AT244212B - Verfahren zur Herstellung eines keramischen Reibkörpers für Bremsen, Kupplungen od. dgl. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung eines keramischen Reibkörpers für Bremsen, Kupplungen od. dgl. 



   Im Patent Nr. 225 598 ist ein Verfahren zur Herstellung von keramischen Reibkörpem für Bremsen, Kupplungen   od. dgl.   erläutert, bei welchem ein trockenes Gemenge aus anorganischen Fasern, Glasbildnern, Metallpulvern und/oder Metalloxydpulvern und gegebenenfalls Graphit-,   Sulfid-und/oder   Bornitrid-Pulver zu Formkörpern verpresst und sodann bei relativ niedrig liegenden Temperaturen gebrannt wird. Das keramische Brennen kann hiebei durch ein Heisspressverfahren ersetzt sein, bei welchem im zu pressenden Material Temperaturen erreicht werden, die im gleichen Intervall wie   beim kera-   mischen Brennen, nämlich bis 550 oder bis etwa 6500C liegen. Die Metallpulver können auch Metall-   Legierungspulver sein,   z. B. Bronze- oder Messingpulver. 



   Ein derartiger Reibkörper muss, insbesondere für den Einsatz als Bremskörper in schnellen Fahrzeugen, die folgenden Eigenschaften aufweisen :
1. Temperaturbeständigkeit bis etwa 500 C,
2. Unempfindlichkeit gegen scharfe Temperaturschwankungen,
3. gute Wärmeleitfähigkeit (wegen 2., sowie zur raschen Fortleitung der Reibungswärme),
4. hohe Reibzahl von mindestens 0,3,
5. geringe Abhängigkeit dieser Reibzahl von der Temperatur, u. zw. bis herauf auf 400 oder   500OC,  
6. Unabhängigkeit der Reibzahl von der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Reibkörper und seinem
Gegenkörper,
7. geringe Abhängigkeit der Reibzahl bei Benetzung des Reibkörpers durch Wasser, Schmutz, Öl od. dgl. 



   8. geringe Empfindlichkeit der Reibzahl beim Einsatz verschiedenartiger Werkstoffe für den Gegen- reibkörper,
9. mechanische Widerstandsfestigkeit, somit auch geringen Abrieb,
10. sehr geringe Verschleisswirkung auf den zugehörigen Gegenreibkörper, daher
11. eine mittelgrosse Härte im gesamten Werkstoff,
12. dichtes Gefüge,
13. geringe Sprödigkeit, insbesondere also Schlagfestigkeit und Kantenfestigkeit,
14. niedrigen Preis. 



   Bei Verwendung eines Reibkörpers in Bremsen ortsfester Maschinen oder in mechanischen Maschinenkupplungen sind die Anforderungen im allgemeinen etwas weniger hoch, jedoch liegen sie in der gleichen Richtung. Beispielsweise wird auf die Anforderung laut Punkt 2 und 6 seitens der Anwender kein oder nur ein geringer Wert gelegt, bisweilen ist es sogar erwünscht, wenn die Reibzahl für derartige Anwendungszwecke mit abnehmender Relativgeschwindigkeit in merklichem Masse zunimmt. 
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Nr. 234 572.Reibkörper, die gemäss Stammpatent hergestellt und sodann   in längeren Versuchsfahrten   und auf einem amtlichen Prüfstand erprobt wurden, entsprechen den obigen   Punkten 1-13   und haben sich somit in der Praxis bewährt.

   Um jedoch den verschiedenartigen Anforderungen seitens der Verbraucher, der Behörden und der Industrie gerecht werden zu können, insbesondere hinsichtlich des Wertes für die Reibzahl und der Art ihrer betrieblichen Abhängigkeit von Temperatur und Relativgeschwindigkeit sowie hinsichtlich der Wärmeleitfähigkeit des keramischen Werkstoffes, u. zw. sowohl als Bremskörper in Fahr- und Flugzeugen und in ortsfesten Maschinen, als auch als Drehmoment-Übertrager in mechanischen Reibungkupplungen od. dgl., hat es sich   als notwendig erwiesen, die Bereiche für die im Stammpatent genannten   vier Gruppen von Versatzkomponenten gegenüber den dort genannten Bereichen noch zu erweitern. 



   Erfindungsgemäss bestehen daher von je 100 Gew.-Teilen eines trockenen Versatzgemenges 
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<tb> 10 <SEP> Gew.-Teile <SEP> aus <SEP> Asbest- <SEP> oder <SEP> sonstigen <SEP> anorganischen <SEP> Fasern,
<tb> 0 <SEP> Gew.-Teile <SEP> aus <SEP> Glasfritte <SEP> bzw. <SEP> Glasbildnern,
<tb> 0 <SEP> Gew.-Teile <SEP> aus <SEP> Metallpulvern <SEP> und/oder <SEP> Metalloxydpulvern,
<tb> 0 <SEP> Gew.-Teile <SEP> aus <SEP> Sulfiden, <SEP> Nitriden <SEP> od. <SEP> dgl.
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   Hiebei gilt hinsichtlich der drei Nullwerte bei der zweiten, dritten und vierten Gruppe die Massgabe, dass jeweils mindestens zwei Gruppen dieser drei letzten Gruppen einen von Null verschiedenen Wert für den Gewichtsanteil aufzuweisen haben. 



   Die Weiterverarbeitung erfolgt in entsprechender Weise wie im Stammpatent angegeben. 



