IT8249062A1 - Metodo e dispositivo per produrre un elemento di frizione per un freno a disco. - Google Patents

Description

SIB 8359.5

102954Q

.DESCRIZIONE dell*invenzione industriale dal titolo:

"Metodo e dispositivo per produrre un elemento di

frizione per un freno a disco",

della ditta inglese LUGAS INDUSTRIES public limited

company, con sede a BIRMINGHAM (GRAN BRETAGNA)

Depcrizione modificata 00 00 0 00 0 0 0000 0 00 0000 0 000 c 0 0 0 00 (art. 49 D.P.R. n. 338/ 1979) istanza dep. ii RIASSUNTO ii-n -81 Un elemento di frizione per un freno a disco

di autoveicolo 0,motociclo viene prodotto pressando

un materiale di frizione in polvere in una cavit? di

stampo, impiegando un primo ed un secondo elettrodo

di riscaldamento a resistenza. Il materiale di frizione viene con ci? sinterizzato e collegato con

una piastra di supporto che chiude una estremit? della cavit? di stampo. Il primo elettrodo ha una superficie terminale impegnante la piastra di supporto e

formata con una rientranza la quale ? parzialmente

riempita con un inserto di grafite che ? meno elettroconduttivo che il rimanente del primo elettrodo.

Il secondo elettrodo pu? avere in esso un inserto simile e pu? impegnare il materiale di frizione direttamente oppure tramite un elettrodo ausiliario di grafite. In questa maniera si possono ottene

re un buon contatto elettrico fra il materiale di frizione e l?elettrodo,ed un flusso di corrente uniforme attraverso il materiale.

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un elemento di frizione per un freno a disco di un autoveicolo o motociclo, e pi? in particolare ad un metodo e ad un dispositivo per produrre un tale elemento di frizione.

Come mostrato nelle figure la e Ib dei disegni annessi, un elemento di frizione per un freno a disco di motociclo include convenzionalmente una piastra 9 di supporto di sagoma irregolare, che ? tipicamente formata, da acciaio dolce e che supporta un singolo cuscinetto sinterizzato 10 di frizione, aven te tipicamente un?area di sezione trasversale del-2

l'ordine di 1800 mm . Invece,un elemento di frizione per un frenc a disco per trattore include convenzionalmente una piastra di supporto genericamente circolare, la quale sostiene una molteplicit? di cuscinetti di frizione distanziati angolarmente, i quali sono posizionati adiacenti al perimetro di almeno una superficie maggiore della piastra, e ciascuno dei quali ha tipicamente un'area di sezione trasversale di solo circa 1J0 mm<2>. In ciascun caso, il o ciascun cuscinetto di frizione ? normalmente costituito da un miscuglio sinterizzato di frizione che pu? contenere rame, nickel, ferro od alluminio come suo ingrediente principale, insieme con vari additivi per migliorare le propriet? del cuscinetto .

Attualmente, elementi di frizione per freni a disco di motociclo vengono normalmente prodotti costipando a freddo il materiale di frizione in polvere fino a formare una preforma e poi, dopo aver messo in posizione la preforma sulla piastra di support?, sinterizzando in forno la preforma sotto pressione cos? da sinterizzare la preforma fino al cuscinetto richiesto e attaccare il cuscinetto alla piastra di supporto, ffel caso di una piastra di supporto in acciaio dolce ed Un cuscinetto di frizione a base di rame, un attacco soddisfacente pu? venir soltanto Ottenuto, alle temperature previste nell'operazione di sinterizzazione in forno (cio? 700-900?C), se l? <">piastra di supporto viene prerivestita,normalmente mediante placcatura elettrolitica,con uno strato di ausiliario di adesione, come nickel o rame, il rivestimento essendo tipicamente di uno spessore fra 0,01 e 0,025 mia. Sebbene l'inclusione di questo stadio di prer?vestimento consenta che il processo di sint?rizzazione in forno produca elementi di frizione soddisfacenti, il processo ? affetto da numerosi inconvenienti pratici, in particolare costo di capitale e requisiti di spazio elevati. Un ulteriore svantaggio ? che, in ragione del tempo considerevole-?d una temperatura elevata, la piastra di supporto subisce una ricottura.

Nel campo di freni a disco per trattori ? noto di usare non solo la sinterizzazione in forno ma anche il riscaldamento a resistenza elettrica (vedasi brevetto inglese 1.460592) per sinterizzare e attaccare cuscinetti preformati di frizione ad una piastra di supporto. Inoltre, sebbene la sinterizzazione a resistenza di convenzionali cuscinetti di frizione a base di rame su una piastra di supporto in acciaio dolce richieda ancora un prerivestimento della piastra di supporto con un materiale di adesione, come rame o nickel, si ? trovato che la tecnica di riscaldamento a resistenza produce elementi di frizione soddisfacenti senza gli svantaggi elevati di costo di capitale e spazio del metodo di sinterizzazione in forno.

In vista dei detti vantaggi, l?inventore ha ora ricercato l?applicazione della sopra menzionata tecnica di sinterizzazione a resistenza alla produzione di elementi di frizione per freni a disco per autoveicoli e motocicli. Questa tecnica implica il fatto di spingere rispettivi elettrodi a contatto elettrico con la piastra di supporto e con il cuscinetto preformato di frizione e poi far passare una corrente elettrica fra gli elettrodi in modo che, in virt? della sua resistenza elettrica, il cuscinetto di frizione venga sinterizzato ed attaccato alla piastra di supporto. Tuttavia, come risultato di questa ricerca, si sono presentati i seguenti problemi;

a) In vista della grande area di sezione trasversale del cuscinetto di frizione richiesto, era difficile ottenere un contatto fra il cuscinetto di frizione preformato e l'elettrodo associato ad esso, su tutta l'area superficiale della preforma.

b) E* stato trovato che la corrente elettrica usata per effettuare il riscaldamento a resistenza scorreva in modo non uniforme attraverso il materiale del cuscinetto di frizione cos? che, usando ad esempio una alimentazione a corrente continua, la corrente tendeva a passare a tunnel attraverso il centro del cuscinetto. Come risultato, vi era un grado variabile di sinterizzazione del cuscinetto di frizione,in ima direzione trasversale alla direzione del flusso di corrente.

c) Per la medesima ragione come in (a) di cui sopra, era difficile ottenere un contatto buono e costante fra la piastra di supporto e l?elettrodo associato ad essa, senza un aumento indesiderabile della pressione applicata all?elettrodo.

Uno scopo della presente invenzione ? quindi di fornire un metodo migliorato per produrre un elemento di frizione,per un freno a disco di autoveicolo o motociclo, usando un riscaldamento a resistenza elettrica.

