RU2757822C1

RU2757822C1 - Method for manufacturing friction product

Info

Publication number: RU2757822C1
Application number: RU2020144351A
Authority: RU
Inventors: Вадим Викторович Савич; Андрей Валерьевич Лешок; Александр Федорович Ильющенко; Александр Николаевич Роговой
Original assignee: Государственное Научное Учреждение Институт Порошковой Металлургии Имени Академика О.В. Романа
Priority date: 2020-12-30
Filing date: 2020-12-30
Publication date: 2021-10-21

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention relates to the field of metallurgy and can be used in the manufacture of friction discs. A layer of friction material is applied to the steel bearing base on at least one side of its side by the method for free filling. It is baked on and the resulting workpiece is compacted by pressing with a force of up to 2.5 t/cm². Then, the friction material is compacted at a distance from the outer circle and from the inner circle identical to it, which is 0.5-1.0 thicknesses of the friction material. The specified additional compaction is carried out with a punch with a smooth surface with a force of 1.4-2.3 of the pressing force, after which sintering is performed.

EFFECT: reduction in the spalling of the friction material along the outer and inner diameters, an increase in the heat transfer of the peripheral areas of the friction disk.

1 cl, 2 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к изготовлению фрикционных изделий. Способ включает нанесение и предварительное напекание свободно насыпанного слоя фрикционного материала на стальную несущую основу, доуплотнение с формированием маслоотводящих каналов и пазов, повторное доуплотнение наружной и внутренней концентрической окружности фрикционного материала гладкими пуансонами, и окончательное спекание.The invention relates to the manufacture of friction products. The method includes application and preliminary baking of a loosely poured layer of friction material on a steel support base, additional compaction with the formation of oil drainage channels and grooves, re-compaction of the outer and inner concentric circles of the friction material with smooth punches, and final sintering.

Известен способ изготовления фрикционных дисков, включающий в себя холодное прессование порошковой шихты в матрице заданной формы с одновременным формованием каналов и пазов за счет использования пуансона, с контактной поверхностью, выполненной по форме этого рельефа. Припекание фрикционной накладки осуществляется к стальной несущей основе, покрытой слоем электролитической меди толщиной 10-20 мкм, под давлением при температуре 735-750°С [Патент РФ №2114719].A known method of manufacturing friction discs, including cold pressing of powder mixture in a matrix of a given shape with simultaneous molding of channels and grooves through the use of a punch, with a contact surface made in the shape of this relief. The friction lining is sintered to a steel supporting base covered with a layer of electrolytic copper with a thickness of 10-20 microns, under pressure at a temperature of 735-750 ° C [RF Patent No. 2114719].

Недостатком данного способа является большой процент брака из-за поломки фрикционных накладок при транспортировке и сборке; смещение фрикционной накладки относительно оси стальной несущей основы, требуя при этом последующей механической обработки спеченных дисков; низкое качество припекания накладок к стальной основе из-за невозможности увеличения нагрузки при спекании, так как ее увеличение приводит к смятию выступов маслоотводящих каналов и пазов.The disadvantage of this method is a large percentage of rejects due to breakage of friction linings during transportation and assembly; displacement of the friction pad relative to the axis of the steel support base, while requiring subsequent machining of the sintered discs; low quality of sintering of linings to the steel base due to the impossibility of increasing the load during sintering, since its increase leads to crushing of the protrusions of the oil channels and grooves.

Известен способ изготовления фрикционных дисков, включающий нанесение и предварительное припекание свободнонасыпанного слоя фрикционного материала на стальную несущую основу и спекание под нагрузкой в защитной атмосфере, с технологическими прокладками из жаропрочного материала которые также являются и формообразующими с системой маслоотводящих каналов и пазов на поверхности [Патент РФ №2653385].A known method for the manufacture of friction discs, including the application and preliminary baking of a loosely poured layer of friction material on a steel bearing base and sintering under load in a protective atmosphere, with technological gaskets made of heat-resistant material, which are also forming with a system of oil channels and grooves on the surface [RF Patent No. 2653385].

