RU2001056C1

RU2001056C1 - Фрикционна полимерна пресс-композици

Info

Publication number: RU2001056C1
Authority: RU
Inventors: Владимир Павлович Лапшин; Борис Митрофанович Чумичев; Вера Ивановна Изюмова; Людмила Михайловна Никонова
Priority date: 1991-12-27
Filing date: 1991-12-27
Publication date: 1993-10-15

Abstract

Использование, изготовление фрикционных элементов дисковых тормозов легковых и грузовых автомобилей и мотоциклов Сущность изобретени : фрикционна полимерна пресс-композици содержит (в ч), фенолформальдегидную смолу 100, бутадиеннитрильный каучук с содержанием звеньев нитрила акриловой кислоты 27 - 35%, 13,3 - 83,3, серную вулканизующую группу 6,7 - 50,0, безасбестовый волокнистый наполнитепь 73,3 - 516,7, бронзовую стружку 66.7 - 283,4. рубленую латунную проволоку или латунную стружку 40 - 183.3 гра- фитсодержащий наполнитель 20 - 133,3, баритовый концентрат 20 - 200. оксид алюмини 40 - 250. сурьму трехсернистую 20 - 200. вермикулит вспученный 6,7 - 66.7. монозамещенные фосфаты хрома и алюмини 3.3 - 100. гидроксид кальци 6,7 - 83.3 и резиновую .крошку 3,3 - 33 3. Характеристика материала: коэффициент трени при 350&deg; С составл ет 0,39 - 0.41. интенсивность изнашивани 19 1 материала 0.43-0.57x1 (Г м /Дж, стабильность коэффициента трени 85.1 - 902% 3 таб

Description

Изобретение относитс к фрикционным издели м, а именно к материалам фрикционных элементов дисковых тормозов легковых и грузовых автомобилей и мотоциклов.

Аналогом нового фрикционного материала вл етс фрикционный материал, содержащий полимерную матрицу на основе фенольной смолы и наполнители - резиновую пыль, порошок ореха - кешью, графит, сульфиды металлов, оксиды металлов, металлические порошки, карбонат кальци или двуокись кремни и волокнистый наполнитель: латунные волокна, керамические и стальные волокна, волокно из фенольной смолы и из ароматических полиамидов.

Материал по аналогу имеет недостаточно высокие и стабильные фрикционно-из- носные показатели в области высоких температур.

Другим аналогом нового фрикционного материала вл етс фрикционный материал, содержащий полимерную матрицу на основе фенольной смолы и наполнители-металло- содержащий (цинк, бронза, медь, железо, окислы этих металлов, окись алюмини или их смесь), органический модификатор (порошок сем н анакардии. каучук, натуральный латекс, меласса, асфальт или их смесь), неорганический модификатор (барит, мел, тальк, трепал, криолин. волластонит или их смесь), фрикционный модификатор (частицы или порошок угл и/или графита) и волокнистый наполнитель: асбест или смесь стекл нных и минеральных волокон.

Материал по аналогу не обеспечивает высокий и стабильный коэффициент трени в области высоких температур.

Аналогом нового фрикционного материала вл етс также безасбестовый фрикционный материал, содержащий полимерную матрицу на основе смолы (мочевинофор- мальдегидные. крезольные, фенолформаль- дегидные; меламинформальдегидные, алкидные, полисилоксановые и эпоксидные ) и наполнители - частицы кешью, окись цинка, карбонат кальци и волокнистый наполнитель: стекловолокно, минеральна вата , волокна двуокиси кремни , углеродные волокна, борные, хлопковые, вискозные, полиамидные , полиэфирные, вольфрамовые и стальные волокна, а также ангельсит, апатит и другие.

Недостатком материала по аналогу вл етс то, что он не обеспечивает стабильность коэффициента трени в области высоких температур.

