RU75229U1 - Фрикционное изделие - Google Patents
Фрикционное изделие Download PDFInfo
- Publication number
- RU75229U1 RU75229U1 RU2008107532/22U RU2008107532U RU75229U1 RU 75229 U1 RU75229 U1 RU 75229U1 RU 2008107532/22 U RU2008107532/22 U RU 2008107532/22U RU 2008107532 U RU2008107532 U RU 2008107532U RU 75229 U1 RU75229 U1 RU 75229U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- cermet
- friction product
- thickness
- bronze
- Prior art date
Links
Landscapes
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
Фрикционное изделие предназначено для использования в тормозных устройствах для автомобильных, рельсовых транспортных средств и др. Оно содержит стальную основу 1 с углублениями 2, покрытую двумя слоями 3, 4 бронзы, и накладку из металлокерамики, выполненную из двух слоев 5, 6, представляющих собой смесь спеченных металлических и неметаллических порошковых компонентов. Толщина слоя 4 бронзы значительно превышает толщину бронзового слоя 3, а слой 5 металлокерамики выполнен с полостями, заполненными материалом слоя 6, и количество окиси кремния и графита в последнем превышает количество этих компонентов в слое 5. Технический результат заключается в увеличении адгезии между металлической основой 1 и накладкой из металлокерамики, в увеличении противодействия образованию в ней продольных и поперечных трещин, а также сколов. 1 н.п.и 5 з.п.ф-лы, 2 ил.
Description
Заявляемая полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована во многих отраслях промышленности в тормозных устройствах для автомобильных, рельсовых транспортных средств, тракторов, машин и механизмов строительно-дорожной техники.
Известно фрикционное изделие, представляющее собой стальную основу с медьсодержащим покрытием и накладкой из металлокерамики поверх него (см. патент №2114719 РФ на изобретение « Способ изготовления фрикционного изделия с накладками из металлокерамики на основе меди», МПК-6: B22F 7/04, F16D 69/04, заявлен 06.10.1997).
При трении во время торможения на поверхность металлокерамической накладки действуют силы вибрации и силы сжатия - растяжения. Во-первых, они могут оторвать накладку от металлической основы, во-вторых, они могут вызвать в ней появление трещин, как поперечных, так и продольных, а также сколов, препятствующих дальнейшему использованию изделия. Вследствие вышеуказанных причин, известное фрикционное изделие обладает низкой эксплуатационной надежностью.
Известное фрикционное изделие выбрано в качестве ближайшего аналога, поскольку по технической сущности и достигаемому эффекту оно ближе других к заявляемому фрикционному изделию.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение эксплуатационной надежности.
Технический результат заключается в увеличении адгезии между металлической основой и накладкой из металлокерамики, в
увеличении противодействия образованию в ней продольных и поперечных трещин, а также сколов.
Указанная задача достигается тем, что в известном фрикционном изделии, выполненном в виде стальной основы с медьсодержащим покрытием и накладкой из металлокерамики поверх него, представляющей собой смесь спеченных металлических и неметаллических порошковых компонентов, согласно полезной модели, в стальной основе со стороны накладки выполнены углубления, в качестве медьсодержащего покрытия использована бронза, нанесенная двумя слоями, из которых толщина второго слоя превышает толщину первого, а накладка из металлокерамики содержит два слоя, включающих медь, олово, свинец, железо, окись кремния и графит, причем первый слой со стороны второго слоя металлокерамики выполнен с полостями, заполненными материалом второго слоя, количество окиси кремния и графита в котором превышает количество этих компонентов в первом слое.
Фрикционное изделие может иметь или конусообразные, или пирамидальные, или цилиндрические углубления в стальной основе.
Во фрикционном изделии на поверхностях стальной основы и выполненных в ней углублений могут быть нанесены микровыступы.
Во фрикционном изделии микровыступы могут быть нанесены дробеструйной обработкой.
Во фрикционном изделии толщина верхнего слоя бронзы может превышать толщину нижнего слоя в 13-15 раз.