Однако данный способ имеет недостаток: дороговизна изготовления формообразующих технологических прокладок, высокая себестоимость изделия, технические сложности при изготовлении данным методом фрикционных дисков большого диаметра (более 400 мм).However, this method has a drawback: the high cost of manufacturing shaping technological gaskets, the high cost of the product, technical difficulties in the manufacture of this method of friction discs of large diameter (more than 400 mm).

В качестве прототипа выбран способ изготовления фрикционного изделия, включающий нанесение и предварительном припекании свободнонасыпанного слоя фрикционного материала на стальную несущую основу, спекании. При этом до спекания припеченный слой фрикционного материала доуплотняют путем прессования диска с усилием до 2,5 т/см², специальным штамповым инструментом с нанесенным формообразующим профилем маслосъемных канавок и пазов [Патент РФ №2709886].As a prototype, a method for manufacturing a friction product was chosen, including the application and preliminary sintering of a loosely poured layer of friction material on a steel supporting base, sintering. In this case, before sintering, the baked layer of friction material is compacted by pressing the disk with a force of up to 2.5 t / cm ² , with a special stamping tool with the applied shaping profile of the oil scraper grooves and grooves [RF Patent No. 2709886].

Однако данный способ имеет недостаток, заключающийся в формировании по наружному и внутреннему диаметрам фрикционного материала участков с осыпанием фрикционного материала (выкрашиванием) (фиг. 1), который попадая в смазку, засоряет систему очистки, снижая давление в системе, что способно привести к пробуксовыванию фрикционного диска и выходу все узла в целом из строя.However, this method has the disadvantage of forming along the outer and inner diameters of the friction material areas with the shedding of the friction material (chipping) (Fig. 1), which, getting into the lubricant, clogs the cleaning system, reducing the pressure in the system, which can lead to slipping of the frictional material. disk and failure of all the node as a whole.

Технической задачей изобретения является уменьшение выкрашивания, увеличение прочности припекания фрикционного материала по периферии фрикционной накладки, повышение теплоотдачи периферийных областей накладки фрикционного диска.The technical objective of the invention is to reduce chipping, increase the strength of the friction material sintering along the periphery of the friction lining, and increase the heat transfer from the peripheral regions of the friction disc lining.

Поставленная задача достигается тем, что известен способ изготовления фрикционного изделия, при котором хотя бы с одной стороны наносят и предварительно припекают свободнонасыпанный слой фрикционного материала на стальную несущую основу, доуплотняют путем прессования диска с усилием до 2,5 т/см², спекают. При этом наружная и внутренняя концентрические окружности фрикционного материала, на расстоянии 0,5-1,0 его толщины доуплотняют гладкими пуансонами усилием кратным 1,4-2,3 усилия прессования диска (определяемого составом материала фрикционной накладки: на основе меди - 1,4-1,8; на основе железа - 1,8-2,3).The task is achieved by the fact that there is a known method of manufacturing a friction product, in which a loosely poured layer of friction material is applied and preliminarily baked on at least one side of a steel supporting base, compacted by pressing a disc with a force of up to 2.5 t / cm ² , and baked. In this case, the outer and inner concentric circles of the friction material, at a distance of 0.5-1.0 of its thickness, are compacted with smooth punches with an effort multiple of 1.4-2.3 of the disk pressing force (determined by the composition of the material of the friction lining: based on copper - 1.4 -1.8; based on iron - 1.8-2.3).

Экспериментальным путем установлено, что доуплотнение наружной и внутренней концентрической окружности фрикционного материала пуансонами с гладкой поверхностью, на расстоянии 0,5-1,0 его толщины позволяет исключить процесс выкрашивая материала, увеличить прочность припекания в 1,5-2,0 раза, значение коэффициента теплопроводности до 70%.It has been experimentally established that additional compaction of the outer and inner concentric circles of the friction material with punches with a smooth surface, at a distance of 0.5-1.0 of its thickness, makes it possible to exclude the process of chipping of the material, to increase the strength of sintering by 1.5-2.0 times, the value of the coefficient thermal conductivity up to 70%.

