RU2829077C1 - Method of making friction article - Google Patents
Method of making friction article Download PDFInfo
- Publication number
- RU2829077C1 RU2829077C1 RU2023122310A RU2023122310A RU2829077C1 RU 2829077 C1 RU2829077 C1 RU 2829077C1 RU 2023122310 A RU2023122310 A RU 2023122310A RU 2023122310 A RU2023122310 A RU 2023122310A RU 2829077 C1 RU2829077 C1 RU 2829077C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal frame
- layer
- friction
- friction material
- copper
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 11
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000002783 friction material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 13
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 4
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 101150051314 tin-10 gene Proteins 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к изготовлению фрикционных изделий. В частности, к способам нанесения и спекания слоя фрикционного материала с металлическим каркасом, уплотнения пуансонами, имеющими на поверхности маслоотводящие пазы.The invention relates to the manufacture of friction products. In particular, to methods of applying and sintering a layer of friction material with a metal frame, compacting with punches having oil-draining grooves on the surface.
Известен способ изготовления фрикционных дисков, включающий в себя нанесение на стальную несущую основу по меньшей мере с одной стороны ее стороны методом свободной насыпки слоя фрикционного материала, его припекание, доуплотнение полученной заготовки фрикционного диска прессованием с усилием до 2,5 т/см2 [RU 2757822 C1, 2019]. Также известен способ изготовления фрикционных изделий, в котором используется слой меди на стальной основе, на поверхность которого наносится слой бронзы, толщина которого в 13-15 раз больше толщины слоя меди [RU 2374519 С2, 2006]. Недостатком вышеуказанных способов является низкая жесткость стальной основы, возможность деформации в процессе знакопеременных нагрузок, нагреве-охлаждении при работе.A method for manufacturing friction discs is known, which includes applying a layer of friction material to a steel supporting base on at least one side of it by a free pouring method, baking it, and further compacting the resulting friction disc blank by pressing with a force of up to 2.5 t/ cm2 [RU 2757822 C1, 2019]. A method for manufacturing friction products is also known, which uses a copper layer on a steel base, onto the surface of which a bronze layer is applied, the thickness of which is 13-15 times greater than the thickness of the copper layer [RU 2374519 C2, 2006]. The disadvantage of the above methods is the low rigidity of the steel base, the possibility of deformation during alternating loads, heating and cooling during operation.
В фрикционном изделии [BY 23188 C1 B22F 7/00, 30.10.2020], состоящем из металлического каркаса покрытого слоем меди, легированного марганцем и фрикционных элементов, в виде колец, удалось устранить эти недостатки путем легирования стали марганцем, которая придает металлическому каркасу жесткость и пружинные свойства. Функций слоя меди является: защита металлического каркаса от окисления, ускорении диффузионных процессов при напекании и спекании. Данное техническое решение принято в качестве прототипа.In the friction product [BY 23188 C1 B22F 7/00, 10/30/2020], consisting of a metal frame coated with a layer of copper alloyed with manganese and friction elements in the form of rings, it was possible to eliminate these shortcomings by alloying steel with manganese, which gives the metal frame rigidity and spring properties. The functions of the copper layer are: protecting the metal frame from oxidation, accelerating diffusion processes during baking and sintering. This technical solution is adopted as a prototype.
Недостатком прототипа является то, что при спекании, с ростом температуры и времени выдержки идет процесс окисления меди, приводящий к ее истончению и при недостаточной толщине слоя меди, на поверхности металлического каркаса происходит формирование оксида марганца, который снижает прочность крепления слоя фрикционного материала.The disadvantage of the prototype is that during sintering, with an increase in temperature and holding time, the process of copper oxidation occurs, leading to its thinning and, with insufficient thickness of the copper layer, manganese oxide is formed on the surface of the metal frame, which reduces the strength of the fastening of the friction material layer.
Технической задачей изобретения является повышения прочности крепления фрикционного материала с металлическим каркасом, оптимизация затрат на изготовление фрикционного диска; оптимизация затрат на нанесение слоя меди.The technical task of the invention is to increase the strength of fastening of the friction material with the metal frame, optimize the costs of manufacturing the friction disk; optimize the costs of applying the copper layer.
