CS265626B1

CS265626B1 - Protective layer

Info

Publication number: CS265626B1
Application number: CS879454A
Authority: CS
Inventors: Lubomir Ing Kaska; Ludvik Pecha; Vladimir Driemer
Original assignee: Lubomir Ing Kaska; Ludvik Pecha; Vladimir Driemer
Priority date: 1987-12-18
Filing date: 1987-12-18
Publication date: 1989-11-14
Also published as: CS945487A1

Abstract

Řešení se týká postupu při výrobě kovokeramických třecích materiálů technologií práškové metalurgie. Jedná se o proklad, například ocelový plech, který je určen především k oddělování sousedních vrstev při slinování kovokeramickýoh třecích materiálů. Prokládací ocelový plech je oboustranně opatřen rovnoměrnou vrstvou oxidu hlinitého (A120o) nebo nitridu titanu (TiN) nebo karbonitridu titanu (TiCN) jednotlivě či v kombinaci.The solution relates to a process for producing metal-ceramic friction materials using powder metallurgy technology. It is an interlayer, for example a steel sheet, which is intended primarily for separating adjacent layers during the sintering of metal-ceramic friction materials. The interlayer steel sheet is provided on both sides with a uniform layer of aluminum oxide (A120o) or titanium nitride (TiN) or titanium carbonitride (TiCN) individually or in combination.

Description

Vynález se týká ochranné vrstvy prokladu k oddělování sousedních vrstev při slinování, především kovokeramiokých třecích materiálů.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention relates to an interlayer protective layer for separating adjacent layers in sintering, in particular metal-ceramic friction materials.

Prokladový materiál slouží k oddělování dvou sousedních vrstev při slinováni, z nichž jedna nebo obě dvě jsou vyrobeny z kovokeramiokých třecích materiálů. Slinování výrobků probíhá v pecích s redukční či jinou atmosférou za mechanicky působícího tlaku na slinovanou vrstvu kovokeramického třecího materiálu. Tlak zaručuje nejen dosažení požadovaných fyzikálně mechanických vlastností slinuté vrstvy, ale v případě nutnosti použiti nosiče i dobré předslinutí vrstvy na tento nosič. Pro zvýšení ekonomiky výroby jsou výrobky v pecích slinovány ve sloupcích (několik výrobků navrstvených na sebe). Aby nedošlo k vzájemnému přislinutí těchto výrobků, je nutné sousední vrstvy oddělit prokladovým materiálem.The interlining material serves to separate two adjacent layers during sintering, one or both of which are made of metal-ceramic friction materials. The sintering of the products takes place in furnaces with a reducing or other atmosphere under mechanical pressure on the sintered layer of metal-ceramic friction material. The pressure ensures not only the achievement of the required physical-mechanical properties of the sintered layer, but also, if necessary, the use of a carrier and good pre-sintering of the layer onto the carrier. To increase the economy of production, the products in the furnaces are sintered in columns (several products stacked on top of each other). In order to avoid squeezing of these products, it is necessary to separate adjacent layers with interlining material.

Prokladový materiál musi splňovat mnoho požadavků, např.: musi umožnit snadnou rozebíratelnost vsázky, nesmí chemicky reagovat s vrstvou kovokeramického třecího materiálu, musí mít mnohonásobné použití při slinování, musí si zachovat rozměrovou a tvarovou stálost a musí být dostatečně žáruvzdorný i žáropevný.The interleaving material has to meet many requirements, for example: it must allow easy releasability of the charge, it must not react chemically with a layer of metal-ceramic friction material, it must have multiple use in sintering, it must have dimensional and dimensional stability and must be sufficiently refractory and refractory.

