Способ изготовления фрикционного изделия
METHOD FOR MANUFACTURING FRICTION PRODUCT

Изобретение относится к изготовлению фрикционных изделий. Способ включает нанесение и предварительное напекание свободно насыпанного слоя фрикционного материала на стальную несущую основу, доуплотнение с формированием маслоотводящих каналов и пазов, повторное доуплотнение наружной и внутренней концентрической окружности фрикционного материала гладкими пуансонами, и окончательное спекание.
Известен способ изготовления фрикционных дисков, включающий в себя холодное прессование порошковой шихты в матрице заданной формы с одновременным формованием каналов и пазов за счет использования пуансона, с контактной поверхностью, выполненной по форме этого рельефа. Припекание фрикционной накладки осуществляется к стальной несущей основе, покрытой слоем электролитической меди толщиной 10-20 мкм, под давлением при температуре 735-750°С [Патент РФ №2114719].
Недостатком данного способа является большой процент брака из-за поломки фрикционных накладок при транспортировке и сборке; смещение фрикционной накладки относительно оси стальной несущей основы, требуя при этом последующей механической обработки спеченных дисков; низкое качество припекания накладок к стальной основе из-за невозможности увеличения нагрузки при спекании, так как ее увеличение приводит к смятию выступов маслоотводящих каналов и пазов.
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 [Патент РФ №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).
2
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/см, специальным штамповым инструментом с нанесенным формообразующим профилем маслосъемных канавок и пазов [Патент РФ №2709886].
Однако данный способ имеет недостаток, заключающийся в формировании по наружному и внутреннему диаметрам фрикционного материала участков с осыпанием фрикционного материала (выкрашиванием) (фиг. 1), который попадая в смазку, засоряет систему очистки, снижая давление в системе, что способно привести к пробуксовыванию фрикционного диска и выходу все узла в целом из строя.
Технической задачей изобретения является уменьшение выкрашивания, увеличение прочности припекания фрикционного материала по периферии фрикционной накладки, повышение теплоотдачи периферийных областей накладки фрикционного диска.
2
Поставленная задача достигается тем, что известен способ изготовления фрикционного изделия, при котором хотя бы с одной стороны наносят и предварительно припекают свободнонасыпанный слой фрикционного материала на стальную несущую основу, доуплотняют путем прессования диска с усилием до 2,5 т/см, спекают. При этом наружная и внутренняя концентрические окружности фрикционного материала, на расстоянии 0,5-1,0 его толщины доуплотняют гладкими пуансонами усилием кратным 1,4-2,3 усилия прессования диска (определяемого составом материала фрикционной накладки: на основе меди - 1,4-1,8; на основе железа - 1,8-2,3).
Экспериментальным путем установлено, что доуплотнение наружной и внутренней концентрической окружности фрикционного материала пуансонами с гладкой поверхностью, на расстоянии 0,5-1,0 его толщины позволяет исключить процесс выкрашивая материала, увеличить прочность припекания в 1,5-2,0 раза, значение коэффициента теплопроводности до 70%.
Изображение поясняется чертежами. Так, на фиг. 1 представлен фрикционный диск с нанесенным слоем фрикционного материала, имеющего осыпанием слоя наружной и внутренней концентрической окружности фрикционного материала (поз. 1, 2). На фиг. 2 приведено сечение фрикционного диска с фрикционным слоем (3), нанесенным на стальную основу (4), где наружная и внутренняя концентрические окружности фрикционного материала, на расстоянии а, составляющем 0,5-1,0 его толщины b, доуплотняют гладкими пуансонами усилием, кратным 1,4-2,3 усилия прессования диска (внутренняя концентрическая окружность на фиг. 2 не изображена).
Пример
2
2
2
Производили изготовление диска фрикционного из металлокерамического фрикционного материала на основе порошка меди при следующем соотношении компонентов (массовые доли %): олово 10, порошок шунгита 10, титан 5, остальное - медь, по следующему процессу: на покрытую гальваническим способом стальную основу, например, из стали 65Г, 85Ш методом свободной насыпки наносили слой фрикционного материала. Припекание слоя осуществляли в среде защитно-восстановительной атмосферы при температуре 840°С в течение 40 мин. Аналогичные операции нанесения слоя фрикционного материала и его напекания осуществляли для второй стороны фрикционного диска. Полученную заготовку фрикционного диска доуплотняли путем прессования специальным штамповым инструментом с нанесенным формообразующим профилем маслосъемных канавок и пазов усилием 2,5 т/см. После этого осуществлялось доуплотнение наружной и внутренней концентрической окружности фрикционного материала на расстоянии 0,8 его толщины пуансоном с гладкой поверхностью усилием 3,8 т/см. Спекание осуществляли при температуре 840°С при давлении (0,45) кг/см в среде эндогаза, чередуя заготовки фрикционных дисков с технологическими прокладками из нержавеющей стали.