RU2667934C1 - Method of restoration and hardening of steel brake discs of vehicles - Google Patents
Method of restoration and hardening of steel brake discs of vehicles Download PDFInfo
- Publication number
- RU2667934C1 RU2667934C1 RU2017125793A RU2017125793A RU2667934C1 RU 2667934 C1 RU2667934 C1 RU 2667934C1 RU 2017125793 A RU2017125793 A RU 2017125793A RU 2017125793 A RU2017125793 A RU 2017125793A RU 2667934 C1 RU2667934 C1 RU 2667934C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- discs
- working surfaces
- temperature
- brake discs
- restoration
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims description 3
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 8
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract description 4
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000002966 varnish Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 3
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims description 3
- 229910001339 C alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- WIVNCSSEPOKFLO-UHFFFAOYSA-N [Fe]=S.[K] Chemical compound [Fe]=S.[K] WIVNCSSEPOKFLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000009998 heat setting Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N iron;methane Chemical compound C.[Fe].[Fe].[Fe] KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P6/00—Restoring or reconditioning objects
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D65/00—Parts or details
- F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
- F16D65/12—Discs; Drums for disc brakes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области ремонта машин, в частности к способам восстановления и упрочнения автомобильных деталей, и может быть использовано для восстановления тормозных дисков автомобилей и других транспортных средств, изготовленных из стали, наплавкой с последующей упрочняющей химико-термической обработкой.The invention relates to the field of machine repair, in particular to methods for the restoration and hardening of automobile parts, and can be used to restore brake discs of automobiles and other vehicles made of steel by surfacing, followed by hardening chemical-thermal treatment.
Известен способ восстановления тормозных дисков протачиванием рабочих поверхностей дисков до ремонтного размера (Быков В.В. Способы восстановления элементов тормозной системы автомобилей. В.В. Быков, Е.П. Мельникова, АДИ ГВУЗ «ДонНТУ», г. Горловка, Украина, 2001, 4 с.), при котором их рабочие поверхности протачиваются для выведения следов износа и выравнивания плоскости контакта с тормозными колодками.A known method of restoring brake discs by pumping the working surfaces of the discs to a repair size (Bykov V.V. Methods for restoring elements of the brake system of cars. V.V. Bykov, E.P. Melnikova, ADI GVUZ "DonNTU", Gorlovka, Ukraine, 2001 , 4 pp.), In which their working surfaces are pierced to remove traces of wear and align the plane of contact with the brake pads.
Известен также способ восстановления металлических фрикционных дисков (патент на изобретение SU 1260168 А1 СССР). После протачивания диски подвергаются термофиксации, затем на их рабочие поверхности наносится система впадин. Протачивание дисков рекомендуется проводить при каждой замене изношенных колодок.There is also a method of restoring metal friction discs (patent for invention SU 1260168 A1 of the USSR). After grinding, the disks undergo heat setting, then a system of depressions is applied to their working surfaces. It is recommended that the grinding of discs be carried out each time a worn pad is replaced.
В качестве наиболее близкого аналога может быть выбран второй из указанных способов.As the closest analogue, the second of these methods can be selected.
Основным недостатком приведенных способов является снижение прочности тормозного диска за счет удаления части металла с его рабочих поверхностей, а также снижение ресурса тормозного диска из-за недопустимого уменьшения толщины его рабочей части, после чего дорогостоящий диск требует замены.The main disadvantage of the above methods is the decrease in the strength of the brake disc due to the removal of part of the metal from its working surfaces, as well as the decrease in the resource of the brake disc due to an unacceptable decrease in the thickness of its working part, after which the expensive disc requires replacement.
Задачей предлагаемого изобретения является увеличение межремонтных ресурсов тормозных дисков, создание возможности их многократного использования без замены, повышение износостойкости и улучшение фрикционных свойств их рабочих поверхностей.The task of the invention is to increase the overhaul resources of brake discs, create the possibility of their repeated use without replacement, increase wear resistance and improve the frictional properties of their working surfaces.