Во фрикционном изделии второй слой накладки из металлокерамики может содержать окиси кремния и графита больше на 45-55%, чем ее первый слой.
Проведенные исследования по патентным и научно-техническим источникам информации свидетельствуют, что предлагаемое фрикционное изделие неизвестно и не следует явным образом из изученного уровня техники, а, следовательно, соответствует критерию «новизна».
Заявляемая полезная модель может быть изготовлена в условиях предприятия, специализирующегося в отрасли, занятой производством фрикционных изделий, с использованием стандартного отечественного или импортного оборудования, известных технологий и серийно выпускаемых промышленностью соответствующих порошковых материалов и деталей. Она может широко использоваться во многих отраслях промышленности в тормозных устройствах.
Таким образом, заявляемое фрикционное изделие соответствует критерию «промышленная применимость».
Предлагаемая совокупность существенных признаков сообщает заявляемому устройству новые свойства, позволяющие решить поставленную задачу.
Наличие углублений на стальной основе заявляемой конструкции увеличивает поверхность сцепления первого слоя бронзы, защищающего стальную поверхность основы от коррозии, со вторым слоем из бронзы. Следует также отметить, что углубления могут иметь разную геометрическую форму: конусообразную, пирамидальную, цилиндрическую, но легче всего их выполнить конусообразной формы посредством прессования. Дробеструйная обработка позволяет нанести микровыступы на поверхностях стальной основы и выполненных в ней углублений,
что дополнительно увеличивает поверхность сцепления между слоями бронзы.
Превышение толщины верхнего слоя бронзы по сравнению с толщиной нижнего слоя в 13-15 раз является оптимальным, полученным экспериментально. Верхний слой бронзы предназначен обеспечивать прочную диффузионную связь с первым слоем металлокерамики, который является демпфирующим слоем между вторым слоем металлокерамики и нижней металлической основой фрикционного изделия. Известно из практики, что эксплуатационники считают фрикционное изделие непригодным к дальнейшему использованию, когда оставшаяся толщина металлокерамического слоя достигает 4-5 мм. Это послужило отправной точкой к созданию фрикционного изделия с двумя слоями металлокерамики, из которых один нерабочий, более пластичный, чем рабочий фрикционный слой. Последний осуществляет непосредственный контакт с вращающимся контртелом и подвергается значительному механическому воздействию, поскольку контртело стремится оторвать накладку из металлокерамики от металлической основы. Оба слоя металлокерамики содержат смесь спеченных порошков из одних и тех же элементов: меди, олова, свинца, железа, окиси кремния и графита, но в разном процентном соотношении, что придает слоям металлокерамики разные физико-механические и эксплуатационные свойства. Второй, рабочий слой металлокерамики, содержит большее количество неметаллических составляющих: окиси кремния и графита, нежели первый. Экспериментально было установлено, что наилучшие эксплуатационные показатели достигаются при превышении до 45-55%. Демпфирующий слой, т.е. первый слой металлокерамики, не только более пластичный, но
также имеет более высокую плотность, более низкую пористость и более высокую твердость, что обеспечивает большую прочность и позволяет предотвращать расслоение между слоями при эксплуатации.
Для надежного соединения слоев металлокерамики демпфирующий слой выполнен с полостями, заполненными материалом второго, рабочего, слоя. Они позволяют выравнивать коэффициент термического расширения, чтобы предупредить образование продольных трещин в процессе спекания и увеличить противодействие образованию продольных и поперечных трещин, а также сколов в металлокерамических слоях при эксплуатации фрикционного изделия. Кроме того, увеличение поверхности сопряжения компонентов второго слоя, заполнивших полости первого слоя, усиливает сцепление слоев металлокерамики друг с другом. Верхний слой металлокерамики по своим свойствам - более хрупкий. Однако в процессе торможения механизм деформации более хрупкого слоя на более пластичном основании предотвращает возможность отрыва металлокерамики от металлической основы, снижает возможность образования трещин, сколов и исключает разрушительное влияние вибрации.
