oxide, the wear resistance of the friction material decreases.

Фрикционный материал вагонной тормозной колодки получен методом порошковой металлургии. Структура фрикционного материала состоит из матрицы и фрикционного наполнителя. Матрица представляет собой перлитную мелкозернистую основу с включениями цементита, карбидов хрома и меди по границам зерен. Перлит с микротвердостью 250-350 HV обладает высокой износостойкостью за счет своей мелкопластинчатой структуры (4-6 балла по ГОСТ 8233-56, преимущественно мелкопластинчатый 5 балла) и обеспечивает деформационную составляющую коэффициента трения. Положительный эффект на износостойкость оказывает мелкозернистость основы со размером зерна порядка 15-70 мкм. Участки цементита и карбидов хрома с микротвердостью до 1500 HV дополнительно упрочняют матрицу, повышая общую износостойкость материала. Медные включения в железной основе повышают теплопроводность материала. Выходя на поверхность трения по мере износа материала, медь обеспечивает схватывание со сталью вагонного колеса, повышая общий коэффициент трения за счет адгезионной составляющей. Фрикционный наполнитель представляет собой смесь оксидов алюминия и кремния. Выходя на поверхность фрикционного материала в процессе трения, наполнитель обеспечивает повышение коэффициента трения за счет деформационной составляющей. При этом, будучи достаточно мелкими (средний диаметр 6-15 мкм), частицы фрикционного наполнителя упрочняют матрицу фрикционного материала, повышая износостойкость. Также в состав матрицы фрикционного материала входит свободный графит. Выходя из пор материала в процессе трения, графит создает в зоне трения защитную пленку, препятствующую чрезмерному износу контртела, кроме того, пленка вносит дополнительный вклад в стабилизацию коэффициента трения, снижает износ колеса. Сплав пропитан кремнийорганическим гидрофобизатором, который препятствует проникновению влаги в поры сплава, стабилизируя работу колодки в различных климатических условиях.The friction material of the car brake pads obtained by powder metallurgy. The structure of the friction material consists of a matrix and a friction filler. The matrix is a pearlitic fine-grained base with inclusions of cementite, chromium carbides, and copper along grain boundaries. Perlite with a microhardness of 250-350 HV has a high wear resistance due to its fine plate structure (4-6 points according to GOST 8233-56, mainly fine plate 5 points) and provides a deformation component of the friction coefficient. The fine effect of the base with a grain size of about 15-70 microns has a positive effect on wear resistance. Sites of cementite and chromium carbides with microhardness up to 1500 HV additionally strengthen the matrix, increasing the overall wear resistance of the material. Iron-based copper inclusions increase the thermal conductivity of the material. Coming to the friction surface as the material wears out, copper provides the setting with the steel of the wagon wheel, increasing the overall coefficient of friction due to the adhesive component. The friction filler is a mixture of aluminum and silicon oxides. Coming to the surface of the friction material in the process of friction, the filler provides an increase in the coefficient of friction due to the deformation component. At the same time, being quite small (average diameter of 6-15 microns), the particles of the friction filler strengthen the matrix of the friction material, increasing the wear resistance. Also, the matrix of the friction material includes free graphite. Leaving the pores of the material during friction, graphite creates a protective film in the friction zone that prevents excessive wear of the counterbody, in addition, the film makes an additional contribution to the stabilization of the friction coefficient, reduces wheel wear. The alloy is impregnated with an organosilicon water-repellent agent, which prevents the penetration of moisture into the pores of the alloy, stabilizing the work of the block in various climatic conditions.

Заявленная совокупность компонентов, вводимых в предлагаемый состав в предлагаемом соотношении, обеспечивают повышение износостойкости и стабильности коэффициента трения, снижает износ колеса. Снижение физического износа колеса, за счет исключения процессов адгезионного сваривания (схватывания) в паре трения «тормозная колодка-колесо», позволяет значительно, порядка на 10-15 дБ, понизить уровень шума.The claimed combination of components introduced into the proposed composition in the proposed ratio, provide increased wear resistance and stability of the coefficient of friction, reduces wheel wear. Reducing the physical wear of the wheel, by eliminating the processes of adhesive welding (setting) in the brake shoe-wheel friction pair, it can significantly reduce the noise level by about 10-15 dB.