Технический результат достигается тем, что в известном способе восстановления фрикционных дисков, включающем протачивание дисков до выведения следов износа и коррозии, согласно изобретению, после протачивания на восстанавливаемые поверхности наплавляют покрытия низкоуглеродистой легированной проволокой (например, Св-08ХГ2С) в среде защитных газов, затем производят высокий отпуск диска при температуре 600-650°C в течение 2 часов с последующей механической обработкой (токарной), после чего готовят нитроцементующую пасту путем смешивания при следующем соотношении компонентов, масс. %: газовая сажа - 53-57%; железосинеродистый калий - 13-17%; углекислый калий - 13-17%; нитроцеллюлозный лак НЦ-222 - 13-17%, пасту наносят на упрочняемые поверхности и проводят нитроцементацию при температуре 850°C с выдержкой в течение от 2 до 6 часов в зависимости от требуемых параметров упрочняемых поверхностей.The technical result is achieved by the fact that in the known method for restoring friction disks, including piercing the disks before removing traces of wear and corrosion, according to the invention, after piercing the surfaces to be repaired, the coatings are low-carbon alloyed wire (for example, Sv-08KhG2S) in a protective gas environment, then produced high tempering of the disc at a temperature of 600-650 ° C for 2 hours followed by mechanical processing (turning), after which nitrocarbon paste is prepared by mixing and the following ratio of components, mass. %: carbon black - 53-57%; iron-sulphide potassium - 13-17%; potassium carbonate - 13-17%; nitrocellulose lacquer NTs-222 - 13-17%, the paste is applied to hardened surfaces and nitrocarburized at 850 ° C with exposure for 2 to 6 hours, depending on the required parameters of the hardened surfaces.
Протачивание рабочих поверхностей дисков производится на глубину, обеспечивающую полное выведение следов износа и коррозии (окисления).The grinding of the working surfaces of the disks is carried out to a depth, which ensures the complete removal of traces of wear and corrosion (oxidation).
Наплавка на проточенные поверхности тормозных дисков производится низкоуглеродистой легированной проволокой Св-08ХГ2С, не склонной к образованию трещин при наплавке, в среде защитных газов. Толщина наплавленного металла должна компенсировать потери основного металла диска на износ и протачивание с учетом припуска на механическую обработку.Surfacing on the drilled surfaces of the brake discs is carried out by low-carbon alloy wire Sv-08KhG2S, not prone to cracking during surfacing, in the environment of protective gases. The thickness of the deposited metal should compensate for the loss of the base metal of the disk for wear and penetration, taking into account the machining allowance.
После наплавки производится высокий отпуск диска при температуре 600-650°C в течение 2 часов для снятия внутренних напряжений, вызванных наплавкой.After surfacing, a high tempering of the disk is carried out at a temperature of 600-650 ° C for 2 hours to relieve internal stresses caused by surfacing.
Механическая (токарная) обработка диска производится для придания ему номинальных размеров и правильной формы. При механической обработке на рабочих поверхностях необходимо оставлять припуск 0,1-0,15 мм на отделочные операции после химико-термической обработки.Mechanical (turning) processing of the disk is done to give it a nominal size and regular shape. When machining on working surfaces, it is necessary to leave an allowance of 0.1-0.15 mm for finishing operations after chemical-thermal treatment.
Химико-термическая обработка дисков с наплавленными на рабочие части покрытиями состоит в насыщении этих покрытий азотом и углеродом (нитроцементации) из высокоактивной пасты следующего состава (% масс.): газовая сажа (аморфный углерод) - 53-57%; железосинеродистый калий (азотсодержащий компонент) - 13-17%; углекислый калий (активизирующий компонент) - 13-17%; нитроцеллюлозный лак НЦ-222 (пастообразователь) - 13-17%.Chemical-thermal treatment of disks with coatings deposited onto working parts consists in saturating these coatings with nitrogen and carbon (nitrocarburizing) from a highly active paste of the following composition (wt%): carbon black (amorphous carbon) - 53-57%; iron-hydrogen potassium (nitrogen-containing component) - 13-17%; potassium carbonate (activating component) - 13-17%; nitrocellulose lacquer NTs-222 (paste former) - 13-17%.