Аналогом предложенного фрикционного вл етс также фрикционный материал, содержащий полимерную матрицу на основе термореактивного св зующего (фенолформальдегидна смола, натуральный каучук , термо- и химически стойкий синтетический каучук) и наполнители-волокнистый наполнитель: металлические, стекл нные,

минеральна , вата, базальт, керамические и целлюлозные волокна, барит, мел, трепел, слюда, графит, дисульфид молибдена, три- сульфид сурьмы, медь, цинк, латунь, алюминий и частицы или порошок измельченных

термореактивных смол или каучука.

Материал по аналогу имеет хорошие прочностные показатели, но невысокие фрикционно-износные показатели в области высоких температур.

Прототипом предложенного фрикционного материала вл етс фрикционна композици , включающа анилинофор- мальдегидную смолу, бутадиеннитрильный каучук, баритовый концентрат, медный порошок , шунгизитовый гравий, бронзовую стружку, графит, оксид алюмини и асбест. Материал по прототипу имеет недостаточно высокий коэффициент трени и низкую стабильность коэффициента трени в

области высоких температур, а также тре- щинообразование на поверхности трени в процессе длительной эксплуатации.

Цель - создание материала дл фрикционных элементов дисковых тормозов легковых и грузовых автомобилей и мотоциклов, обладающего высоким и стабильным коэффициентом трени в области высоких до 500°С температур, а также уменьшающего трещинообразование на поверхности фрикционного элемента при эксплуатации,

Дл достижени указанного технического результата фрикционна полимерна пресс-композици содержит фенолфор- мальдегидную смолу, бутадиеннитрильный

каучук с содержанием звеньев нитрила акриловой кислоты 27-35 мас.%, серную вулканизующую группу, безасбестовый волокнистый наполнитель, бронзовую стружку, рубленую латунную проволоку или

латунную стружку, графитсодержащий наполнитель , баритовый концентратор, оксид алюмини , сурьму трехсернистую, вермикулит вспученный, монозамещенные фосфаты хрома и алюмини общей формулы:

ЗА1(Н2Р04)з Сг(Н2Р04)з,

гидроксид кальци и резиновую крошку.

Предложенный фрикционный полимер- ный материал готов т следующим образом.

Исходна смесь готовитс путем смешени компонентов в смесителе закрытого типа . В зависимости от типа используемого Лолимера (латекс или каучук) смешение осуществл ют в холодном или гор чем смесителе в две или одну стадию.

В холодном смесителе на первой стадии смешивают волокнистый наполнитель, металлический наполнитель на основе меди (стружку, рубленую проволоку), латекс и вулканизирующую группу в течение 10-12 мин. Изготовленную исходную смесь подвергают сушке при 80 ± 10°С в течение 40-50 мин. Смесь измельчают на дезинтеграторе , затем добавл ют в нее остальные компоненты (порошкообразные наполнители , смолы) и провод т вторую стадию смешени в смесителе закрытого типа при включенном охлаждении.

Из полученной смеси формуют издели . Температура формовани 55-60°С. Сформованные издели подвергаютс дополнительной термообработке в прокалочных печах при ступенчатом подъеме температуры с 80 до 220°С в течение 15-20 ч.

Смешение в гор чем смесителе провод т при 70-90°С. В камеру смесител загружают каучук, смолу, волокнистый наполнитель, металлические наполнители на основе меди , порошкообразные наполнители и перемешивают под давлением 0,5-0,6 МПа в течение 6-8 мин. Затем смесь измельчают в дезинтеграторе дл дополнительной гомогенизации .

Из готовой смеси в холодной пресс- форме формуют заготовки изделий под дав- лением 80-100 МПа. Затем заготовку перенос т в пресс-форму дл гор чего формовани и при давлении 40-100 МПа и температуре 165-195°С формуют изделие, выдержива в пресс-форме из расчета 0,5- 1,5 мин на 1 мм толщины издели .

