RU2789797C1 - Composition for producing sintered iron-based friction material for clutch - Google Patents
Composition for producing sintered iron-based friction material for clutch Download PDFInfo
- Publication number
- RU2789797C1 RU2789797C1 RU2022129554A RU2022129554A RU2789797C1 RU 2789797 C1 RU2789797 C1 RU 2789797C1 RU 2022129554 A RU2022129554 A RU 2022129554A RU 2022129554 A RU2022129554 A RU 2022129554A RU 2789797 C1 RU2789797 C1 RU 2789797C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- friction
- iron
- friction material
- composition
- copper
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к фрикционным материалам, работающим в условиях наличия смазки, для фрикционных дисков муфт сцепления.The invention relates to powder metallurgy, in particular to friction materials operating in the presence of lubrication, for friction discs of clutches.
Известен состав фрикционного материала на основе меди, содержащий (вес. %): цинк 7-16; железо 0,1-6; вермикулит 6-27, медь - остальное [SU 589271]. Недостатком фрикционного материала является необходимость использования в технологии производства фрикционных изделий, на операции спекания, термического оборудования, работающего в вакууме. Это обуславливается тем, что при спекании в других средах, цинк выгорает, требуемый состав латуни не формируется.Known composition of the friction material based on copper, containing (wt.%): zinc 7-16; iron 0.1-6; vermiculite 6-27, copper - the rest [SU 589271]. The disadvantage of the friction material is the need to use in the production technology of friction products, in the sintering operation, thermal equipment operating in a vacuum. This is due to the fact that during sintering in other media, zinc burns out, the required composition of brass is not formed.
Известен состав фрикционного материала на основе железа, содержащий (вес. %): медь 4-15; сернокислый никель 2-8; графит 4-10; ситалл 2-10; свинец 2-8; железо - основа [SU 503927]. Недостатком фрикционного материала является высокая стоимость сернокислого никеля, многообразием марок ситалла, отличающихся свойствами, что делает нестабильным коэффициент трения и износ.Known composition of the friction material based on iron, containing (wt.%): copper 4-15; nickel sulfate 2-8; graphite 4-10; glass-ceramic 2-10; lead 2-8; iron is the base [SU 503927]. The disadvantage of the friction material is the high cost of nickel sulphate, the variety of grades of glass-ceramic, which differ in properties, which makes the coefficient of friction and wear unstable.
В качестве прототипа выбран спеченный фрикционный материал на основе железа, имеющий следующий состав (массовая доля %): олово 5-9, титан 4-9, железо 6-8, графит 4-7, свинец 3-6, ильменит 6-10, медь остальное (основа) [RU 2599070]. К недостаткам данного материала можно отнести низкое значение коэффициента трения формируемой после спекания бронзы, нестабильностью значения коэффициента трения и неравномерным износ из-за присутствия в составе материала твердого керамического порошка ильменита. Кроме того, фрикционный материал имеет высокую стоимость, из-за металлической матрицы на основе дорогостоящего порошка меди.As a prototype, a sintered friction material based on iron has been selected, having the following composition (mass fraction%): tin 5-9, titanium 4-9, iron 6-8, graphite 4-7, lead 3-6, ilmenite 6-10, copper rest (base) [RU 2599070]. The disadvantages of this material include the low value of the coefficient of friction of the bronze formed after sintering, the instability of the value of the coefficient of friction, and uneven wear due to the presence of hard ceramic ilmenite powder in the composition of the material. In addition, the friction material has a high cost, due to the metal matrix based on expensive copper powder.
Технической задачей изобретения является разработка состава фрикционного материала, имеющего высокий коэффициент трения, износостойкость, повышение стабильности момента сил трения, повышение стойкости фрикционного материала к формированию задира в процессе буксования.The technical objective of the invention is to develop a friction material composition having a high coefficient of friction, wear resistance, increasing the stability of the moment of friction forces, increasing the resistance of the friction material to the formation of scuffing during slipping.
Решение технической задачи заключается в том, что известный состав спеченного порошкового фрикционного материала на основе железа для муфты сцепления, содержащий свинец, графит, железо, медь, олово, титан, содержит порошки следующих компонентов (мас.%): свинец 9-11; олово 1-3; медь 2-4; графит 8-10; титан 3-5; железо - остальное.The solution of the technical problem lies in the fact that the known composition of the sintered iron-based friction material for the clutch, containing lead, graphite, iron, copper, tin, titanium, contains powders of the following components (wt.%): lead 9-11; tin 1-3; copper 2-4; graphite 8-10; titanium 3-5; iron - the rest.