Паста наносится на рабочие поверхности дисков слоем 1,5-2,0 мм и высушивается. Диски с сухим нитроцементующим покрытием помещаются в печь с бескислородной атмосферой и подвергаются нагреву до температуры 850°C, соответствующей температуре нормализации основного металла диска.The paste is applied to the working surfaces of the discs with a layer of 1.5-2.0 mm and dried. Disks with a dry nitrocarburizing coating are placed in a furnace with an oxygen-free atmosphere and are heated to a temperature of 850 ° C, which corresponds to the normalization temperature of the base metal of the disk.
Продолжительность выдержки при названной температуре зависит от того, какие параметры и свойства нитроцементованных слоев требуется получить на конкретных восстанавливаемых дисках. Значения длительности выдержки для получения различных заданных свойств приведены в таблице 1. После нитроцементации диски выгружаются из печи и охлаждаются на воздухе.The exposure time at the specified temperature depends on what parameters and properties of the nitro-cement layers are required to be obtained on the specific restored disks. The values of the exposure time to obtain various desired properties are shown in table 1. After nitrocarburizing disks are discharged from the furnace and cooled in air.
В условиях ремонтного производства для нитроцементации можно использовать герметичные контейнеры с нейтральным наполнителем (например, с чугунной стружкой или древесным углем), в которые упаковываются тормозные диски с нитроцементующим покрытием по типу твердой цементации, и любой источник нагрева, обеспечивающий заданную температуру в 850°C.In conditions of repair production for nitrocarburizing, you can use sealed containers with a neutral filler (for example, with cast iron shavings or charcoal), in which brake discs with a nitrocarburizing coating are packaged in the type of hard cementation, and any heating source providing a predetermined temperature of 850 ° C.
В результате обработки, проведенной по указанной методике, основной металл диска приобретает мелкозернистую ферритно-перлитную структуру, в которой отсутствуют внутренние напряжения, способные вызвать коробление диска. На рабочих (нитроцементованных) поверхностях диска образуются диффузионные слои, насыщенные большим количеством карбонитридов, изоморфных цементиту, имеющих твердость Нμ>1000, в окружении ферритной матрицы. Эти слои, по сути, представляют собой металлические композиты, отличающиеся высокой износостойкостью, прочностью и ударной вязкостью. Благодаря этому обеспечивается высокий упрочняющий эффект на тормозных дисках.As a result of processing carried out by the indicated method, the base metal of the disk acquires a fine-grained ferrite-pearlite structure, in which there are no internal stresses that can cause warping of the disk. On the working (nitro-cemented) disk surfaces, diffusion layers are formed, saturated with a large amount of carbonitrides isomorphic to cementite, having a hardness of H μ > 1000, surrounded by a ferrite matrix. These layers, in fact, are metal composites characterized by high wear resistance, strength and toughness. This provides a high reinforcing effect on the brake discs.