Di conseguenza l?invenzione risiede in un metodo per produrre un elemento di frizione per un freno a disco di autoveicolo o motociclo, l'elemento di frizione includendo un cuscinetto sinterizzato di frizione attaccato ad una piastra di supporto elettricamente conduttiva ed il metodo comprendendo le operazioni di:

? a) introdurre un materiale di frizione in polvere, che in seguito a sinterizzazione produrr? il richiesto cuscinetto di frizione, in una cavit? di stampo che definisce la sagoma del cuscinetto, la cavit? di stampo venendo chiusa ad una estremit? dalla piastra di supporto e il materiale di frizione venendo a contatto eon una superficie maggiore della piastra di supporto,

b) impegnare un primo elettrodo di riscaldamento,a resistenza con l'altra superficie maggiore della piastra di supporto, il primo elettrodo toccando 1$ piastra di supporto attraverso tana superficie terminale dell?elettrodo, la guaio ? eseguita con una rientranza che viene almeno parzialmente riempita da uii/ipserto formato da un materiale che ? meno elett??ipe$ente conduttivo che il rimanente del primo e* 1ettrodo *

i c) introdurre un secondo elettrodo di riscaldamento a resistenza entro la cavit? di stampo cos? che il materiale di frizione in polvere viene racchiuso 5?ra il primo ed.il secondo elettrodo e si trova in contatto elettrico con essi>

di) far s? che il primo ed il seconde elettrodo subiscano un movimento relativo l'uno verso l'altro cos? da comprimere il materiale di frizione nella cavit? di stampo contro la piastra di supporto, e e) simultaneamente all'operazione (d)?far passare una corrente elettrica fra gli elettrodi attraverso la piastra d? supporto ed il materiale di frizione ,fin modo da sinterizzare il materiale di frizione fino alrichiesto cuscinetto di frizione e attaccare il cuscinetto alla piastra di supporto.

Inoltre secondo la presente invenzione viene fornito un dispositivo per produrre un elemento di frizione per un freno a disco di autoveicolo o di motociclo, l'elemento di frizione includendo un cuscinetto sinterizzato di frizione attaccato ad una piastra di supporto elettricamente conduttiva, il quale dispositivo comprende: una cavit? di stampo che definisce la sagoma del cuscinetto ed ha una estremit? che ?<' >disposta in modo da venire chiusa dalla piastra di supporto; un primo elettrodo di riscaldamento a resistenza il quale ? disposto in modo da impegnarsi con una superficie maggiore della piastra di frizi?ne, opposta a quella che ? rivolta verso la cavit? .-di stampo; ed un secondo elettrodo di riscaldamento a resistenza, avente una superficie terminale che ? impegnabi?e in una estremit? della cavit? di starnilo, opposta a quella che ? chiusa durante l'uso dalla piastra di supporto, il primo ed il secondo elettrodo essendo m?bili l'uno verso l'altro cos? da comprimere<' >il materiale di frizione in polvere quau? do si trova nella cavit? di stampo, mentre viene fatta passare una corrente fra gli elettrodi per sinterizzare il materiale di frizione fino al cuscinetto richiesto e attaccare il cuscinetto alla piastra di supporto 5-nel qual caso il primo elettrodo ha una superficie terminale che impegna la piastra di supporto, con una rientranza in essa, e la rientranza ? al meno parzialmente riempita da un inserto formato di un materiale che ? meno elettricamente conduttivo rispetto al rimanente del primo elettrodo.

Il prevedere il materiale di frizione sulla piastra di supporto sotto forma di una polvere contenuta entro una cavit? di stampo, anzich? precostipare il materiale fino ad una preforma, assicura che vi sia un buon contatto elettrico fra il materiale di frizione e il secondo elettrodo su tutta la superficie di lavoro del secondo elettrodo. Inoltre, attrezzando la detta superficie terminale del primo elettrodo con una rientranza almeno parzialmente riempita da un inserto meno conduttivo* ? possibile sopprimere il flusso di corrente attraverso una regione prestabilita del materiale di frizione e con ci? migliorare la distribuzione di corrente durante lo stadio (e). A questo riguardo si deve notare che la rientranza con 1?inserto ? prevista nella regione del primo elettrodo attraverso la quale altrimenti vi sarebbe un flusso di corrente preferenziale durante il riscaldamento a resistenza. Pertanto, nell'esempio preferito dell'uso di una corrente continua per lo stadio (e), la rientranza con l'inserto sar? <'>sistemata in una ubicazione disposta genericamente al centro della detta superficie terminale del primo elettrodo- Invece, nel caso che venga usata una corrente alternata per effettuare lo stadio {e), la rientranza con l'inserto verr? prevista adiacente al perimetro della detta superficie terminale del primo elettrodo a causa del cosiddetto "effetto pelle" che interviene quando viene usata una coprente alternata.

Si prevede che l'effetto pelle sia pronunciato quando si impieghi una corrente alternata elevata e grandi conduttori come nella presente applicazione. Si considera che, con qualsiasi sorgente di corrente, il riscaldamento pi? efficace risulter? dal passaggio di corrente attraverso un percorso grossolanamente a met? strada fra l'asse del cuscinetto ed il perimetro della cavit? di stampo. Ci? sar? un comprom?sso fra un surriscaldamento del centro, risultante da un percorso di corrente centrale, ed una eccessiva perdita verso lo stampo, risultante da un percorso di corrente periferico. ?'inserto verr? preferibilmente posizionato in modo da produrre il riscaldamento pi? efficace, tenendo conto di ci?.

Affinch? l'inserto possa svolgere la funzione ad esso richiesta di sopprimere il flusso di corrente attraverso una regione predeterminata del materiale di frizione, ? semplicemente necessario che l'inserto abbia una conduttivit? elettrica minore di quella del rimanente del?primo elettrodo? Tuttavia, da un punto di vista pratico, ? desiderabile che vi sia una notevole differenza nelle rispettive conduttivit? dell?inserto e del rimanente dell'elettrodo, ed in particolare che il rapporto fra la resistenza elettrica dell'inserto e quella del rimanente del pri mo elettrodo sia maggiore di 100:1. In vista di questa esigenza e della necessit? che l'inserto esibisca una soddisfacente stabilit? termica e resistenza ad urti termici, materiali preferiti per l?inserto sono grafite, nitruro di silicio e un materiale ceramico di ossinitruro di silicio-alluminio corrispondente alla formula generale:

Si,. Al Nfl 0

6-z z 0-7. z

dove z ? maggiore di 0 e minore od eguale a 5?

Inoltre ? preferibile che l'inserto riempia solo parzialmente la detta rientranza nella detta superficie terminale del primo elettrodo, ed in particolare che l'inserto termini appena prima della detta superficie terminale del primo elettrodo. Ci? serve a due scopi: (1) l?area di contatto fra il primo elettrodo e la piastra di supporto viene ridotta, il che a sua volta aumenta la pressione di contatto fra essi. Pertanto, anche se durante lo stadio (d) viene applicata una pressione relativamente bassa, ? possibile assicurare un contatto elettrico costante ed adeguato tra il primo elettrodo e la piastra di supporto, anche se la piastra di supporto presenti minori irregolarit? superficiali, e (2) ? possibile rendere minima la deformazione della piastra di supporto durante l'operazione di sinterizzazione a resistenza, laentre contemporaneamente si evita la possibilit? che il primo elettrodo tocchi soltanto la piastra di supporto tramite l'inserto- Tale contatto pu? dar luogo ad un riscaldamento localizzato eccessivo della piastra di supporto se l'inserto ? formato da un materiale avente ima elevata resistenza elettrica; in taluni casi pu? essere desiderabile prevedere una scanalatura anulare intorno al bordo dell'inserto, riducendo con ci? qualsiasi tendenza ad un flusso di corrente preferenziale attraverso le regioni di bordo dell*inserto.

Per gli scopi sopra definiti, possono essere previste una o pi? ulteriori rientranze. Tali ulteriori rientranze possono assumere la forma di scanalature che possono trovarsi all'esterno della rientranza menzionata per prima. La od almeno ima delle ulteriori rientranze pu? essere una scanalatura continua, preferibilmente anulare, che circonda la rientranza menzionata per prima e, oppure possono venire previste una o pi? rientranze distinte. Tali ulterioriV ?entranse possono o no contenere rispettivamente inserti.