Техническая задача решается в известном способе изготовления фрикционного изделия, включающем гальваническое покрытие металлического каркаса медью, нанесение и предварительное припекание свободнонасыпанного слоя фрикционного материала, доуплотннение путем прессования диска с усилием до 2,5 т/см2, спекание, отличающимся тем, что толщина слоя меди, наносимого на металлический каркас (К) определяется по формуле:The technical problem is solved in a known method of manufacturing a friction product, including galvanic coating of a metal frame with copper, application and preliminary sintering of a loosely poured layer of friction material, additional compaction by pressing the disk with a force of up to 2.5 t/ cm2 , sintering, characterized in that the thickness of the copper layer applied to the metal frame (K) is determined by the formula:
где α - поправочный коэффициент;where α is the correction factor;
- содержание олова в шихте фрикционного материала, %. - tin content in the friction material charge, %.
Поправочный коэффициент (α) отражает влияние кислорода, температуры, времени процессов напекания и спекания. Опытным путем установлено, что при содержании кислорода 0,1-0,5%, температуре спекания 780-850°С, времени напекания 50-70 минут, времени спекания 150-200 минут, значение поправочного коэффициента составляет 1,3-1,6.The correction factor (α) reflects the influence of oxygen, temperature, time of baking and sintering processes. It has been experimentally established that with an oxygen content of 0.1-0.5%, a sintering temperature of 780-850°C, a baking time of 50-70 minutes, a sintering time of 150-200 minutes, the value of the correction factor is 1.3-1.6.
Получение заданной толщины слоя меди на металлическом каркасе позволяет повысить прочность соединения фрикционного материала и металлического каркаса, при этом оптимизировать затраты на нанесение слоя меди, а как следствие, затраты на изготовление фрикционного диска.Obtaining a given thickness of the copper layer on the metal frame allows increasing the strength of the connection between the friction material and the metal frame, while optimizing the costs of applying the copper layer, and as a consequence, the costs of manufacturing the friction disc.
Частным случаем способа изготовления фрикционного изделия, влияющего на прочность крепления фрикционных элементов к металлическому каркасу, является предельное содержание микрочастиц железа в наносимом гальваническим способом слоем меди. Опытным путем установлено, что при содержании частиц железа превышающем 15% площади занимаемой гальваническим слоем, прочность соединения фрикционного материала с металлический каркасом снижается более чем на 35%. Размер микрочастиц железа при этом не должен превышать 50 мкм.A special case of the method of manufacturing a friction product that affects the strength of the fastening of friction elements to the metal frame is the maximum content of iron microparticles in the copper layer applied by galvanic method. It has been experimentally established that when the content of iron particles exceeds 15% of the area occupied by the galvanic layer, the strength of the connection of the friction material to the metal frame decreases by more than 35%. The size of iron microparticles should not exceed 50 µm.
Изобретение поясняется примеромThe invention is illustrated by an example.
Шихту фрикционного материала, состоящего из порошков: олова - 10%, шунгита - 10%, титана 5%, меди - остальное смешивали в лопастном смесителе в течение 50 минут. Основу фрикционного изделия из стали 65Г покрывали слоем меди электролитическим способом, толщина которой составляла 13-16 мкм. Содержанием микрочастиц железа не превышало 6%, размер не более 2 мкм.The friction material charge consisting of powders: tin - 10%, shungite - 10%, titanium 5%, copper - the rest was mixed in a paddle mixer for 50 minutes. The base of the friction product made of 65G steel was coated with a copper layer by electrolytic method, the thickness of which was 13-16 microns. The content of iron microparticles did not exceed 6%, the size was no more than 2 microns.
С помощью специальной технологический оснастки методом насыпки наносился слой фрикционного материала. Припекание осуществляли в среде защитно-восстановительной атмосферы диссоциированного аммиака с содержанием кислорода не превышающем 0,1%, температуре 840-850°С в течение 60 мин, затем операцию повторяли для второй стороны. Заготовку фрикционного изделия доуплотняли на прессе с усилием 2,0 т/см2. Последующее спекание осуществляли при температуре 840°С при давлении (0,2-0,5) кг/см2 в среде диссоциированного аммиака с содержанием кислорода не превышающем 0,1%.Using special technological equipment, a layer of friction material was applied by the pouring method. Baking was carried out in a protective-reducing atmosphere of dissociated ammonia with an oxygen content not exceeding 0.1%, at a temperature of 840-850°C for 60 min, then the operation was repeated for the other side. The friction product blank was further compacted in a press with a force of 2.0 t/ cm2 . Subsequent sintering was carried out at a temperature of 840°C under a pressure of (0.2-0.5) kg/ cm2 in a dissociated ammonia environment with an oxygen content not exceeding 0.1%.