   Die Metallpulver werden, auch zu mehreren vermischt oder legiert, vorzugsweise aus den folgenden Metallen ausgewählt : Eisen und Eisenmetalle, Kupfer, Bronze, Messing, Zink, Zinn, Aluminium, Titan, Antimon, Wismut, Molybdän, Kadmium und Blei. 
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    225598Nr. 234 572   auch die Sulfide der Eisenmetalle, ferner des Kupfers, Titans, Wismuts und des Vanadiums als geeignete Zuschlagstoffe angegeben. 



   Gemäss dem 1. Zusatzpatent genügt es vielfach, dem Versatz an Stelle der genannten Sulfide oder eines Teiles derselben Schwefel beizugeben, u. zw. in solchen Mengen, dass während der Verfahrensschritte, bisweilen bereits in der Zerkleinerungsvorrichtung, dieser Schwefel sich mit gewissen Metallen zu geeigneten Metallsulfiden verbindet, beispielsweise zu Kupfersulfid. 



   An Stelle des Schwefels können ferner nach dem 1. Zusatzpatent alle diejenigen technisch verwertbaren Schwefelverbindungen gewählt werden, die im Temperaturbereich zwischen 20 und 5500 bzw. 6500C in Gegenwart der genannten Metallpulver instabil werden und zerfallen. Der hiebei frei werdende Schwefel lagert sich an Metallatome an und es entstehen beispielsweise Kupfer-,   Eisen-und/oder   Molybdän-Sulfide. Selbst einige der vorstehend als Versatzkomponenten erwähnten Ausgangssulfide sind in Gegenwart stark schwefelaffiner Metalle in entsprechender Weise umlagerungsfähig, z. B. Aluminiumsulfid.

   Wird dieses als Ausgangssulfid verwendet, so kann es im Versatzgemenge zusammen mit beispielsweise dem Blei aus einer Bleiglasfritte teilweise oder ganz zur Bildung von Bleisulfid Anlass geben, indem sein Schwefelgehalt sich mindestens teilweise an Bleiatome anlagert und die entsprechende Menge von Aluminiumatomen frei wird. 



   Verwendet man ferner beispielsweise organische und thermisch instabile Schwefelverbindungen, so werden gemäss dem 1. Zusatzpatent nach erfolgter Zersetzung die entsprechenden bisherigen Verbindungspartner des Schwefels beim keramischen Brennen oder beim Heisspressen ausgetrieben. In andern Fällen darf angenommen werden, dass die bisherigen Verbindungspartner des Schwefels in den Glasfluss aufgenommen werden ; oder dass sie selbst einen Glasfluss bilden, oder dass sie als freigewordene Bestandteile im Endprodukt verbleiben. 



   Zusammenfassend ist also entsprechend dem 1. Zusatzpatent festzustellen, dass die Art der Schwefelverbindungen von untergeordneter Bedeutung ist, wenn nur die Möglichkeit zur Bildung beständiger Sulfide, z. B. Molybdänsulfid, im fertigen Produkt geschaffen wird. 



   Hinsichtlich des genannten Bornitrids haben im Sinne des 1. Zusatzpatentes die durchgeführten Untersuchungen zu der Erkenntnis geführt, dass vermutlich die der Graphitstruktur ähnliche Kristallstruktur des Bornitrids bewirkt, dass der erzeugte Reibkörper eine gut konstant bleibende Reibzahl aufweist, auch wenn die Relativgeschwindigkeit zwischen Reibkörper und Gegenkörper sich dem Werte Null nähert. 



  Grundsätzlich sind daher alle diejenigen chemischen Verbindungen als Ersatz für Graphit oder für die genannten Sulfide oder für Bornitrid geeignet, welche im wieder abgekühlten Zustand eine der Kristall- 

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 struktur des Graphits ähnliche Struktur aufweisen.

Claims (1)

1. "Trocken" bedeutet in bezug auf die obige Versatzbemessung, dass die Pulver usw. nicht einem gesonderten Trocknungsvorgang unterworfen wurden, sondern dass sie mit soviel Wasser behaftet in den Versatz gelangen können, wie sie auf Grund ihrer eventuellen hygroskopischen Eigenschaften ungehindert aus der Umgebung haben aufnehmen können. Da einige der in Betracht kommenden Sulfide oder der sulfidbildenden Versatzanteile in ausreichendem Masse bindend zu wirken vermögen, so ist das Hinzufügen eines gesonderten Plastifizierungsmittels bisweilen überflüssig. Daher wurde im nachstehenden Patentanspruch das im Patentanspruch 1 des Stammpatentes gewählte Wort "plastifiziert" durch "vermischt" ersetzt.

   PATENTANSPRUCH : Verfahren zur Herstellung eines keramischen Reibkörpers nach Patent Nr. 225 598, dadurch ge- kennzeichnet, dass ein trockenes Gemenge aus 10 - 80 Gew. -Teilen Asbest- oder sonstigen anorganischen Fasern, 0 Gew.-Teilen Glasfritte bzw.

   Glasbildner, 0 - 70 Gew. -Teilen Metallpulvern und/oder Metalloxydpulvern, 0 Gew.-Teilen Sulfiden, Nitriden od. dgl. gründlich vermischt und entweder heiss gepresst oder im Kaltpressverfahren mit einem Druck von mindestens 1000 atü zu Formkörpern geformt, getrocknet und in einem zwischen 550 und etwa 6500C liegenden Brennintervall gebrannt wird, mit der Massgabe, dass jeweils mindestens zwei der vorstehend zuletzt genannten drei Versatzbereiche an Stelle des Nullwertes einen von Null verschiedenen Wert besitzen.