L'impiego di una rientranza centrale da sola ? limitato a casi in cui l'effetto richiesto pu? venire prodotto con una dimensione di rientranza che non consenta una distorsione della piastra d? supporto*

S? noter? che la richiesta disposizione di una o pi? scanalature, una o pi? rientranze ed uno o pi? inserti ? un compromesso complesso fra conduttivit? termica, conduttivit? elettrica e sostegno meccanico*

Lo spessore dei cuscinetti di frizione da produrre ? normalmente 3 ma e 7 mm* Man mano che lo spessore richiesto aumenta entro questo campo, si ? riscontrato che il flusso di corrente preferenziale soppresso dall'inserto nel primo elettrodo viene ripristinato in corrispondenza od in vicinanza del secondo elettrodo. Ci? pu? portare ad una sinterizzazione non uniforme della regione del miscuglio di frizione lontana dalla piastra di supporto.Per rendere m?nimo questo problema, il secondo elettrodo ? pre feribilmente eseguito, nella sua superficie terminale rivolta verso il miscuglio di frizione, con una rientranza che ? ubicata in posizione simile, preferibilmente allineata alla rientranza nel primo elettrodo^ che viene riempita con un ulteriore inserto formato da un materiale avente una conduttivit? elettrica inferiore a quella del secondo elettrodo* Di nuovo, il rapporto fra la resistenza elettrica dell'ulteriore inserto e quella del rimanente del sec?ndo elettrodo ? preferibilmente maggiore di 100:1. Nel caso dell'ulteriore ins?rto, si deve notare che questo dovrebbe riempire completamente la rientranza del secondo elettrodo-Come alternativa od in aggiunta .all'ulteriore inserto nel secondo elettrodo, pu? essere desiderabile, particolarmente in casi in cui lo spessore dei cuscinetti di frizione diminuisce entro il campo sopra definito, far s? che il secondo elettrodo formi un contatto elettrico con il materiale di frizione attraverso un elettrodo ausiliario che ? separato dal secondo elettrodo e che ? formato da un materiale avente una resistenza elettrica pi? elevata di quella del secondo elettrodo. La presenza di un elettrodo ausiliario aumenta la resistenza elettrica totale e quindi riduce la corrente richiesta per produrre un dato effetto di riscaldamento a resistenza.

Inoltre , agendo come elemento di riscaldamento , l'elettrodo ausiliario facilita la sinterizzazione di un ?mpio campo di materiali di frizione ed ? di particolare pregio quando il materiale ha una bassa resistenza intrinseca. Inoltre, mediante adatta scelta del materiale dell' elettrodo ausiliario ? possibile ridurre qualsiasi tendenza a che il materiale di frizione venga brasato al secondo elettrodo durante la operazione di sinterizzazione a resistenza, particolarmente quando il secondo elettrodo contiene rame. Materiali di frizione, che possono tendere a brasatura, sono quelli contenenti una quantit? notevole di materiale in fase liquida, particolarmente Sn e ?I, per esempio il materiale B menzionato in appresso.

Il rapporto fra la resistenza elettrica dello elettrodo ausiliario e quella del secondo elettrodo ? tipicamente maggiore di 50: 1. Il materiale preferito per. l' elettrodo non ausiliario ? grafite.

Si deve notare che qualsiasi adatto materiale di stampo di per s? noto, resistente a temperatura, ? soddisfacente per la produzione di . materiali di frizione secondo la presente invenzione, purch? le sue propriet? elettriche e termiche , rimangano sostanzialmente costanti per tutto lo stadio di riscaldamento. Tuttavia, per consentire una produzione in massa di componenti a basso costo con dimensioni precise , ? importante che il materiale usato per produrre lo stampo, in cui ? definita la cavit? di stampo, sia f?cilmente modellabile, sia di costo ragionevole. abbia buona resistenza ad urti termici , resistenza ad abrasione e stabilit? termica, ed abbia una resistenza elettrica sufficientemente elevata per impedire che la corrente passi in derivazione rispetto al pezzo da lavorare. Da questi punti di vista si preferisce che il materiale di stampo sia nitruro di silicio pressato a caldo oppure materiale ceramico pressato a caldo o sinterizzato all? aperto, contenente almeno 90% di un ossinitruro di silicio-alluminio , corrispondente alla formula generale:

Si. Al NQ 0

S-!Z z o-z z

in cui z ? maggiore di 0 e minore od eguale a 5?

Il materiale usato per produrre una piastra di supporto non ? critico , purch? la piastra di supporto sia elettricamente conduttiva ed abbia una robustezza sufficiente per supportare in servizio i cuscinetti di frizione. Da un punto di vista di costo , la piastra di supporto sar? normalmente formata da acciaio , preferibilmente acciaio dolce , sebbene possano venire usati altri materiali come rame e nickel, nel caso in cui essi non siano preclusi per via del costo. Impiegando una piastra di supporto in acciaio dolce con un convenzionale miscuglio di frizione a base di rame, si richiede che la piastra di supporto venga prerivestita con un materiale di legame, come nickel o rame, per assicurare un attacco soddisfacente dei cuscinetti alla piastra di supporto durante l?operazione di sinterizzazione a resistenza. E' stato tuttavia trovato che un eccellente legame di cuscinetti di frizione a base di rame a piastre di supporto in acciaio dolce pu? venire ottenuto quando un deposito molto sottile (spessore di 1-2 ???) di un materiale di legame venga fornito sulla piastra di supportovad esempio mediante deposizione di nickel per riduzione. Ci? contrasta con il rivestimento dello spessore di 0,01-0,025 mm normalmente richiesto su una piastra di supporto in acciaio dolce quando si usa una sinterizzazione in forno per attaccare alla piastra un cuscinetto di frizione a base di rame. ?lei processo di sinterizza zione a resistenza dell?invenzione si ritiene che il deposito molto sottile del materiale di legame si diffonda rapidamente nel materiale di frizione durante la sinterizzazione, dopo di che si forma un vero e proprio legame metallurgico fra la matrice metallica del materiale di frizione ed una superficie ferrosa chimicamente pulita della piastra di supporto? E' stato trovato che, quando piastre vengono pulite con una tecnica di sabbiatura acquosa, si ottiene una tipica ruvidezza superficiale di 0,8-1,3 |un OL? (linea centrale media), e la placcatura ? necessaria per assicurare un legame affidabile? Tuttavia, quando ? stato usato un processo di sabbiatura grossolana a secco per produrre una ruvidezza superficiale di 7,7 fino a 7,8 pm CLA, ? stato trovato che la maggior parte dei materiali verranno legati, in particolare quelli contenenti una fase l?quida (vedasi esempio 3 in appresso)-Ci? ? stato attribuito alla maggiore area superficiale, alla superficie pi? pulita risultante dal processo a secco, ed alla presenza di uno strato lavorato a freddo che ricristallizza durante la sinterizzazione, aiutando cos? ad ottenere un legame a diffusione. Un esame del legame al microscopio ha mostrato che, anche se presente S^, aree notevoli della giunzione consistono in saldature a resistenza piuttosto che in brasature a resistenza. Tuttavia, l'impiego di piastre di supporto placcate assicurano la consistenza di legame dopo tempi variabili di immagazzinamento.