Исследования разрушения поверхностных слоев фрикционного сплава показали - на поверхности трения отсутствуют деформированные слои, т.е. изнашивание происходит путем выкрашивания перлита, взаимодействующего с поверхностью колеса, что обеспечивает деформационную составляющую коэффициента трения. Мелкопластинчатая структура обеспечивает высокую износостойкость матрицы материала. Выходящие на поверхность фрикционного материала включения меди, графита и фрикционного наполнителя повышают коэффициент трения.Studies of the destruction of the surface layers of the friction alloy showed that there are no deformed layers on the friction surface, i.e. wear occurs by chipping perlite interacting with the surface of the wheel, which provides a deformation component of the friction coefficient. The fine plate structure provides high wear resistance of the material matrix. The inclusions of copper, graphite, and friction filler emerging on the surface of the friction material increase the friction coefficient.

В данном техническом решении фрикционный материал изготавливался методом порошковой металлургии.In this technical solution, the friction material was produced by powder metallurgy.

Для экспериментальной проверки свойств заявляемого порошкового композиционного фрикционного сплава на железной основе были подготовлены четыре смеси ингредиентов. Одна смесь с предпочтительным содержанием ингредиентов две с запредельным содержанием ингредиентов и одна с содержанием ингредиентов по прототипу (см. таблицу). Сплав готовят перемешиванием исходных порошков, прессованием в стальных пресс-формах при давлении 100-150 МПа. Полученные образцы подвергали спеканию. График спекания фрикционного материала является «ноу-хау». Спекание производится в атмосфере азота, при 1090°C.For experimental verification of the properties of the inventive iron-based composite composite friction alloy powder, four ingredient mixtures were prepared. One mixture with the preferred content of the ingredients is two with the transcendental content of the ingredients and one with the content of the ingredients according to the prototype (see table). The alloy is prepared by mixing the starting powders, pressing in steel molds at a pressure of 100-150 MPa. The resulting samples were sintered. The friction material sintering schedule is a know-how. Sintering is carried out in a nitrogen atmosphere at 1090 ° C.

Исследования фрикционных характеристик проводились на машине трения ИИ5018. График торможения на машине имитировал схему торможения реальной тормозной колодки.Studies of frictional characteristics were carried out on a friction machine II5018. The braking schedule on the machine imitated the braking pattern of a real brake pad.

По результатам испытаний оценивались коэффициент тренияBased on test results, the coefficient of friction

скольжения, линейный износ образца. Давление в зоне контакта образцов соответствовало реальному давления в зоне «тормозная колодка-колесо» и составляло 50 кг/смslip, linear wear of the sample. The pressure in the contact zone of the samples corresponded to the real pressure in the area of the "brake shoe-wheel" and amounted to 50 kg / cm

Предлагаемый порошковый фрикционный сплав по сравнению с известным сплавом имеет повышенную износостойкость и улучшенные триботехнические характеристики, что обеспечивает более высокуюThe proposed powder friction alloy in comparison with the known alloy has increased wear resistance and improved tribological characteristics, which provides higher

надежность и долговечность тормозной колодки для железнодорожных вагонов. Химический состав фрикционного спеченного материала на основе железа и результаты исследований металлокерамического сплава с различными соотношениями ингредиентов, приведены в таблице. В таблице представлены полученные результатыreliability and durability of brake pads for railway cars. The chemical composition of the friction sintered material based on iron and the results of studies of the cermet alloy with different ratios of ingredients are shown in the table. The table shows the results.

Figure 00000001
Figure 00000001

В сплаве №3 дополнительно содержится молибден - 0,15, фосфор - 0,7 мас.%. На фиг.1 представлена структура фрикционного сплава, на фиг.2 представлена структура фрикционного наполнителя. Структура сплава, полученная при спекании ингредиентов по варианту 4 имеет структуру, состоящую из железной матрицы 1 и фрикционного наполнителя 2, основа железной матрицы имеет мелкозернистую структуру 3 с размером зерна 15-70 мкм, состоящую из мелкопластинчатого перлита с межпластинчатым расстоянием 0,3-2,0 мкм, по границам зерен 4 дополнительно имеются включения цементита и карбидов хрома, микротвердость зерен перлита 250-350 HV и микротвердость цементита и карбидов хрома 1350-1500 HV. Фрикционный наполнитель 2 в сплаве находится в виде отдельных включений 5.Alloy No. 3 additionally contains molybdenum - 0.15, phosphorus - 0.7 wt.%. Figure 1 shows the structure of the friction alloy, figure 2 shows the structure of the friction filler. The alloy structure obtained by sintering the ingredients according to option 4 has a structure consisting of an iron matrix 1 and a friction filler 2, the base of the iron matrix has a fine-grained structure 3 with a grain size of 15-70 μm, consisting of fine-plate perlite with an interplate distance of 0.3-2 , 0 μm, along grain boundaries 4 there are additionally inclusions of cementite and chromium carbides, microhardness of perlite grains 250-350 HV and microhardness of cementite and chromium carbides 1350-1500 HV. Friction filler 2 in the alloy is in the form of individual inclusions 5.