Изображение поясняется чертежами. Так, на фиг. 1 представлен фрикционный диск с нанесенным слоем фрикционного материала, имеющего осыпанием слоя наружной и внутренней концентрической окружности фрикционного материала (поз. 1, 2). На фиг. 2 приведено сечение фрикционного диска с фрикционным слоем (3), нанесенным на стальную основу (4), где наружная и внутренняя концентрические окружности фрикционного материала, на расстоянии а, составляющем 0,5-1,0 его толщины b, доуплотняют гладкими пуансонами усилием, кратным 1,4-2,3 усилия прессования диска (внутренняя концентрическая окружность на фиг. 2 не изображена).The image is illustrated by drawings. Thus, in FIG. 1 shows a friction disc with an applied layer of friction material having a crumbling layer of the outer and inner concentric circles of the friction material (item 1, 2). FIG. 2 shows a section of a friction disc with a friction layer (3) applied to a steel base (4), where the outer and inner concentric circles of the friction material, at a distance a, equal to 0.5-1.0 of its thickness b, are compacted with smooth punches by force, a multiple of 1.4-2.3 of the pressing force of the disk (the inner concentric circle is not shown in Fig. 2).

ПримерExample

Производили изготовление диска фрикционного из металлокерамического фрикционного материала на основе порошка меди при следующем соотношении компонентов (массовые доли %): олово 10, порошок шунгита 10, титан 5, остальное - медь, по следующему процессу: на покрытую гальваническим способом стальную основу, например, из стали 65Г, 85Ш методом свободной насыпки наносили слой фрикционного материала. Припекание слоя осуществляли в среде защитно-восстановительной атмосферы при температуре 840°С в течение 40 мин. Аналогичные операции нанесения слоя фрикционного материала и его напекания осуществляли для второй стороны фрикционного диска. Полученную заготовку фрикционного диска доуплотняли путем прессования специальным штамповым инструментом с нанесенным формообразующим профилем маслосъемных канавок и пазов усилием 2,5 т/см². После этого осуществлялось доуплотнение наружной и внутренней концентрической окружности фрикционного материала на расстоянии 0,8 его толщины пуансоном с гладкой поверхностью усилием 3,8 т/см². Спекание осуществляли при температуре 840°С при давлении (0,45) кг/см² в среде эндогаза, чередуя заготовки фрикционных дисков с технологическими прокладками из нержавеющей стали.A friction disk was manufactured from a cermet friction material based on copper powder with the following ratio of components (mass fractions%): tin 10, shungite powder 10, titanium 5, the rest is copper, according to the following process: on a galvanized steel base, for example, from of steel 65G, 85SH, a layer of friction material was applied by the free filling method. The layer was baked in a protective-reducing atmosphere at a temperature of 840 ° C for 40 min. Similar operations of applying a layer of friction material and its sintering were carried out for the second side of the friction disc. The resulting blank of the friction disk was compacted by pressing with a special stamping tool with the applied shaping profile of the oil scraper grooves and grooves with a force of 2.5 t / cm ² . After that, the outer and inner concentric circles of the friction material were compacted at a distance of 0.8 of its thickness with a punch with a smooth surface with a force of 3.8 t / cm ² . Sintering was carried out at a temperature of 840 ° C at a pressure of (0.45) kg / cm ² in an endogas environment, alternating friction disc blanks with stainless steel technological spacers.

Claims

A method of manufacturing a friction disc, including applying a layer of friction material to a steel support base on at least one side of its side by free pouring a layer of friction material, baking it, compaction of the resulting friction disc blank by pressing with a force up to 2.5 t / cm ² , sintering, which is characterized by that after the additional compaction of the friction disk blank, additional compaction of the friction material is carried out at a distance from the outer circumference and from the concentric inner circumference, which is 0.5-1.0 of the thickness of the friction material, by a punch with a smooth surface by a force of 1.4-2.3 from pressing efforts.