Nel metodo dell'invenzione, la corrente usata per effettuare lo stadio (e) ?d il tempo durante il quale la corrente viene fatta passare sono del medesimo ordine di quelli impiegati in convenzionali tecniche di sinterizzazione a resistenza. Cos?, ad esempio la corrente impiegata ? tipicamente 10.000-2 100.000 amp, la densit? di corrente ? 5,4?54 amp/mm , ed il tempo di riscaldamento ? fino a 15 secondi.Si noter? tuttavia che i valori precisi usati in pratica dipendono da parametri quali la composizione del materiale di frizione e lo spessore dei cuscinetti di frizione richiesti. In generale tuttavia si preferisce che la corrente di sinterizzazione a resistenza sia corrente continua anzich? corrente alternata. Un esperimento antecedente ha mostrato che elevati voltaggi di picco iniziali, ottenuti con una corrente alternata, possono condurre ad uno sfondamento incontrollato di resistenza entro il pezzo in lavorazione.

Il materiale degli elettrodi non ? critico e di nuovo possono venire impiegati materiali di elettrodo usati in convenzionali tecniche di sinterizzazione a resistenza. Cos? ad esempio un adatto materiale per la punta di lavorazione di ciascun elettrodo ? una lega di rame/tungsteno sebbene, per evitare il problema di brasatura del secondo elettrodo al cuscinetto di frizione (quando ? assente l'elettrodo ausiliario), possa in taluni casi essere desiderabile impiegare elettrodi esenti da rame, per esempio una lega di tungsteno con ferro, nickel e molibdeno?

Nei disegni annessi:

le figure 1(a) e 1(b) sono rispettivamente una vista laterale ed una in pianta di un ^elemento di frizione di un freno a disco per motociclo;

le figure 2(a) fino a 2(e) sono viste analoghe a quella della figura 1(b) e mostrano elementi di frizione aventi altre sagome di piastra di supporto;

la figura 3 ? una vista in sezione di un dispositivo per produrre l'elemento di frizione mostrato nella figura 1 tramite un metodo secondo un primo esempio dell'invenzione;

le figure 4(a) ? 4(b) sono rispettivamente una vista in pianta ed una in sezione del primo elettrodo del dispositivo mostrato nella figura 3;

le figure 5(a) e 5(b) sono rispettivamente una vista in pianta ed una in sezione del secondo elettrodo del dispositivo mostrato nella figura 3;

le figure 6(a) e 6(b) sono rispettivamente viste simili alle figure 5(a) e 5(b) di un'altra forma di esecuzione del secondo elettrodo per l'impiego con il primo elettrodo nelle figure 4(a) e 4(b); le figure 7(a) e 7(b) sono viste simili a quelle delle figure 4(a) e 4(b) di un'altra forma di esecuzione del primo elettrodo per l'impiego con il secondo elettrodo delle figure 6(a) e 6(b);

la figura 8 ? un grafico che riporta in vario modo tensione di corrente, resistenza e potenza rispetto al tempo, nei riguardi di un*operazione di sinterizzazione a resistenza su un tipico materiale di frizione; e

la figura 9 ? un grafico che riporta la resistivit? rispetto alla pressione per vari materiali di frizione.

Nella descrizione che segue, si fa riferimento ad esempi di materiali di frizione in polvere designati come materiali A fino ad I. Questi hanno le seguenti composizioni approssimate in percento in peso:

Materiale A

Rame;68,9; stagno 5,8; piombo 8,6; grafite 8,8; silice 2,8; allumina 4,9.

Materiale B

Rame 70; stagno 9,1; piombo 3,0; grafite 8,5; silice 1,0; nitruro di silicio 8,3.

Materiale C

Rame 69; stagno 9,0; piombo 2,9; grafite B,4; silice 1,0; allumina 9,7.

Materiale CI

Come il materiale C, ma S piegando polvere fine di allumina reattiva invece di polvere grossolana di allumina calcinata, come usata nel materiale C.

Materiale D

Rame T<3>,!; piombo 2,8; grafite 8,2; allumina 10,9.

Materiale E

Rame 66,9; alluminio 7,4; piombo 3,3? grafite 9,6; allumina 12,8.

Materiale F

Rame 43,2; fibra di acciaio 22,9; piombo 2,9; grafite 8,6; allumina 11,4.

Materiale G

Rame 65,8; grafite 9,7; silice 10,4; allumina 11,3; disolfuro di molibdeno 2,5?

Materiale H

Fibra di acciaio 75,9 ; piombo 3,1? grafite 9,0; allumina 12,0.

Materiale I

Rame 32? ferro 45; piombo 1,1; grafite 9,8; silice 10,1; allumina 1,4.

Riferendosi alle figure 1 e 3 fino a 5, il dispositivo usato nel detto primo esempio comprende uno stampo 11 formato da nitruro di silicio pressato a caldo o, con maggiore preferenza, da un materiale ceramico sinterizzato all?aperto, contenente almeno 90% di un ossinitruro di silicio-alluminio corrispondente alla formula generale:

Si. Al SU 0

b-z z o-z z

in cui z ? maggiore di 0 e minore od eguale a 5* Lo stampo 11 viene prodotto opportunamente in segmenti c'he vengono> trattenuti tramite calettamento ad interferenza con rastremazione in una camicia esterna 12 di acqua in maniera da definire una cavit? genericamente rettangolare 13 di stampo che ? conforme alla sagoma del richiesto cuscinetto 10 di frizione?

In corrispondenza di una estremit?, che in pratica definisce la sommit? dello stampo, lo stampo XI ? munito di una finitura superficiale piana e liscia in maniera che una piastra sovradimensionata 9 di supporto possa venire usata per chiudere a tenuta la detta estremit? della cavit? 13 di stampo. Lo stampo 11 fluttua su molle (non mostrate) o cilindri pneumatici (parimenti non mostrati) in maniera che, durante l?uso, quando nella cavit? 13 di stampo ? accolta una carica di materiale 14 di frizione in poivere, una forza pu? venire applicata alla piastra 9 di supporto tramite un primo elettrodo 15 per spingere la piastra di supporto e lo stampo verso un sec?ndo elettrodo lb accolto nella cavit? di stampo. Il materiale di frizione in polvere viene con ci? compresso contro la piastra 9 di supporto in maniera che, al passeggia di una corrente elettrica fra gli elettrodi 15, 16, il materiale di frizione pu? venire sint?rizzato fino ai richiesto cuscinetto IO di frizione, ed il cuscinetto pu? venire attaccato alla piastra 9 di supporto.

Le figure 2(a) fino a 2(e) mostrano sagome d? piastra di supporto differenti da quella mostrata nella figura 1(b). La presente ipvenzione ? applicabile ad elementi di frizione aventi piastre di supporto di qualsiasi di tali sagome.