Подготовлена опытная партия тормозных колодок, изготовленная на машиностроительных заводах страны по предлагаемому техническому решению, для проведения испытания.An experimental batch of brake pads prepared at the country's engineering plants according to the proposed technical solution was prepared for testing.

Claims (3)

1. Композиционный сплав на основе железа для тормозной колодки железнодорожного вагона, содержащий медь, хром, углерод, окись алюминия, железо остальное, отличающийся тем, что он дополнительно содержит оксид кремния при следующем соотношении компонентов, мас.%:
медь 5-20 хром 0,1-5,0 углерод 3-20 окись алюминия 1-10 оксид кремния 0,5-5 железо остальное

при этом сплав состоит из железной матрицы и фрикционного наполнителя, пропитан кремнийорганическим гидрофобизатором, причем основа железной матрицы имеет мелкозернистую структуру с размером зерна 15-70 мкм, состоящую из мелкопластинчатого перлита с межпластинчатым расстоянием 0,3-2,0 мкм, по границам которых распределены включения цементита, карбида хрома и свободного графита, микротвердость зерен перлита составляет 250-350 HV, микротвердость цементита и карбида хрома составляет 1350-1500 HV, а фрикционный наполнитель в сплаве представляет собой отдельные включения оксидов алюминия Al2O3 и кремния SiO2.
1. The composite alloy based on iron for the brake pads of a railway carriage, containing copper, chromium, carbon, aluminum oxide, iron, the rest, characterized in that it further comprises silicon oxide in the following ratio of components, wt.%:
copper 5-20 chromium 0.1-5.0 carbon 3-20 alumina 1-10 silica 0.5-5 iron rest

wherein the alloy consists of an iron matrix and a friction filler, impregnated with an organosilicon hydrophobizing agent, and the base of the iron matrix has a fine-grained structure with a grain size of 15-70 μm, consisting of fine-plate perlite with an interplate distance of 0.3-2.0 μm, at the borders of which are distributed inclusions of cementite, chromium carbide and free graphite, the microhardness of perlite grains is 250-350 HV, the microhardness of cementite and chromium carbide is 1350-1500 HV, and the friction filler in the alloy is separate inclusions of aluminum oxides Al 2 O 3 and silicon SiO 2 .
2. Сплав по п.1, отличающийся тем, что размеры включений фрикционного наполнителя составляют 5-160 мкм.2. The alloy according to claim 1, characterized in that the dimensions of the inclusions of the friction filler are 5-160 microns. 3. Сплав по п.1, отличающийся тем, что соотношение оксидов алюминия и кремния составляет 2:1-1:1. 3. The alloy according to claim 1, characterized in that the ratio of aluminum and silicon oxides is 2: 1-1: 1.
RU2014111089/02A 2014-03-25 2014-03-25 Composite alloy on fe-base for brake pad of railroad car RU2553138C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014111089/02A RU2553138C1 (en) 2014-03-25 2014-03-25 Composite alloy on fe-base for brake pad of railroad car

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014111089/02A RU2553138C1 (en) 2014-03-25 2014-03-25 Composite alloy on fe-base for brake pad of railroad car

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2553138C1 true RU2553138C1 (en) 2015-06-10

Family

ID=53295233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014111089/02A RU2553138C1 (en) 2014-03-25 2014-03-25 Composite alloy on fe-base for brake pad of railroad car

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2553138C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2639427C1 (en) * 2016-07-05 2017-12-21 Общество с ограниченной ответственностью "Информационные технологии" (ООО "ИнфоТех") Friction material composite for friction clutch of switch actuator
RU2647953C1 (en) * 2017-07-11 2018-03-21 Юлия Алексеевна Щепочкина Iron-based friction material
RU189252U1 (en) * 2018-09-03 2019-05-17 Общество с ограниченной ответственностью "Информационные технологии" (ООО "ИнфоТех") Railway vehicle brake shoe