Uvedeným požadavkům donedávna vyhovoval proklad z chromové, žáruvzdorné oceli. Ξ rozvojem nových kovokeramiokých třecích materiálů, jež se vyznačují vysokým dynamickým součinitelem tření a jeho zvýšenou stabilitou, například AO 250 572, bylo nutné řešit závažný problém - chemické reakce vrstvy kovokeramiokých třecích materiálů s tímto prokladem, tj. připékání kovokeramiokých třecích materiálů na ocelový proklad. Dosud užívané řešení - oddělení vrstvy kovokeramického třecího materiálu od prokladu vrstvičkou grafitu - sice zaručí dobrou rozebíratelnost vsázky a zabrání při dostatečné tlouštce grafitové vrstvy připékání, avšak má jisté nevýhody, které omezují jeho použití při sériové výrobě. Tyto nevýhody jsou - velká prašnost při rozebírání vsázky po slinutí, nutnost obnovování grafitové vrstvy po každém slinování, znečištování výrobků - aktivních vrstev kovokeramiokých třecích materiálů - grafitem vyžaduje mechanické očištění výrobků.Until recently, a chrome, heat-resistant steel stripe complied with these requirements. Ξ The development of new metal-ceramic friction materials characterized by high dynamic coefficient of friction and its increased stability, such as AO 250 572, had to solve a serious problem - chemical reactions of the metal-ceramic friction material layer with this interleaving, ie baking of metal-ceramic friction materials on steel. The solution used so far - separating the layer of metal-ceramic friction material from the interleaving with a graphite layer - while ensuring good batch disassembly and avoiding baking at a sufficient thickness of the graphite layer, has certain disadvantages which limit its use in mass production. These disadvantages are - high dustiness in disassembling of the charge after sintering, necessity of renewing the graphite layer after each sintering, contamination of products - active layers of metal-ceramic friction materials - with graphite requires mechanical cleaning of the products.

Uvedené nedostatky odstraňuje ochranná vrstva prokladu k oddělování sousedních vrstev při slinování, především kovokeramiokých třecích materiálů podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že je tvořena oxidem hlinitým nebo nitridem titanu nebo karbonitridem titanu jednotlivě či v kombinaci.These drawbacks are overcome by a protective layer of the interlayer for separating adjacent layers in sintering, in particular of the metal ceramics friction materials according to the invention, which consists of aluminum oxide or titanium nitride or titanium carbonitride individually or in combination.

Proklad vyrobený z ocelového plechu požadované jakosti (například žáruvzdorné chromové oceli), se opatří vrstvičkou o dostatečné tlouštce a jakosti. Tato vrstva plní funkci difuzní bariéry, která nejen zabráni chemické reakci kovokeramického třecího materiálu s ocelovým plechem prokladu, ale při rozebírání vsázky neznečištuje okolí ani výrobky a při dosažení kvalitního spoje s ocelovým nosičem prokladu zaručuje mnohonásobné použiti bez nutnosti jeji regenerace.An insert made of sheet steel of the required quality (for example, heat-resistant chrome steel) is provided with a layer of sufficient thickness and quality. This layer serves as a diffusion barrier, which not only prevents the chemical reaction of the metal-ceramic friction material with the steel sheet metal, but when disassembling the charge, it does not pollute the environment or products and guarantees multiple use without the need for regeneration.

Dobrá funkce prokladového materiálu podle vynálezu je zaručena tehdy, jestliže nanesená vrstva složená bud z oxidu hlinitého, nitridu titanu či karbonitridu titanu je souvislá o tlouštce 3 až 20 pm, tvoří dokonalý spoj s nosičem a má kvalitní povrch z pohledu drsnosti.The good function of the interlining material according to the invention is guaranteed if the deposited layer composed of either aluminum oxide, titanium nitride or titanium carbonitride is continuous from 3 to 20 µm thick, forms a perfect bond with the carrier and has a quality surface in terms of roughness.

Jako nejvýhodnější technologie pro opatření nosiče vrstvičkou oxidu hlinitého, nitridu titanu či karbonitridu titanu se osvědčil tzv. proces chemického nanášení povlaků nebo vrstev z par při teplotách nutných k deponování vrstev z daného materiálu. Nanášení se provádí v dnes již běžných zařízeních pro tyto procesy.The so-called chemical deposition process of coatings or vapor layers at temperatures necessary for depositing layers of the material has proven to be the most suitable technology for providing the support with a layer of alumina, titanium nitride or titanium carbonitride. The application is carried out in today's conventional equipment for these processes.

Jako příklad uvádíme slinování jednostranně osazených výrobků.As an example we mention the sintering of one-sided products.