Заявляемая полезная модель представлена на чертежах:
Фиг.1 -продольный разрез фрикционного изделия;
Фиг.2 -вид А на фиг.1 в увеличенном масштабе. Заявляемое фрикционное изделие представляет собой многослойную конструкцию на стальной основе 1, с одной стороны которой имеются углубления 2 например конусообразной, или пирамидальной, или цилиндрической, или другой геометрической формы. Для стальной основы 1 берется низкоуглеродистая сталь, т.к. она достаточно пластична и позволяет получить углубления 2
посредством прессования. За счет дробеструйной обработки, на поверхность основы 1 и углублений 2 нанесены микровыступы (на черт. не обозначены) для увеличения поверхности сцепления с первым слоем бронзового покрытия 3. Главное назначение этого слоя заключается в создании гальванического покрытия стальной основы 1 для ее защиты от коррозии. Слой 3 содержит оптимальное соотношение меди и олова: 90% и 10% соответственно. Толщина его невелика по отношению ко второму слою бронзового покрытия 4, который в 13-15 раз толще покрытия 3. Такое соотношение толщин было получено экспериментально. В результате этого, обеспечивается хорошая прочность диффузионного сцепления между стальной основой 1 и накладкой (на черт. не обозначена), выполненной из двух слоев металлокерамики: первого 5 и второго 6, представляющих собой смесь спеченных металлических и неметаллических порошковых компонентов. Первый слой 5 металлокерамики выполнен с полостями 7, заполненными материалом второго слоя 6. Состав металлокерамики содержит следующие компоненты: медь, олово, свинец, железо, окись кремния и графит, однако количество окиси кремния и графита во втором слое превышает количество указанных компонентов в первом слое при оптимальном варианте на 45-55%.
Заявляемое фрикционное изделие, установленное например, в дисковый тормоз железнодорожных вагонов, работает следующим образом.
При торможении вагона на фрикционное изделие воздействуют силы торможения: горизонтальная сила и вертикальная сила прижатия металлокерамического рабочего слоя к вращающемуся контртелу. Суммарное воздействие этих сил
стремится оторвать накладку из металлокерамики от металлической основы 1.
Однако вследствие наличия второго слоя бронзового покрытия 4 и двух разных по составу и толщине слоев металлокерамики 5, 6, отрыва не происходит.Благодаря тому, что слои 5, 6 по-разному сопротивляются деформациям сдвига относительно металлической основы 1, а также значительному уменьшению влияния вибрации при взаимодействии фрикционного изделия с вращающимся контртелом во время торможения, повышается эксплуатационная надежность заявляемого изобретения. При этом резко снижается возможность образования продольных, поперечных трещин и сколов в металлокерамических слоях, увеличивается эксплуатационный ресурс за счет снижения преждевременных выходов из строя фрикционного изделия.
Преимущества заявляемого фрикционного изделия:
-увеличение эксплуатационной надежности;
- увеличение износостойкости;
- увеличение коррозионной стойкости;
- увеличение эксплуатационного ресурса в 2-2,5 раза.
Claims (6)
1. Фрикционное изделие, выполненное в виде стальной основы с медьсодержащим покрытием и накладкой из металлокерамики поверх него, представляющей собой смесь спеченных металлических и неметаллических порошковых компонентов, отличающееся тем, что в стальной основе со стороны накладки выполнены углубления, в качестве медьсодержащего покрытия использована бронза, нанесенная двумя слоями, из которых толщина второго слоя превышает толщину первого, а накладка из металлокерамики содержит два слоя, включающих медь, олово, свинец, железо, окись кремния и графит, причем первый слой со стороны второго слоя металлокерамики выполнен с полостями, заполненными материалом второго слоя, количество окиси кремния и графита в котором превышает количество этих компонентов в первом слое.
2. Фрикционное изделие по п.1, отличающееся тем, что углубления в стальной основе выполнены или конусообразными, или пирамидальными, или цилиндрическими.
