ФРИКЦИОННОЕ ИЗДЕЛИЕ

Заявляемая полезная модель относится к фрикционным изделиям, содержащим композиционный фрикционный элемент и эксплуатирующимся в различных фрикционных узлах, например к колодкам дисковых тормозов автомобилей.
Аналогом заявляемой полезной модели является фрикционное изделие, включающее фрикционный элемент, выполненный из полимерного фрикционного композита (см. Е.Г. Пивень, Д.М. Игнатьев. Особенности конструирования традиционных полимерных фрикционных композитов, обеспечивающих их применимость в нетрадиционных условиях эксплуатации. Труды 4-го международного симпозиума по трибологии фрикционных материалов ЯРОФРИ-2000, Ярославль, 5-7 сентября 2000 г., С. 230-235). Существенные признаки аналога «фрикционный элемент, выполненный из полимерного фрикционного композита» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатком аналога является снижение фрикционных и прочностных характеристик фрикционного элемента в районе его рабочей поверхности вследствие нагревов фрикционного элемента при эксплуатационных трибосопряжениях. В результате ухудшаются эксплуатационные характеристики изделия, и снижается его износостойкость.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является фрикционное изделие, включающее фрикционный элемент, выполненный из полимерного фрикционного композита (см. Е.Г. Пивень. Фрикционные изделия из мультикомпозитных фрикционных материалов. Труды 5-го международного симпозиума по трибологии фрикционных материалов ЯРОФРИ-2003, Ярославль, 9-11 сентября 2003 г., С. 149-150). Существенные признаки наиболее близкого аналога «фрикционный элемент, выполненный из полимерного фрикционного композита» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
Недостатком наиболее близкого аналога также является ухудшение эксплуатационных характеристик изделия и увеличение его износа при температурах вблизи рабочей поверхности фрикционного элемента 250°С и более.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является улучшение эксплуатационных характеристик фрикционного изделия при повышенных температурах за счет образования в поверхностном слое фрикционного элемента частиц теплоизоляционного износостойкого материала.
Для достижения указанного технического результата во фрикционном изделии, включающем фрикционный элемент из полимерного композита, в состав полимерного композита введено от 20% до 32% частиц арболитовой смеси, включающей в качестве минеральных добавок частицы гидроксида алюминия и кизельгура.
Существенные признаки заявляемой полезной модели «в состав полимерного композита введено от 20% до 32% частиц арболитовой смеси, включающей в качестве минеральных добавок частицы гидроксида алюминия и кизельгура» являются отличительными от признаков наиболее близкого аналога.
Фрикционное изделие содержит фрикционный элемент, выполненный из полимерного композиционного фрикционного материала. В состав материала введено от 20% до 32% арболитовой смеси, т.е. смеси частиц цемента, частиц древесины и частиц минеральных добавок. В качестве минеральных добавок использованы частицы гидроксида алюминия, а также кизельгура (диатомитовый порошок).
Конкретным примером заявляемой полезной модели является фрикционное изделие, выполненное из композита, включающего матрицу из резита фенолформальдегидной смолы и наполнителей. В состав композита введено 26% предварительно изготовленной арболитовой смеси следующего состава: цемент - 3,9%; древесная мука - 42,1%; гидроксид алюминия - 46,3%; порошок диатомита - 7,7%.
Изготавливаться заявляемое фрикционное изделие может известными способами, например формованием в пресс-форме из формовочной смеси соответствующего состава.
Наличие в композите арболитовой смеси указанного состава позволяет улучшить эксплуатационные характеристики фрикционного изделия при нагреве за счет того, что при нагреве поверхностного слоя до температуры 225°С и более гидроксид алюминия начинает выделять воду, которая взаимодействует с арболитовой смесью. В результате в поверхностном слое фрикционного элемента образуется арболит, характеризующийся высокой прочностью при сжатии и изгибе, огнестойкостью, высокими теплоизоляционными свойствами, а также высоким модулем упругости. В результате снижается износ поверхностного слоя фрикционного элемента, и сохраняются его фрикционные характеристики при повышенной температуре. При этом наличие пористого порошка кизельгура препятствует ускоренному выводу воды из поверхностного слоя и увеличивает количество образующегося арболита. Диапазон 20%÷32% для содержания арболитовой смеси выбран исходя из того, что при содержании менее 20% технический результат достаточно явно не проявляется, а при содержании более 32% возможно охрупчивание поверхностного слоя фрикционного композита.