МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИЙ ФРИКЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 2023 года по МПК C22C1/05 C22C33/02 F16D69/02 F16D65/04 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности, к металлокерамическим фрикционным спеченным материалам, изготавливаемых из металлических и неметаллических порошков, и предназначено для изготовления деталей колодочных тормозов железнодорожного подвижного составов, например, к колодкам грузовых, пассажирских вагонов, электропоездов и т.д. и применяются для обеспечения необходимой эффективности торможения в его тормозных узлах.

Известны металлокерамические фрикционные спеченные материалы, включающие металлокерамическую композицию, содержащую, мас.%:

- медь - 40-50;

- олово - 3-9;

- железо - 9-15

- графит - 10-20;

- свинец - 3-10;

- электрокорунд - 4-15.

(ТУ №1479-002-49123292- 2005. Накладка фрикционная с металлокерамическим слоем на основе меди).

Недостаток известного материала в том, что при использовании известных накладок на поверхности диска тормоза отмечается локальные навары из фрикционного материала накладок («наволакивание»), имеющего в своем составе твердые составляющие. Переносу фрикционного материала на контртело в значительной степени способствует высокая температура, близкая к температуре пластического деформирования, и наличие в структуре легкоплавких составляющих. Этот материал имеет структуру, представляющую собой механическую смесь металлов - Cn, Fe. Sn и графит в свободном состоянии, а также соединений на их основе. Твердость по Бринеллю металлокерамического слоя накладки 40-60 НВ.

Известны металлокерамические фрикционные спеченные материалы, включающие медь, олово, графит, дисульфит молибдена, свинец и другие компоненты (Словарь-справочник по трению, износу и смазке деталей машин. - Киев, Наукова думка, 1979, с. 169-172; Патент РФ №2319768) и материал, содержащий мас.%:

- медь - 1,0-3,0;

- олово - 0,5-2,0;

- сернокислый барий - 3,0-5,0;

- графит - 4,0-10,0;

- дисульфид молибдена - 2,0-6,0;

- ситтал - 1,0-30,0;

- свинец - 0,1-4,0;

- железо - остальное.

В вышеуказанных изобретениях применяется технология спекания, т.е. первоначально ингредиенты смешиваются, формуются в пресс-форме на цельнометаллический каркас под давлением от 800 до 3000 кг на см. кв., после чего спекаются в печи при температуре ниже температуры плавления связующего металла.

Недостатком известных материалов является применение дорогостоящих составляющих, недостаточная износостойкость и применение цельнометаллического каркаса для изготовления деталей из него.

Задачей предлагаемого изобретения является создание фрикционного металлокерамического материала на основе использования доступных и недорогих составляющих - меди в виде медного порошка, стальной шерсти, графита, с добавлением медного и железорудного концентратов, соответственно повышение износостойкости и применением в изготовлении деталей из него дешевого сетчато-проволочного каркаса.

Техническим результатом является повышение фрикционной теплостойкости, теплопроводности и прочности колодочных тормозов на сетчато-проволочном каркасе для железнодорожного подвижного состава, а также увеличение износостойкости, уменьшение вредного воздействия на поверхность катания колеса. Входящие в состав материала волокна в виде стальной шерсти придают гибкость материалу, необходимую для установки колодки тормозной металлокерамической в башмак тормозной неповоротный ГОСТ 3269-78. У колодок тормозных металлокерамических на цельнометаллическом каркасе гибкость обеспечивается конструкцией самого каркаса, с применением металлокерамических материалов без металлических волокон, при применении такого материала в конструкции тормозной колодки с сетчато-проволочным каркасом, сам материал ненадежно прикрепится к этому каркасу и при установке в тормозной башмак и в процессе эксплуатации могут возникнуть трещины в районе паза со стороны рабочей поверхности самой колодки, что может привести к ее отрыву из тормозного башмака.

Для этого предложен металлокерамический фрикционный материал, содержащий железорудный и медный концентраты, графит, стальную шерсть, медный порошок.

Сущность изобретения.

Металлокерамический фрикционный материал содержит железорудный и медный концентраты, графит, стальную шерсть, медный порошок, при следующем соотношении, мас.%

- медный порошок - 20

- медный концентрат - 25

- стальная шерсть - 20

- графит - 2

- железорудный концентрат - остальное

Материал не разлагается при спекании, сохраняет хорошие смазочные свойства и способствует пленкообразованию в процессе трения, что приводит к повышению износостойкости. Изделие имеет сетчато-проволочный каркас с напрессованным и припеченным металлокерамическим фрикционным слоем. Данный материал применяется для тормозных систем железнодорожного подвижного состава с обеспечением эксплуатации тормозов в соответствии с требованиями ГОСТ 33421-2015 и действующих норм безопасности на железнодорожном транспорте.

Материал имеет следующие свойства: износ за 100 торможений, мкм - 2, стабильный коэффициент трения - 0,40-0,42.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности, к металлокерамическим фрикционным спеченным материалам. Может использоваться для изготовления деталей дисковых и колодочных тормозов железнодорожного тягового и подвижного составов, например к колодкам локомотивов, грузовых, пассажирских вагонов, электропоездов. Металлокерамический фрикционный материал содержит, мас.%: медный порошок - 20, медный концентрат - 25, стальная шерсть - 20, графит - 2, железорудный концентрат - остальное. Обеспечивается повышение фрикционной теплостойкости, теплопроводности, прочности и износостойкости.

Металлокерамический фрикционный материал, содержащий графит, железорудный и медный концентраты, отличающийся тем, что он дополнительно содержит стальную шерсть и медный порошок при следующем соотношении компонентов, мас.%:

медный порошок 20 медный концентрат 25 стальная шерсть 20 графит 2 железорудный концентрат остальное