3. Фрикционное изделие по пп.1 и 2, отличающееся тем, что на поверхностях стальной основы и выполненных в ней углублений нанесены микровыступы.
4. Фрикционное изделие по п.3, отличающееся тем, что микровыступы нанесены дробеструйной обработкой.
5. Фрикционное изделие по п.1, отличающееся тем, что толщина верхнего слоя бронзы превышает толщину нижнего слоя в 13-15 раз.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008107532/22U RU75229U1 (ru) | 2008-02-26 | 2008-02-26 | Фрикционное изделие |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008107532/22U RU75229U1 (ru) | 2008-02-26 | 2008-02-26 | Фрикционное изделие |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU75229U1 true RU75229U1 (ru) | 2008-07-27 |
Family
ID=39811308
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008107532/22U RU75229U1 (ru) | 2008-02-26 | 2008-02-26 | Фрикционное изделие |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU75229U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU185428U1 (ru) * | 2018-08-20 | 2018-12-04 | Закрытое акционерное общество "МарКон" | Тормозная колодка для транспортных средств |
-
2008
- 2008-02-26 RU RU2008107532/22U patent/RU75229U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU185428U1 (ru) * | 2018-08-20 | 2018-12-04 | Закрытое акционерное общество "МарКон" | Тормозная колодка для транспортных средств |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Prabhu et al. | Tribological and mechanical behavior of multilayer Cu/SiC+ Gr hybrid composites for brake friction material applications | |
Chapman et al. | Wear-resistant aluminum–boron–carbide cermets for automotive brake applications | |
CN107523716B (zh) | 用于摩擦衬片的烧结摩擦材料 | |
CN104583110B (zh) | 具有耐磨金属泡沫制动衬垫的摩擦制动组件 | |
Torres et al. | Wear behaviour of thermal spray Al/SiCp coatings | |
JP7309921B2 (ja) | 自動車の摩擦ブレーキ用の摩擦制動体、摩擦ブレーキおよび摩擦制動体を製造する方法 | |
EP3305927B1 (en) | Sintered friction material for high speed railway vehicles and method for manufacturing same | |
KR20190032487A (ko) | 기능성 표면을 갖는 무연 알루미늄 슬라이딩 베어링 재료 | |
HU214392B (hu) | Fékbetét közúti és sínjárművek tárcsafékeihez, valamint eljárás annak előállítására | |
Miranda-López et al. | Effect of graphite addition on wear behaviour of hybrid Cu/TiC-Gr infiltrated composites | |
JPH1178882A (ja) | 磁気レールブレーキ用焼結材料 | |
US8813825B2 (en) | Permanent mold for continuous casting | |
CN105798311A (zh) | 一种高导热铁基粉末冶金高速列车刹车片的制备方法 | |
Kannan et al. | Tribological performance of heavy-duty functionally gradient friction material (Cu-Sn-Fe-Cg-SiC-Al2O3) synthesized by PM route | |
RU75229U1 (ru) | Фрикционное изделие | |
CN111542626B (zh) | 滑动轴承元件 | |
CN113811698A (zh) | 用于摩擦制动器的摩擦制动体、摩擦制动器以及制造方法 | |
RU2374519C2 (ru) | Фрикционное изделие | |
CN115702296A (zh) | 摩擦制动体、摩擦制动器及用于制造摩擦制动体的方法 | |
CN201724863U (zh) | 一种闸片钢背与摩擦体结合强度测试夹具 | |
JP5765490B2 (ja) | 摺動部材及び摺動部材の製造方法 | |
WO2010103369A1 (en) | Friction pair | |
JP5328609B2 (ja) | ブレーキパッド | |
Gyimah et al. | Application of powder metallurgy methods for production of a novel Cu-based composite frictional train brake material | |
Bhattacharya et al. | Tribology of aluminum and aluminum matrix composite materials for automotive components |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MZ1K | Utility model is void |
Effective date: 20100111 |