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, изготавливаемым из металлических и неметаллических порошков, и предназначено для изготовления деталей дисковых и колодочных тормозов железнодорожного тягового и подвижного составов, например к колодкам локомотивов, 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 и недостаточная износостойкость. Задачей предлагаемого изобретения является создание фрикционного металлокерамического материала на основе использования доступных и недорогих составляющих - меди в виде медного порошка в небольшом количестве, стальной шерсти, графита, с добавлением (железорудного и медного концентратов) и соответственно повышение износостойкости.

Техническим результатом является повышение фрикционной теплостойкости, теплопроводности и прочности деталей дисковых и колодочных тормозов на цельнометаллическом каркасе для железнодорожного тягового и подвижного составов, а также увеличение износостойкости, уменьшение вредного воздействия на поверхность контртела (тормозного диска, колеса).

Для этого предложен металлокерамический фрикционный материал, содержащий железорудный и медный концентраты, графит, стальную шерсть, медный порошок, при следующем соотношении, мас.%

- медный порошок - 15;

- медный концентрат - 20;

- стальная шерсть - 10;

- графит - 1;

- 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 цельнометаллический 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 - 15, медный концентрат - 20, стальная шерсть - 10, графит - 1, 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 15 медный концентрат 20 стальная шерсть 10 графит 1 железорудный концентрат остальное