Come mostrato nelle figure 4(a) e 4(b), il primo elettrodo 15 include una punta I? d? lavoro che ? formata, in corrispondenza della sua superficie terminale libera (cio? la superficie che ? destinata ad impegnare durante l?uso la piastra 9 di supporto) con una rientranza disposta al centro, genericamente circolare 18 ed una ulteriore rientranza sotto forma di una scanalatura anulare l9, concentrica ed esterna alia rientranza 1?. ? parte la rientranza 18 e la scanalatura l9t la superficie terminale libera della punta 17 ? lavorata a macchina in modo da essere piana e liscia. Hella rientranza 18 ? montato tramite calettamento con interferenza un inserto circolare 21 di grafite che ? sistemato in modo da terminare poco prima della superficie terminale libera della punta 17 ad una distanza di circa 0,1 mm. In corrispondenza della sua superficie pi? esterna, il perimetro dell'inserto 21 ? intagliato in modo da definire con la parete della rientranza 18 una ulteriore scanalatura 22 concentrica alla scanalatura 19. In una realizzazione pratica, la punta 17 ? stata formata da una lega di rame/tungsteno.,venduta dalla Johnson Wattey come tipo lOV^ ed aveva una resistivit? di 5 microohnucm. In questa realizzazione la rientranza 18 aveva un diametro di 28 mm ed una profondit? di 2*5 mm ed accoglieva un inserto 21 formato da grafite Fo.rdath ??03 avente una resistivit? di 1680 microohm.cm. Pertanto il rapporto fra -la resistenza dell'inserto 21 e la resistenza di una corrispondente lunghezza del rimanente della punta 17 di elettrodo era dell'ordine di 1000;!. La scanalatura 19 hella detta prima realizzazione pratica era profonda 0,5 mm ed aveva un diametro esterno di 46 mm ed ?h diametro interno di 40 mm, mentre la scanalatura 22 era profonda 1 mai ed aveva un diametro esterno di 28 mm ed un diametro interno di 26 mm.

Come mostrato nelle figure 5(a) e 5(b), il secondo elettrodo 16 include una punta 25 di lavoro la quale nella detta prima realizzazione pratica era formata da una lega di 90% di tungsteno con ferro, nickel e molibdeno, come venduta-da Johnson Matthey come tipo M4000?ed avente una resistivit? di 13 microohnwcm? In corrispondenza della sua superficie terminale libera (cio? la superficie rivolta verso il materiale di frizione), la punta 23 ? piana e liscia a prescindere da una rientranza circolare 24?, disposta ai centro, la quale nella detta prima realizzazione pratica aveva una profondit? di ) su ed un diametro di 24 mm. Montato tramite calettamento con interferenza entro la cavit? 24, in modo da riempirla, vi ? un inserto 25 di grafite che nella detta prima realizzazione pratica era formato dal medesimo materiale Fordath come l'inserto 21, Pertanto, nella detta prima realizzazione pratica, il rapporto fra la resistenza dell'inserto 25 e la resistenza di una eguale lunghezza del rimanente della punta 23 di elettrodo era dell'ordine di 370:1- ha punta 23 di elettrodo ? della medesima sezione trasversale genericamente rettangolare come quella del richiesto cuscinetto 10, ed ? eseguita a gradino verso l?interno per circa 0,5 mm a breve distanza (3 mia nella detta prima realizzazione pratica) dalla sua estremit? libera in modo da evitare un incuneamento dell?elettrodo 16 e dello stampo 11 come risultato di non distacco di bavatura prodotta nelle precedenti operazioni di sinterizzazione a resistenza.

Come mostrato nella figura 3, il dispositivo usato nel detto primo esempio include un elettrodo ausiliario 26 che ? montato nella cavit? 13 di starapo sulla superficie terminale libera della punta 23 del secondo elettrodo, ma ? formato separatamente dalla punta 2J, L'elettrodo ausiliario 26 si conforma alla sagoma della cavit? 13 di stampo e, nella detta prima realizzazione pratica, era formato da un blocco dello spessore di 4 mm di grafite Fordath

L?esatta resistenza dell?elettrodo ausiliario non ? stata riscontrata essere critica. Tuttavia, da un punto di vista pratico, la resistenza preferita si trova nel campo di 5 - 50 m.icroohnu

Gli esempi di grafite?Fordath qui usati hanno le seguenti propriet? di resistenza:

Tipo Spessore (mm) Hesistenza (microohm) EC5 4 36

2,8 25

EC6 4 23

3 17

L'elettrodo ausiliario pu? generare un gradiente di temperatura entro il miscuglio che viene sinterizzato, in maniera tale che la temperatura sia elevata in corrispondenza della faccia dell*elettrodo ausiliario e decresca verso il primo elettrodo? Tuttavia, ? stato trovato che variazioni nella microstruttura causate da questo effetto non influiscono sulle propriet? di frizione del materiale sinte-

L'invenzione verr? ora descritta pi? in particolare con riferimento ai seguenti esempi pratici? ,EsmPiq_.i

Una piastra di supporto in acciaio dolce dello spessore di 4,5 mm viene inizialmente sgrassata e poi sottoposta ad una operazione di sabbiatura a secco con graniglia o granaglia d'acciaio? La piastra viene poi lavata mediante immersione in acqua e p?i pulita in una soluzione a 5% di acido cloridrico per 1-2 minuti prima di venire sottoposta ad una ulteriore immersione in acqua? Poi la piastra viene placcata con nickel per riduzione a S5?C per 2-3 minuti usando un IMASA4181 come elettrolito. Dopo allontanamento dall'elettrolito, la piastra viene lavata per circa 1 minuto in acqua ed asciugata. Se ? necessario immagazzinare la piastra prima della successiva lavorazione, l'immagazzinamento viene effettuato in un ambiente chiuso a tenuta, contenente un essiccante.

Usando il dispositivo della detta prima realizzazione pratica, una carica di materiale A di frizione in polvere come sopra descritto viene introdotto nella cavit? 13 di stampo (avente un *area di sezione 2

trasversale di 1840 mm ) sulla sommit? dell'elettrodo ausiliario 26 che ? formata da EC3 avente uno spessore di 4 mm.

La detta prima estremit? della cavit? di stampo viene poi chiusa fteilla piastra di supporto rivestita di nickel, ed il primo elettrodo 15 viene poi spinto contro la piastra di supporto con una pressione applicata di 5^07EPa cos? da comprimere il materiale di frizione fra la.piastra di supporto e l?elettrodo 16 nonch? l'elettrodo ausiliario 26. Simul-

3

taneamente una corrente di 22 x 10 A viene fatta passare fra gli elettrodi a partire da un alimentatore a corrente continua trifase da 300 KVA in modo da sinterizzare il materiale di frizione. La corrente e la pressione vengono mantenute per 8 secondi,durante il quale tempo la corrente sale fino ad un valore finale di 38 x 10?A. Il passaggio di corrente viene poi interrotto e il complesso viene lasciato raffreddare sotto pressione. Uel risultante elemento di frizione, si trova che il cuscinetto 10 ha uno spessore di 4,6 ms ed ima densit? relativa di 87,8%.

BSM PIO 2

il processo dell?esempio: 1 viene ripetuto ma senza l?elettrodo ausiliario 26. In questo caso la corrente iniziale fatta passare fra gli elettrodi ? 23 x 10 A e sale a 43 x 10 A durante gli 8 secondi dello stadio di sinterizzazione a resistenza. La pressione applicata ? di nuovo 540?KPa e, dopo raffreddamento sotto pressione, il cuscinetto 10 sinterizzato a resistenza ha uno spessore di 4,77 mm ed una densit? relativa di 87,1%.