По результатам экспериментальных работ установлено, что прочность крепления фрикционных элементов к металлическому каркасу по реализованному прототипу составила 4-6 МПа, тогда как по заявленному способу 9-11 МПа.Based on the results of experimental work, it was established that the strength of fastening of friction elements to the metal frame according to the implemented prototype was 4-6 MPa, while according to the declared method it was 9-11 MPa.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2829077C1 true RU2829077C1 (en) | 2024-10-23 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1473902A1 (en) * | 1987-04-06 | 1989-04-23 | Предприятие П/Я Г-4585 | Method of producing friction articles |
| CN107214339B (en) * | 2017-04-28 | 2019-06-04 | 杭州前进齿轮箱集团股份有限公司 | A kind of core plate has the copper-base friction plate production method of integral hardness and high spline precision |
| RU2757822C1 (en) * | 2020-12-30 | 2021-10-21 | Государственное Научное Учреждение Институт Порошковой Металлургии Имени Академика О.В. Романа | Method for manufacturing friction product |
| RU2800903C1 (en) * | 2022-08-03 | 2023-07-31 | Государственное Научное Учреждение Институт Порошковой Металлургии Имени Академика О.В. Романа | Method for manufacturing a friction product |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1473902A1 (en) * | 1987-04-06 | 1989-04-23 | Предприятие П/Я Г-4585 | Method of producing friction articles |
| CN107214339B (en) * | 2017-04-28 | 2019-06-04 | 杭州前进齿轮箱集团股份有限公司 | A kind of core plate has the copper-base friction plate production method of integral hardness and high spline precision |
| RU2757822C1 (en) * | 2020-12-30 | 2021-10-21 | Государственное Научное Учреждение Институт Порошковой Металлургии Имени Академика О.В. Романа | Method for manufacturing friction product |
| RU2800903C1 (en) * | 2022-08-03 | 2023-07-31 | Государственное Научное Учреждение Институт Порошковой Металлургии Имени Академика О.В. Романа | Method for manufacturing a friction product |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3155502A (en) | Powder metallurgy | |
| US3899821A (en) | Method of making metal piece having high density from metal powder | |
| EP1201338B1 (en) | Method of sintering and forging raw material | |
| RU2829077C1 (en) | Method of making friction article | |
| TW499375B (en) | Sintered sprocket wheel | |
| US3809553A (en) | Metal foil-making process | |
| RU2709886C1 (en) | Friction articles manufacturing method | |
| Bidulský et al. | Effect of high-temperature sintering and severe plastic deformation on the porosity distribution | |
| CA1269575A (en) | Production of flat products from particulate material | |
| US4569822A (en) | Powder metal process for preparing computer disk substrates | |
| US20050019199A1 (en) | Double-layer metal sheet and method of fabricating the same | |
| CN110918976B (en) | Forming method of NiAl-based alloy component | |
| CA1150027A (en) | Sintering of coated briquette | |
| JP3006263B2 (en) | Method for producing metal powder sintered body | |
| RU2797303C1 (en) | Method for manufacturing a friction product | |
| CN117604313A (en) | TiAl intermetallic compound porous material with high Nb content and preparation method thereof | |
| RU2013187C1 (en) | Method of manufacture of multilayer materials | |
| JP2588890B2 (en) | Forming method of Ti-Al based intermetallic compound member | |
| WO2005053882A2 (en) | Process for complex transient liquid phase sintering of powder metal | |
| CN117548906A (en) | Welding spot prepared based on electromagnetic compression molding and stress-induced sintering and preparation method thereof | |
| JP2559085B2 (en) | Composite sintered material and manufacturing method thereof | |
| JP2928821B2 (en) | Method for producing high-density chromium-based cermet sintered body | |
| JPS6156204A (en) | Production of high-strength sinter-forged member | |
| WO2004103612A1 (en) | A brake pad and corresponding production process | |
| JPS6045265B2 (en) | Aluminum composite sintered material and its manufacturing method |