Экспериментальным путем установлено, что повышение стойкости фрикционного материала к формированию задира в процессе буксования обеспечивается за счет использования железной матрицы (67-77 мас.%), увеличенного количества порошка свинца (9-11 мас.%). Увеличение порошка свинца выше 11% приводит к проявлению антифрикционных свойств, существенно снижающие коэффициент трения, тогда как при количестве менее 9%, задиростойкость материала снижается.It has been experimentally established that an increase in the resistance of the friction material to the formation of scuffing during slipping is ensured by using an iron matrix (67-77 wt.%), an increased amount of lead powder (9-11 wt.%). An increase in lead powder above 11% leads to the manifestation of antifriction properties, significantly reducing the coefficient of friction, while at an amount less than 9%, the tear resistance of the material decreases.
Повышение износостойкости фрикционного материала достигается за счет формируемой в процессе спекания бронзы, из исходных порошков меди (2-4%) и олова (1-3%), а также за счет уменьшение содержания порошка титана (3-5%), который после спекания имеет композиционную структуру. Структура представляет собой твердый поверхностный слой и мягкую сердцевину, размер слоев определяется температурой и временем процесса спекания.An increase in the wear resistance of the friction material is achieved due to the bronze formed during the sintering process, from the initial powders of copper (2-4%) and tin (1-3%), as well as due to a decrease in the content of titanium powder (3-5%), which after sintering has a compositional structure. The structure is a hard surface layer and a soft core, the size of the layers is determined by the temperature and time of the sintering process.
Увеличение содержания олова более 3% и меди более 4% приводит к разупрочнению железной матрицы, вызывая рост износа. В случае меньшего количества олова и меди эффект повышения износостойкости не достигается.An increase in the content of tin more than 3% and copper more than 4% leads to a softening of the iron matrix, causing an increase in wear. In the case of a smaller amount of tin and copper, the wear resistance improvement effect is not achieved.
Порошок графита выступает в роли противозадирной и антифрикционной добавки. Увеличение содержания графита более 10% приводит к разупрочнению фрикционного материала, так как графит не взаимодействует не с одним из компонентов. При содержании графита менее 8% установлено существенное снижение задиростойкости фрикционного материала.Graphite powder acts as an anti-seize and anti-friction additive. An increase in the graphite content of more than 10% leads to weakening of the friction material, since graphite does not interact with any of the components. With a graphite content of less than 8%, a significant decrease in the scuff resistance of the friction material was found.
Испытания фрикционного материала осуществляются на инерционном стенде, имитирующем процесс торможения, с использованием фрикционных дисков, при следующих режимах: скорость скольжения - 10 м/с; давление - 4,0 МПа; количество подаваемой смазки - 1,0 л/мин; момент инерции маховых масс - 0,7 кг м2.Friction material tests are carried out on an inertial bench simulating the braking process, using friction discs, under the following modes: sliding speed - 10 m/s; pressure - 4.0 MPa; the amount of lubricant supplied - 1.0 l / min; the moment of inertia of the flywheel masses is 0.7 kg m 2 .
Результаты испытаний предлагаемого и известного материалов приведены в таблице.The test results of the proposed and known materials are shown in the table.
Пример:Example:
Исходные порошковый материалы (массовая доля %): свинец 9; олово 3; медь 4; графит 10; титан 3; железо - основа смешивают в смесителе в течение 50-60 минут. Полученный порошковый фрикционный материал засыпают в пресс-форму и прессуют при давлении 3,3-3,4 т/см. Прессованную фрикционную накладку устанавливают на стальную основу, помещают в печь и производят спекание при температуре 880-930°С, при приложении давления 2,9-5,0 кг/см2 в течение 1,0-1,5 часа.Initial powder materials (mass fraction%): lead 9; tin 3; copper 4; graphite 10; titanium 3; iron - the base is mixed in a mixer for 50-60 minutes. The resulting powder friction material is poured into a mold and pressed at a pressure of 3.3-3.4 t/cm. The pressed friction lining is mounted on a steel base, placed in an oven and sintered at a temperature of 880-930°C, with a pressure of 2.9-5.0 kg/cm 2 for 1.0-1.5 hours.