ESEMPIO 3

L'effetto di riscaldamento ? proporzionale, fra altri fattori, alla resistenza elettrica del materiale che viene sinterizzato. Per certi materiali si ? riscontrato essere vantaggioso usare una seconda pressione applicata, maggiore della prima ed attivata dopo un certo tempo 't"durante il ciclo di ri- Ri ?

scaldamento. La prima pressione potrebbe venire venire mantenuta ad un livello tale da rendere ottimo il riscaldamento .a resistenza durante i primi stadi di sinterizzazione, mentre la richiesta densit? finale viene ottenuta ampiamente mediante appropriata regolazione della seconda pressione applicata? Ci? ? particolarmente vantaggioso quando ? richiesta una elevata densit? finale. Quando ? richiesta una bassa densit? finale, ? vantaggioso omettere una seconda pressione ma mantenere una prima pressione bassa per rendere massimo il riscaldamento a resistenza, una bassa densit? venendo ottenuta impiegando una breve durata di processo. Inoltre ? vantaggioso rendere minimo il riscaldamento tramite 1*elettrodo ausiliario per ridurre il gradiente di temperatura attraverso lo spessore del materiale,

Mei presente esempio, l?esempio 1 viene ripetuto con cariche di materiale B mentre si variano corrente, durata e prima e seconda pressione in modo da produrre cuscinetti di frizione di varie densit?, come mostrato in appresso.

Esempio 3a 3b 3c 3d 3e 3f

Elettrodo ausiliario

tipo EC6 EC3 EC3 EC3 EC3 EC3

Spessore di

elettrodo ausiliario 3mm 4mm 4mm 4mm 4mm 4mm

Tempo totale (sec.) 6 7 LI 11 7 6

l<a >pressione

(KPa) 2758 2758 5517 5517 2758 5517

2<a >pressione

(KPa) 0 19310 11034 0 19310 0

Tempo (sec.) 3 3,4 3

Corrente (KA) 27-39 28-35 28-33 26-37 13-25

Resistivit? iniziale 40 40 15 15 40 55 (milliohm.cm)

Densit? finale 72,6 91,2 85,0 83,0 90,5 74,3 (%)

Spessore finale 4,89 5,04 4,92 4,88 5,10 4,85 (mm)

Legami soddisfacenti fra il materiale di frizione e le piastre di supporto si ottengono con tutti gli esempi 3a fino a 3f, le piastre di supporto degli esempi 3a e 3b essendo placcate e le piastre di supporto degli esempi 3c fino a 3f essendo sabbiate grossolanamente a secco e non placcate?

Dall'esempio 3 di cui sopra si noter? che per ciascuno degli esempi 3? fino a 3f sono state date resistivit? iniziali? La resistivit? iniziale ? un parametro importante nel determinare le propriet? di lavorazione iniziale, come distribuzione di corrente ed effetti di riscaldamento nello stadio iniziale di sinterizzazione? Il grafico della figura 8 fornisce una indicazione dei parametri elettrici (tensione, corrente, potenza e resistenza) e la loro variazione nel tempo durante la sinterizzazione di un tipico cuscinetto di freno per mezzo del metodo della presente invenzione? E' ovvio che, sebbene la resistenza decresca rapidamente, il riscaldamento a resistenza ? della massima efficacia inizialmente, come mostrato dal picco di potenza corrispondente ad una corrente iniziale bassa ma crescente-Se la resistivit? iniziale ? troppo elevata, allora la tensione a circuito aperto sar? insufficiente a sfondare la resistenza complessiva del materiale o pi? prob?bilmente uno sfondamento sar? soltanto locale. La conseguente densit? di corrente artificialmente elevata pu? provocare una fusione locale. Fertanto la conoscenza della resistivit? del materiale in polvere ? desiderabile principalmente per determinare se un materiale sfonder? uniformementef ma anche per fornire una indicazione dei parametri iniziali di processo, richiesti per effettuare una sinterizzazione uniforme.

La resistivit? della polvere pu? venire determinata ponendo un campione d? materiale in polvere in un adatto stampo elettricamente isolante, fra due elettrodi formati da lega H4000. Una corrente continua costante viene fatta passare attraverso il campione e la resistivit? viene derivata in corrispondenza di varie pressioni applicate, annotando la caduta di tensione attraverso il campione ed annotando lo spessore del campione.

Tipici risultati ottenuti per i materiali C, Gl, B e l sono mostrati nella figura

?<1 >evidente che la resistivit? pu? venire manipolata variando la pressione applicata e quindi la densit?, la composizione e la morfologia dei componenti della polvere Contenuti entro il materiale. Pertanto ? possibile regolare la resistivit? iniziale del materiale in polvere in modo da ottenere inizialmente una sinterizzazione uniforme. Tuttavia deve venire prestata la dovuta attenzione ad altri fattori complicanti, come la pressione applicata richie sta d ie produce una densit? indesiderabile; ? inoltre noto che la prestazione d? frizione del cuscinetto sinterizzato dipende dalla sua composizione? <'>32*<' >stato trovato che, con il metodo delia presente invenzione, ? preferibile usare una resistivit? iniziale inferiore a 200 mSZ<'>r.cm per assicurare una distribuzione regolata di corrente.

Con riferimento alla figura 9, si ? trovato che la resistivit? del materiale I potrebbe venire ridotta semplicemente a questo livelloyanche alla pi? elevata pressione applicata. Di conseguenza esso non sinterizzerebbe in maniera controllata senza un cambiamento nella composizione o nella morfologia delle particelle- Deferendosi di nuovo alla figura 9, si pu? vedere che, sebbene il materiale C abbia una resistivit? elevata a pressioni basse.,essa potrebbe venire ridotta ad un livello utile in corrispondenza di pressioni moderate, per esempio a 689?KPa la resistiva ? di 80 millioha.cm? Ci? viene ulteriormente elaborato nell'esempio 4.

ESEMPIO 4

Il secondo elettrodo degli esempi precedenti (cio? quello delle figure 5(a) e 5(b)) viene sostituito da quello mostrato nelle figure 6(a) e 6(b)? Geometricamente simile a quello delle figure 5(a) e 5(b), il secondo elettrodo 116 delle figure 6(a) e lega.

6(b) ha una punta 125 formata da/Cu-W (Matthey 1QW3)? La punta 123 ha su essa una rientranza circolare 124, disposta al centro, di un diametro di 24 mm e di una profondit? di 3?5 mm? La rientranza 124 ? compietamente riempita da un inserto 125 di grafite Fordath EC3-Un elettrodo ausiliario 26, anch'esso di grafite EC3, dello spessore di 4 mm, viene usato con questa disposizione per lavorare una carica di materiale C di frizione? Con l?ausilio della figura 8 il processo verr? descritto con maggiore dettaglio?

Una carica di materiale C viene posta nella cavit? di stampo mediante riempimento a spazzolamel o? La cavit? viene chiusa con una piastra di supporto della forma illustrata nella figura 1 (b)? Al pezzo da lavorare viene applicata una pressione iniziale di 6897 ?Pa tramite il primo elettrodo mobile superiore 15 in maniera da produrre una resistivit? di

0 milliohm.cm nel miscuglio in polvere-La polvere viene alimentata in tre stadi consecutivi s

1? Viene applicata una tensione a circuito apert?, sufficiente a sfondare la resistenza iniziale.In questo esempio lo sfondamento ha luogo a 7 volt, dopo di che la resistenza cade rapidamente, la correnti ?r?sce fino a circa 20 Kk e la potenza raggiunge iih<: >valore di picco.