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2045282A (en) * 1979-02-14 1980-10-29 Nii Poroshkov Metal Belorus Po Sintered iron-based friction material
CN1130667A (en) * 1994-09-30 1996-09-11 中国航空工业总公司第六二一研究所 Iron base metal ceramics friction pair material
RU2101380C1 (en) * 1995-12-26 1998-01-10 Институт физики прочности и материаловедения СО РАН Sintered antifriction material on the base of ferrum
CN101602105A (en) * 2009-07-07 2009-12-16 吉林大学 Metal-based powder metallurgy brake pad material and preparation method
RU133490U1 (en) * 2013-06-18 2013-10-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно Технический Центр Информационные Технологии" (НТЦ Информационные Технологии) CARBON BRAKE SHOE COMPOSITION ON THE BASIS OF IRON

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2045282A (en) * 1979-02-14 1980-10-29 Nii Poroshkov Metal Belorus Po Sintered iron-based friction material
CN1130667A (en) * 1994-09-30 1996-09-11 中国航空工业总公司第六二一研究所 Iron base metal ceramics friction pair material
RU2101380C1 (en) * 1995-12-26 1998-01-10 Институт физики прочности и материаловедения СО РАН Sintered antifriction material on the base of ferrum
CN101602105A (en) * 2009-07-07 2009-12-16 吉林大学 Metal-based powder metallurgy brake pad material and preparation method
RU133490U1 (en) * 2013-06-18 2013-10-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно Технический Центр Информационные Технологии" (НТЦ Информационные Технологии) CARBON BRAKE SHOE COMPOSITION ON THE BASIS OF IRON

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2639427C1 (en) * 2016-07-05 2017-12-21 Общество с ограниченной ответственностью "Информационные технологии" (ООО "ИнфоТех") Friction material composite for friction clutch of switch actuator
RU2647953C1 (en) * 2017-07-11 2018-03-21 Юлия Алексеевна Щепочкина Iron-based friction material
RU189252U1 (en) * 2018-09-03 2019-05-17 Общество с ограниченной ответственностью "Информационные технологии" (ООО "ИнфоТех") Railway vehicle brake shoe

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6394768B2 (en) Alloy steel powder and sintered body for powder metallurgy
JP6227903B2 (en) Alloy steel powder for powder metallurgy and method for producing iron-based sintered body
CN106041099B (en) A kind of high-strength antifriction bilayer iron-base powder metallurgy material and preparation method thereof
JP4825200B2 (en) Powder metallurgy parts and manufacturing method thereof
JP6858842B2 (en) Sintered friction material
RU2553138C1 (en) Composite alloy on fe-base for brake pad of railroad car
CN105778405B (en) Automobile-used ferrous based powder metallurgical composite friction material and preparation method thereof
JP5949952B2 (en) Method for producing iron-based sintered body
JP5929967B2 (en) Alloy steel powder for powder metallurgy
WO2017059026A1 (en) New iron-based composite powder
EP2906515B1 (en) Low binder, wear resistant hard material
EP3726089B1 (en) Brake lining for railroad cars, disc brake system for railroad cars using same, and sintered friction material to be used for brake lining for railroad cars
JP6528899B2 (en) Method of manufacturing mixed powder and sintered body for powder metallurgy
Bagliuk Properties and structure of sintered boron containing carbon steels
RU172439U1 (en) COMPOSITION BRAKE SHOE OF RAILWAY VEHICLE FORMING WHEN NANOPARTICLE TRICKS
CN106051003B (en) Mining carbon fiber-reinforced boron modified phenolic resin based friction plate material
JP6044492B2 (en) Method for producing Mo-containing sponge iron and Mo-containing reduced iron powder
JP4715358B2 (en) Alloy steel powder for powder metallurgy
KR20050088353A (en) Iron-based sintered alloy, iron-based sintered alloy member, method of manufacturing the same, and oil pump rotor
RU2645857C1 (en) Method for manufacture of friction material for brake pads and brake pad
KR100845386B1 (en) Sintered metal parts and method for the manufacturing thereof
RU2653222C2 (en) Composition brake of railway vehicles, formed under nanoparticle tribocoupling
KR102250915B1 (en) Powder metallurgy mixed powder, sintered body, and manufacturing method of sintered body
KR102264138B1 (en) Friction material for brake pad and the production method of it
JP2007100115A (en) Alloy steel powder for powder metallurgy

Legal Events

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

Effective date: 20170326