Способ изготовления фрикционного изделия Российский патент 2023 года по МПК B22F7/04 B22F3/16 C22C9/00 C22C1/05 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности, к фрикционным материалам, предназначенным для работы в узлах трения машин и механизмов в условиях жидкостного трения.

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. [RU 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).

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 маслосьемных канавок и пазов. [RU 2709886]

Однако данный способ имеет недостаток, заключающийся в формировании по наружному и внутреннему диаметрам фрикционного материала участков с отслоением фрикционного материала, который попадая в смазку, засоряет систему очистки, снижая давление в системе, что способно привести к пробуксовыванию фрикционного диска и выходу всего узла в целом из строя.

Причиной возникновения данных участков является растекание входящего в состав фрикционного материала олова в процессе припекания по стальной основе. Имея малый краевой угол смачивания олово с медью, оно способно затекать на обратную сторону стальной основы. После растекания жидкий расплав олова вступает в диффузионное взаимодействие с гальванической медью, приводя к формированию бронзы, при этом существуют участки чистой гальванической меди. В случае реализации заявленного изобретения на обратной стороне поверхности стальной основы участки с растеканием олова и формированием бронзы отсутствует.

Технической задачей изобретения является, уменьшение растекания расплава олова, соответственно выкрашивания фрикционного материала при эксплуатации готового изделия, увеличение площади его контакта со стальной основой и прочности, повышения теплоотдачи периферийных областей накладки фрикционного диска.

Поставленная задача достигается тем, что осуществляется нанесение и предварительное припекание свободно насыпанного слоя фрикционного материала на основе порошка меди на стальную несущую основу, его доуплотнение путем прессования диска и спекание. При этом фрикционный материал на основе порошка меди предварительно механически легируют оловом, и в полученный материал добавляют литейный кокс, при этом уплотнение путем прессования диска осуществляют с усилием 1800 кН.

Примером смесителя может являться аттритор. Экспериментальным путем установлено, что механическое легирование порошка меди оловом снижает время существования жидкой фазы, ускоряя диффузионные процессы при напекании, тем самым устраняя вероятность его растекания по поверхности стальной основы. Устранение эффекта растекания олова по поверхности стальной основы позволило увеличить прочность крепления фрикционного материала по наружному и внутреннему диаметрам, тем самым повысить теплопроводность, до значений равным этим показателям центральной части контакта фрикционный материал-стальная основа, исключить осыпание частиц в смазку.

Изобретение поясняется примером способа изготовления фрикционного диска. Порошок меди (86 масс. %) марки ПМС-1 смешивают с порошком олова (6 масс. %) марки ПО-1 в аттриторе в течение 20 минут при наличии стальных щаров, в отношении масса материал/стальных шаров - 20/1. В полученный материал добавляется (8 масс. %) кокса литейного с последующим смешиванием в лопастном смесителе в течение 50 мин. С помощью специальной технологической оснастки, методом свободной насыпки, формируют слой фрикционного материала на основе из стали 65Г покрытую слоем гальванической меди толщиной 6-15 мкм. Затем его предварительно припекают при 740°С в течение 50 мин в защитной атмосфере. Операцию формования фрикционного слоя и предварительного припекания повторяют для второй стороны фрикционного диска. Напеченный материал доуплотнют усилием 1800 кН на прессе с одновременным выдавливанием маслоотводящих каналов и пазов. Спекание осуществляется при температуре 780°С в течение двух часов в защитной атмосфере под нагрузкой 0,1 кН.

Осуществленный способ позволил исключить выкрашивание частиц фрикционного материала на наружном и внутреннем диаметрах, увеличить площадь его контакта со стальной основой и прочность, увеличить теплоотвод до значений равным этим показателям границы контакта фрикционный материал-стальная основа.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к фрикционным материалам, предназначенным для работы в узлах трения машин и механизмов в условиях жидкостного трения. Способ изготовления фрикционного диска включает нанесение и предварительное припекание свободно насыпанного слоя фрикционного материала на основе порошка меди на стальную несущую основу, его доуплотнение путем прессования диска и спекание. При этом фрикционный материал на основе порошка меди предварительно механически легируют оловом и в полученный материал добавляют литейный кокс. Уплотнение путем прессования диска осуществляют с усилием 1800 кН. Обеспечивается уменьшение растекания расплава олова, соответственно выкрашивания фрикционного материала при эксплуатации готового изделия, увеличение площади его контакта со стальной основой и прочности, повышение теплоотдачи периферийных областей накладки фрикционного диска. 1 пр.

Способ изготовления фрикционного диска, включающий нанесение и предварительное припекание свободно насыпанного слоя фрикционного материала на основе порошка меди на стальную несущую основу, его доуплотнение путем прессования диска и спекание, отличающийся тем, что фрикционный материал на основе порошка меди предварительно механически легируют оловом и в полученный материал добавляют литейный кокс, при этом уплотнение путем прессования диска осуществляют с усилием 1800 кН.