<' '>2. Sei secondo stadio, 1<T>immissione di potenza massima viene limitata per impedire un surriscaldamento e la corrente sale gradualmente a IA. La resistenza si stabilizza durante questo periodo*

3* Il terzo stadio impiega un immissione di potenza ridotta,con la corrente ridotta a 30 KA^per ridurip il tasso di raffreddamento iniziale e ridurre relitto<' >termico. <?>

^ ha durata totale di processo ? circa IO secondi e il cuscinetto risultante ha un peso allo stato sinterizzato di &7 g, una densit? relativa d? 82,7# ed Udo spessore allo stato sinterizzato di4,8S ram* <1 >Usando la medesima disposizione, il materiale B vi?t?e sinterizzato e attaccato a varie piastre di supporto come segue:

<?>Tempoi..--? : - <' >:\, .

s?fforto-^ P??<?! ' >- P2 - "c<,,>.r<? >^^ po^B^?iM 'rLt?i-? <? >tO? .. ~? -r,

t? -<? >-v ,KPa s?- ^tal?> xaizim e^^r;r ?is.v? .v?,,^ ;. s<' >. ?y.iiohm*cm?,..

<V>i| |??.7 <' >5517 11034 3,4 .11 15

(il) 2e <' >551.7<' >11034 3,4 11 15

(iii)2d vf 6&97\ <: >.<? >..10 12

<:>(l? <? >2b <'>*1?$9?: <? >' - ? <? >10 12

! (\r>V;2?; <'>6897 - - 9 12

-Pe-solH<" " >Spessore<">'. Densit? Cocrence sint?rizz. sint?ri zz. sinterizz. KA g . nei. ?<1 >%_??.

? j

- (ir .. 48 ,6 4,97 35 .2 <' >30 -39 (}i) : ;:,49 5 ,01 85 ,4 . 28.-38 tiii). v -46^4v<' ? >4,84 83 .3 31-38 <:; ><iv)<:' ? >46,5 <' >4,86 83 ,3 32 -38 (v) 46,5 4,85 83 , 5 ? 59-3?<? >

. Inoltre si producono IO. campioni usando il materiale B e la piastra della figura 1(b) in condizioni simili per dimostrare la riproducibilit?. I risultati sono i seguenti:

..peso, sinterizzato 48 ,4 - 49,4-g

spessore sinterizzato 4-,92- 5,12 mm

densit? sinterizzato 85 - 86,9% .

81 vedr? che si ottiene una dispersione relativamente stretta di risultati.

ESEMPIO 5

Il primo elettrodo usato nell'esempio precedente (cio? quello delle figure 4(a) e 4(b)) viene sostituito da quello illustrato nelle figure 7(a) e 7(b) ? Un tale elettrodo 115 ? formato da lega di Cu/W (?11????? 10W3). Una punta 117 di lavoro dell?elettrodo 115 ha una superficie terminale libera avente una rientranza circolare 118 disposta al centro (diametro 28 mm) in cui ? calettato con interferenza un inserto 121 di grafite (FOEDASH JEC5). L?elettrodo 115 ha una scanalatura anulare interna 122 definita in parte da una porzione rientrante pi? bassa intorno al perimetro della rientranza 118, ed in parte da una porzione rientrante intorno al perimetro dell'inserto 121. La scanalatura 122 ha una larghezza di 3 mm, una profondit? di 1 mm ed un diametro interno di 24 mm. La superficie terminale libera della punta 117 ha inoltre una scanalatura anulare esterna 119 che ha una larghezza di 5 mm, una profondit? di 0,5 mm ed un diametro interno di 40 mm. Le scanalature 119 e 122 sono collegate fra loro,in corrispondenza di ubicazioni diametralmente opposte sull'asse lungo della superficie terminale libera della punta 117, tramite due scanalature parzialmente circolari 126 e 127- del .diametro di 10 m e della profondit? di 0,5 mm. A. parte le scanalature 119 e 122 e le scanalature 126 e 127? la superficie terminale libera della punta. 117 ?. lavorata a macchina in modo da essere piana , e. liscia. . Come nel caso della realizzazione delle . figure 4(a) e 4(b) , l' inserto 121 termina poco. prima della superficie terminale libera della punta. .117 ad una. distanza di circa 0 ,1 mm (non mostrata) .

Esempi . tipici di operazioni di sinterizzazione a. resistenza, effettuati impiegando il sopra descritto primo elettrodo in combinazione con il secondo elettrodo delle figure 6(a) e 6(b) ed impiegando lo elettrodo ausiliario 26, ed i corrispondenti risultati sono riportati in appresso .

???<??<?0 >il P2 <11 >1 <11 >Tempo. C?rrente ' ausiliario KPa KPa s totale KA

s

A EC3x4mm 5517 - - 9 32-40 A EC3x4mm 5517 - - 9 32-40 CI EC6x4mm 3450 - - 8 , 5 26-32 G EC6x4mm 8275 - . - 7 , 5 31-37 E EC6x4mm 6897 - - 9 26-34 H EC6x4mm 8275 - - 6 15-29 D : >?; EC6x4mm 8275 15170 1 8 , 5 30-38 Cl EC3x4mm 6205 - - 9 30-38 MATERIALE Peso Spessore .Densit?-

<?>si-uterizz sinterizzato sinterizzat. S mm V

A 51.9 4,89 87 .4

A 52 .0 5 ,04 86.5

CI ? 52 ,6 5 , 39 . 83.8

G 41.9 5 ,29 82 , 2

E.. 45.9 5 ,27 85 ,4

H-. 26.1 3 , 14 76 .8

D 55 ,0 5. , 50 84 ,0

CI A?T? 5 ,24 84.7

Si .trova,che .si ottengono,risultati simili quan-

do...liinserto .121 di.grafite .(FOHDATH EC3) viene so^

sfit.uit.o.da nitruro. di.,silicio pressato a caldo od

ossinitruro di silicio-alluminio sinterizzato, come

fornito da Lucas Syalon Limited, Inghilterra.

. Con il primo elettrodo delle figure 7(a) e 7(h)

? possibile ottenere una certa riduzione del tempo

di riscaldamento, in confronto a risultati ottenu-

ti nell<1 >esempio.4- con il primo elettrodo delle figu-

re 4-(a) e 4-(b). Ci? ?,dovuto all'area ridotta di con-

tatto fra il. primo elettrodo e la piastra di suppor-

to e.ad una conseguente riduzione dell'effetto di

raffreddamento. Tuttavia, ? stato anche riscontrato che il rischio di fusione localizzata ? limitato.

BSM PIO 6

Un campione di materiale F, che non contiene alcun componente che presumibilmente produca una sostanziale fase liquida, viene lavorato come descritto nell*esempio 5 ma in assenza dell'elettrodo ausiliario, usando una pressione iniziale PI di 5517 KPa, una seconda pressione F2 di 15170 KPa, in un periodo di 6 secondi, una corrente di 25 fino a 362A per un tempo totale di 7,5 secondi, ha densit? complessiva finale ? circa 75%<? Tuttavia si nota che la porzione centrale del materiale di frizione, corrispondente agli inserti degli elettrodi, ? scarsamente sinterizzata. Sebbene ci? non sia necessariamente uno svantaggio in un cuscinetto per freni, viene dimostrata la capacit? dell'inserto disposto centralmente a regolare la distribuzione di corrente in questa applicazione.