Последней операцией является тонкое точение твердосплавными или алмазными резцами, или шлифование для придания рабочим поверхностям диска оптимальной шероховатости.The final operation is fine turning with carbide or diamond cutters, or grinding to give the working surfaces of the disk optimal roughness.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017125793A RU2667934C1 (en) | 2017-07-19 | 2017-07-19 | Method of restoration and hardening of steel brake discs of vehicles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017125793A RU2667934C1 (en) | 2017-07-19 | 2017-07-19 | Method of restoration and hardening of steel brake discs of vehicles |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2667934C1 true RU2667934C1 (en) | 2018-09-25 |
Family
ID=63669020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017125793A RU2667934C1 (en) | 2017-07-19 | 2017-07-19 | Method of restoration and hardening of steel brake discs of vehicles |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2667934C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2806788C1 (en) * | 2022-10-28 | 2023-11-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Казанский ГАУ) | Method for restoring and strengthening car brake discs and drums |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4852236A (en) * | 1988-07-11 | 1989-08-01 | Emery Corporation | Method of repairing a worn wobbler housing for a constant-speed drive |
| RU2207384C2 (en) * | 2000-12-22 | 2003-06-27 | Поляченко Анатолий Васильевич | Method of hardening of parts from iron-carbon alloys |
| MD2262B1 (en) * | 2002-01-21 | 2003-09-30 | Anatolie Stratulat | Proces for reconditioning of the disk brake block with all-metal support |
| RU2297312C2 (en) * | 2004-11-16 | 2007-04-20 | Вячеслав Владимирович Алексеев | Method of repair of metal disks of car automatic transmissions |
-
2017
- 2017-07-19 RU RU2017125793A patent/RU2667934C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4852236A (en) * | 1988-07-11 | 1989-08-01 | Emery Corporation | Method of repairing a worn wobbler housing for a constant-speed drive |
| RU2207384C2 (en) * | 2000-12-22 | 2003-06-27 | Поляченко Анатолий Васильевич | Method of hardening of parts from iron-carbon alloys |
| MD2262B1 (en) * | 2002-01-21 | 2003-09-30 | Anatolie Stratulat | Proces for reconditioning of the disk brake block with all-metal support |
| RU2297312C2 (en) * | 2004-11-16 | 2007-04-20 | Вячеслав Владимирович Алексеев | Method of repair of metal disks of car automatic transmissions |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2806788C1 (en) * | 2022-10-28 | 2023-11-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Казанский ГАУ) | Method for restoring and strengthening car brake discs and drums |
| RU2814359C1 (en) * | 2023-07-12 | 2024-02-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Казанский ГАУ) | Combined method of recovery and hardening of brake discs and drums |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2703517A2 (en) | Vehicular disc brake rotor and manufacturing method of vehicular disc brake rotor | |
| JP5897432B2 (en) | Method for producing cast iron friction member | |
| GB2119408A (en) | Case hardening | |
| CN103597112A (en) | Backing plate for disk brake pad, and disk brake pad utilizing backing plate | |
| RU2667934C1 (en) | Method of restoration and hardening of steel brake discs of vehicles | |
| JPH02285024A (en) | Manufacturing roller bearing member from solid-hardened roller bearing steel | |
| CN1898405A (en) | Carbide method and article for hard finishing resulting in improved wear resistance | |
| JP2019209643A (en) | Method for treating surface of mold molding surface | |
| JPH11508964A (en) | Substrates for the manufacture of circular saws, cut-off wheels and long sawing machines, as well as blank blades for cutting and scraping equipment | |
| SI21465A (en) | Friction material and procedure for manufacturing such a material as well as break pads, particularly break pads and procedure for their manufacture | |
| US2788302A (en) | Nitriding stopoff | |
| JPH02173212A (en) | Sliding material and surface treatment method thereof | |
| JP3004001B2 (en) | Belleville spring and method for forming surface lubrication film of this Belleville spring | |
| JP2657402B2 (en) | Sliding structure combining sliding members | |
| US11231079B2 (en) | Ferrous workpiece and method of manufacture | |
| CN114763610A (en) | Method for producing a brake disc made of gray cast iron | |
| JP3149577B2 (en) | Surface treatment method of Ti-Al intermetallic compound | |
| JP2001279421A (en) | Method for producing sliding member | |
| JPH0310686B2 (en) | ||
| JPH0772303B2 (en) | ▲ High ▼ Deep hardened bushing and its manufacturing method | |
| JP2003014013A (en) | Transformation hardening and coating by laser for braking face of disc brake rotor | |
| JPS63109182A (en) | Production of wear resistant member | |
| RU2757748C1 (en) | Composition of charge for slip coatings | |
| RU2806788C1 (en) | Method for restoring and strengthening car brake discs and drums | |
| JPS62174388A (en) | Disk rotor and its production |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190720 |