Prokladový materiál - ocelový nosič jakosti 17 byl opatřen souvislou vrstvou oxidu hliníku metodou chemického nanášeni povlaků nebo vrstev z par, tlouštka nanesené vrstvy ^6 jim, jakost povrchu Ra 0,8 až 1,6; byl použit při slinování kovokeramických třecích materiálů o složení: 60 % hmot. mosazné pájky, 7 % hmot. mědi (Cu), 7 % hmot. zinku (Zn), 10 % hmot. železa (Fe), 6 i hmot. grafitu, 5 % hmot. olova (Pb), 4 % hmot. křemíku (Si) a 1 % hmot.Interleaving material - steel carrier of quality 17 was provided with a continuous layer of aluminum oxide by the method of chemical coating or vapor layers, thickness of the applied layer ^6 µm, surface quality Ra 0.8 to 1.6; was used in the sintering of metal-ceramic friction materials with the composition: 60 wt. brass solders, 7 wt. % copper (Cu), 7 wt. % zinc (Zn), 10 wt. iron (Fe), 6 wt. % graphite, 5 wt. % lead (Pb), 4 wt. % silicon (Si) and 1 wt.

hliníku (Al) o rozměru 40x160 mm jednostranně osazený. Bylo slinováno 20 výrobků proložených 21 proklady. Slinovací podmínky: teplota 820 °C, doba slinování 2 hod., atmosféra vodík a měrný tlak 1 MPa.of aluminum (Al) with dimension 40x160 mm single-sided. 20 products were interleaved with 21 interleaves. Sintering conditions: temperature 820 ° C, sintering time 2 hours, hydrogen atmosphere and specific pressure 1 MPa.

Výsledek: výborná rozebíratelnost jednotlivých výrobků, více jak lOnásobné použití prokladu.The result: excellent disassembly of individual products, more than 10 times the use of leading.

V dalším příkladě je uvedeno slinování oboustranně osazených výrobků.In another example, sintering of double-sided products is shown.

Prokladový materiál - ocelový nosič podle příkladu 1, opatřený vrstvou nitridu titanu o tlouštce 10 pm - použit při.slinování kovokeramického třecího materiálu o složení podle příkladu 1. Výrobek - lamela 0 232/188 m oboustranně osazená. Bylo slinováno 20 výrobků proložených 21 proklady. Podmínky slinování: teplota 790 °C/lhod., atmosféra vodík, tlak 0,85 MPa. Výsledek: jako v přikladu 1.The interlining material - a steel support according to example 1, provided with a 10 µm titanium nitride layer - was used in sintering the metal-ceramic friction material of the composition according to example 1. The product - slat 0 232/188 m mounted on both sides. 20 products were interleaved with 21 interleaves. Sintering conditions: temperature 790 ° C / hour, hydrogen atmosphere, pressure 0.85 MPa. Result: as in Example 1.

Další příklad uvádí použití kombinované ochranné vrstvy prokladu.Another example illustrates the use of a combined interlayer protective layer.

Prokladový materiál - ocelový nosič podle příkladu 1, opatřený kombinaci vrstev TiN,Interleaving material - steel carrier according to example 1, provided with a combination of TiN layers,

TiCN a A^Oj, kde poslední vrstvička byla Al^Oj nebo TiN. Celková tlouštka nanesené vrstvy se pohybovala v rozmezí 12 až 20 pm. Takto upravený proklad byl použit při slinování kovokeramického materiálu na bázi Fe, výrobek třecí segment diskové brzdy, jednostranně osazený. Slinovací podmínky: teplota 960 °C, doba 2 hod., tlak 1,5 MPa, atmosféra dusík.TiCN and A 2 O 3, where the last layer was Al 2 O 3 or TiN. The total thickness of the deposited layer was between 12 and 20 µm. The treated interleaving was used in the sintering of Fe-based metal-ceramic material, a disc brake friction product, mounted on one side. Sintering conditions: temperature 960 ° C, time 2 hours, pressure 1.5 MPa, atmosphere nitrogen.

Výsledek: jako v příkladu 1.Result: as in Example 1.

Claims

An interlayer protective layer for separating adjacent layers in sintering, in particular of metal-ceramic friction materials, characterized in that it consists of alumina or titanium nitride or titanium carbonitride individually or in combination.