Ci? dovrebbe venire confrontato con l'esempio 2, dove la sinterizzazione ? stata anche effettuata non usando alcun elettrodo ausiliario, ma dove ? stato usato il materiale A che ci si attendeva beneficiare di una notevole sinterizzazione in fase liquida e quindi la regione centrale era adeguatamente sinterizzata. Tuttavia, come menzionato in precedenza, nei casi in cui il materiale di. frizione,contiene ima quantit? notevole di materiale in fase liquida, si preferisce impiegare un.elettrodo ausiliario-RIVESBIC-iaiOIffl

1? Metodo per produrre un elemento di frizione per un freno a disco di autoveicolo o di motociclo, l'elemento di frizione includendo un cuscinetto sinterizzato (10) di friziono attaccato ad.una piastra di di supporto elettricamente conduttiva (9), il quale metodo comprende le operazioni di: ?) introdurre un materiale polverulento (14) di frizione, che in seguito a sinterizzazione produrr? il richiesto cuscinetto (10) di frizione, in una cavit? di, stampo che definisce la sagoma del cuscinetto, la cavit? di stampo venendo chiusa ad una estremit? dalla piastra (9) di supporto, ed il materiale (14) di frizione giungendo a contatto con una superficie maggiore della piastra (9) di supporto; h) impegnare un primo elettrodo (15, 11,5) di riscaldamento a resistenza con l'altra superficie maggiore della piastra (9) di supporto, il primo elettrodo (15, 115) toccando la pia stra.di supporto (9) attraverso una superficie terminale dell'elettrodo che ? formata con una rientranza (18, 118) che ? almeno parzialmente riempita da un inserto (21, 121) formato di un materiale che ? meno elettricamente conduttivo che il rimanente del primo elettrodo (15, 115)? c) introdurre un secondo elettrodo (16, 116) di riscaldamento a resistenza entro la cavit? di stampo cos? che il materiale polverulento (14) di frizione ? contenuto fra il primo ed il secondo elettrodo (15, 115 e 16, 116) ed a contatto elettrico con questi; d) far s? che il primo ed il secondo elettrodo (15, 115 e 16, 116) subiscano un movimento relativo uno verso l'altro cos? da comprimere il materiale (14) di frizione nella cavit? di stampo contro la piastra di supporto (9); e e) simultaneamente all'operazione d) far passare una corrente elettrica fra gli elettrodi (15, 115 e 16, 116) attraverso la piastra di supporto (9) ed il materiale (14) di frizione in modo da sinterizzare il materiale (14) di frizione fino al richiesto cuscinetto (10) di frizione ed~attaccare il cuscinetto (10) alla piastra di supporto (9)?

2o Ketodo secondo la rivendicazione 1, in cui il primo elettrodo (15, 115) ha inoltre in esso almeno una scanalatura (19, 22, 119, 122) o fessura (126, 127) per produrre il richiesto effetto di riscaldamento nello stadio e).

5? Hetodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui l'inserto (21, 121) riempie solo parzialmente la rientranza (18 118)*

4? Metodo secondo la rivendicazione 3, in cui 1*inserte (21, 121) termina poco prima della detta superficie terminale dell?elettrodo (15, H 5)?

5* M?todo secondo la rivendicazione 3 oppure 4, in cui ? prevista una scanalatura (22r 122) intorno al bordo dell?inserto (.21, 121),

6. Metodo secondo qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il secondo elettrodo (16, 116) ha una superficie terminale che ? rivolta verso il materiale di frizione, la detta superficie terminale ? piana e senza rientranze.

7* Metodo secondo qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui il secondo elettrodo (16, 116) ha una superficie terminale che ? rivolta verso il materiale di frizione, la detta superficie terminale essendo munita in essa di una rientranza (24, 124) e la rientranza (24, 124) ? completamente riempita con un inserto (25, 125) formato da un materiale che ? meno elettricamente conduttivo del rimanente del secondo elettrodo (16, 116).

8, Metodo secondo qualsiasi delle rivendicazioni precedenti,^ cui il rapporto fra la resistenza elettrica dell?inserto (21, 121) del primo elettrodo (15, 115) e quella del rimanente del primo elettrodo ? maggiore di 100:1.

9. -Metodo secondo la rivendicazione 7, in cui il rapporto fra la resistenza elettrica dell'inserto (25, 125) del secondo elettrodo (16, 11$) e quella del rimanente del secondo elettrodo (16, 116) ? maggiore di 100:1.

10* Metodo secondo qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l?elettrodo ausiliario (26) ? previsto fra il secondo elettrodo (16, 116) ed il materiale di frizione polverulento, l'elettrodo ausiliario (26) estendendosi sull'area di sezione trasversale della cavit? ed essendo formato da un materiale che ? meno elettricamente conduttivo del secondo elettrodo (16, 116).

11. M?todo secondo la rivendicazione 10, in cui il rapporto fra la resistenza elettrica dell'elettrodo ausiliario (26) e quella del secondo elettrodo (16, 116) ? maggiore di 50:1.

12. Metodo secondo qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l'operazione d) include il comprimere il materiale di frizione ad una prima pressione predeterminata per un periodo di tempo predeterminato, e poi comprimere il materiale di frizione ad una seconda pressione predeterminata, la detta seconda pressione predeterminata essendo superiore .alla detta prima pressione predeterminata.

15? Metodo secondo la rivendicazione 12, in cui la prima pressione predeterminata ? tale che il materiale polverulento di frizione viene compresso in maniera che esso abbia una resistivit? inferiore a 200 mil?ioha.cm.

15? Metodo secondo la rivendicazione 12 oppure 13, in cui durante l'applicazione della seconda pressione predeterminata la potenza di alimentazione viene controllata finch? la resistenza elettrica del materiale di frizione si stabilizza, e poi la potenza di alimentazione e la corrente vengono ridotte? 16? Dispositivo per produrre un elemento di frizione per un freno a disco di autoveicolo o di motociclo, l'elemento di frizione includendo un cuscinetto sinterizzato (10) di frizione legato ad una piastra di supporto elettricamente conduttiva (9), il quale dispositivo comprende: una cavit? (13) di stampo che definisce la forma del cuscinetto (10) ed avente una estremit? che ? predisposta per venire chiusa dalla piastra di supporto (9); un primo elettrodo (15, 115) di riscaldamento a resistenza, il quale ? disposto in modo da impegnarsi con una superficie maggiore della piastra d? supporto (9) opposta a quella rivolta verso la cavit? (13) di stampo; ed un secondo elettrodo (16, 116) di riscaldamento a resistenza, avente ima superficie terminale che ? impegnatile in una estremit? della cavit? (15) di stampo, opposta a quella che ? chiusa durante l'uso dalla piastra di supporto (9), il primo ed il secondo elettrodo (15, 115 e 16, 116) essendo mobili l'uno verso l'altro ? per comprimere materiale polverulento di frizione quando esso si trova nella cavit? di stampo mentre la corrente viene fatta passare fra gli elettrodi per sinterizzare il materiale di frizione fino al richiesto cuscinetto (10) ed attaccare il cuscinetto (10) alla piastra di supporto (9);.nel qual caso il primo elettrodo (15, 115) ha una superficie terminale, impegnante la piastra di supporto, con una rientranza (16 , 118) in essa, e la rientranza (18, 118) ? almeno parzialmente riempita da un inserto (Si, 121) formato da un materiale che ? meno elettricamente conduttivo del materiale del primo elettrodo (15, 115)?

17, Elemento di frizione per un freno a disco di autoveicolo o di motociclo, quando prodotto mediante un metodo quale rivendicato in qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 15?

p.p? LUC?S INDUSTRIES public limited company

SOCIET? lTAUj

V? L?Ufficiale