Осуществленный технологический процесс с использованием разработанного фрикционного материал на основе железа позволил снизить себестоимость фрикционного диска до 10%.The implemented technological process using the developed iron-based friction material made it possible to reduce the cost of the friction disc by up to 10%.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2789797C1 true RU2789797C1 (en) | 2023-02-10 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2219258A1 (en) * | 1995-05-17 | 1996-11-21 | Chemetall Ges. M.B.H. | Solid lubricant, especially for friction linings, friction lining mixtures and friction linings |
| JP2000345141A (en) * | 1999-06-08 | 2000-12-12 | Tokai Carbon Co Ltd | Sintered metallic friction material |
| UA52734C2 (en) * | 1999-09-30 | 2003-01-15 | Інститут Проблем Матеріалознавства Ім. І.М.Францевича Національної Академії Наук України | Polymeric sintered friction material |
| JP5086359B2 (en) * | 2006-10-16 | 2012-11-28 | ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー． | Crossbar memory system and method for writing to and reading from a crossbar memory junction of a crossbar memory system |
| 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 |
| RU2757880C2 (en) * | 2019-07-02 | 2021-10-22 | Государственное научное учреждение "Институт порошковой металлургии имени академика О.В. Романа" | Sintered powder friction material for friction discs of gearbox coupling of electric point machine |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2219258A1 (en) * | 1995-05-17 | 1996-11-21 | Chemetall Ges. M.B.H. | Solid lubricant, especially for friction linings, friction lining mixtures and friction linings |
| JP2000345141A (en) * | 1999-06-08 | 2000-12-12 | Tokai Carbon Co Ltd | Sintered metallic friction material |
| UA52734C2 (en) * | 1999-09-30 | 2003-01-15 | Інститут Проблем Матеріалознавства Ім. І.М.Францевича Національної Академії Наук України | Polymeric sintered friction material |
| JP5086359B2 (en) * | 2006-10-16 | 2012-11-28 | ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー． | Crossbar memory system and method for writing to and reading from a crossbar memory junction of a crossbar memory system |
| 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 |
| RU2757880C2 (en) * | 2019-07-02 | 2021-10-22 | Государственное научное учреждение "Институт порошковой металлургии имени академика О.В. Романа" | Sintered powder friction material for friction discs of gearbox coupling of electric point machine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5378530B2 (en) | Sliding bearing with improved wear resistance and method for manufacturing the same | |
| KR960008727B1 (en) | Sintered metal parts and their production method | |
| TWI626099B (en) | New metal powder and use thereof | |
| JP2005505688A (en) | Bearings that do not contain lead | |
| US20130251586A1 (en) | Sintered bearing and preparation method thereof | |
| US2863211A (en) | Friction assembly | |
| JP2019500502A (en) | New iron-based composite powder | |
| RU2789797C1 (en) | Composition for producing sintered iron-based friction material for clutch | |
| CN108220666A (en) | A kind of more resistant novel copper-based self-lubricating composite | |
| US5545249A (en) | Sintered bearing alloy for high-temperature application and method of manufacturing an article of the alloy | |
| RU2709418C1 (en) | Copper based sintered friction material | |
| RU2666203C1 (en) | Copper-based sintered friction material | |
| JP2009007433A (en) | Copper-based oil-containing sintered sliding member and method for producing the same | |
| US2301756A (en) | Powder metal bearing and method of making the same | |
| JPH0488209A (en) | Sliding material | |
| RU2599070C1 (en) | Copper-based sintered friction material | |
| RU2299257C1 (en) | Ceramic-metal frictional alloy | |
| US2848795A (en) | Friction elements | |
| CN108480645B (en) | Automobile synchronizer ring material and preparation method thereof | |
| RU2790560C1 (en) | Composition of the sintered friction material based on copper with the addition of carbon obtained by pyrolysis | |
| RU2757880C2 (en) | Sintered powder friction material for friction discs of gearbox coupling of electric point machine | |
| Capus | Compaction and lubrication advances at EURO PM2015 | |
| RU2759364C1 (en) | Composite material for friction clutch of switch electric drive | |
| RU2798111C1 (en) | Powder mixture for copper-based sintered friction material | |
| RU2718243C1 (en) | Metal-composite friction alloy |