В процессе гор чего формовани происходит взаимодействие бутадиеннитриль- ного полимера с вулканизующей группой и его вулканизаци , взаимодействие фенол- формальдегидной новолачной смолы с уротропином и ее отверждение, отверждение (поликонденсаци ) крезолксиленопрезоль- ной смолы и поликонденсаци алюмохром- фосфатов. В результате образуетс трехмерна пространственна структура полимерной матрицы.

Рецептурный состав исходной смеси представлен в табл. 1.

Фрикционно-износные свойства предлагаемого и контрольных материалов оце5 нивали по результатам лабораторных испытаний на машине трени СИАМ-77 в соответствии с ГОСТ 10851-73 при удельном давлении 1,5 МПа и температуре 20-500°С по чугуну СЧ-25.

0 Склонность материалов к трещинообра- зованию оценивали по состо нию поверхности трени : наличию трещин и их характеру (поверхностные, полусквозные, сквозные).

5 Стабильность коэффициента трени в диапазоне температур определ ли по соотношению:

а frnln

миним . знач. (коэф. трени ) макс. знач. ( коэф. трени )

Результаты испытаний представлены в

табл. 2.

Материал по примеру 4 прошел стендовые испытани в натурном узле 1,5-тонного автофургона БАЗ-3778 по программе ВНИ- ИАТИ ИС-017Т:

Результаты испытаний приведены в табл. 3.

Из представленных данных видно, что предлагаемый материал имеет высокое значение тормозной эффективности и значительно превосходит известные материалы по стабильности тормозной эффективности при нагреве, а также по состо нию фрикционного элемента после испытаний.

(56) За вка ФРГ N 3035100, кл. С 08 4 5/14, опублик. 1981.

Патент СССР Nfc 1114340, кл, С 08 L 61/10, опублик. 1984.

Патент США N; 4137214, кл. 260-88, опублик. 1979.

Патент Великобритании № 1604827, кл. С 08 J 5/14, опубл. 1981.

Авторское свидетельство СССР № 841317, кл. С 08 J 5/14, 1980 (прототип).

Новолачные фенолформальдегидные смолы СФП-015В и СФП-011 Л. выпускаемые по ОСТ 6-05-441-78, содержат отвердитель

Табл и ца2

3начение коэффициента трени приведено при температуре, соответствующей максимальнодопустимой температуре при длительном воздействии, и обычно возникающей в процессе эксплуатации тормозных узлов

Показатель

Коэффициент трени при давлении (V-80 км/ч, Р 5,6МПа)

Снижение коэффициента трени при нагреве до 500°С, % (Ун 80км/ч, Р 5,ОМПа)

Износ накладок, мм

Состо ние поверхности трени после испытаний

Claims

Формула изобретени

ФРИКЦИОННАЯ ПОЛИМЕРНАЯ ПРЕСС-КОМПОЗИЦИЯ , включающа фенолформальдегидную смолу, бутадиеннитрильный каучук с содержанием звеньев нитрила акриловой кислоты 27 - 35 мас.%, баритовый концентрат , волокнистый наполнитель, оксид алюмини ,бронзовую стружку и графитсодержащий наполнитель, отличающа с тем. что композици дополнительно содержит серную вулканизующую группу, рубленую латунную проволоку или латунную стружку, трехсернистую сурьму, вспученный вермикулит, гидроксид кальци , резиновую крошку и моноэамещенные фосфаты хрома и алюмини , а в качестве волокнистого наполнител - безасбестовый волокнистый наполнитель при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Фенолформальдегидна смолаЮО

ТаблицаЗ

Предложенный материал

0,42

23

0.25

Гладка , без рисок и поверхностных трещин

Бутадиеннитрильный каучук с содержанием звеньев нитрила акриловой кислоты 27 - 35 мас.%13,3 - 83,3

Серна вулканизующа группа6 ,7 - 50.0 Безасбестовый волокнистый наполнитель - 73,3-516,7 Бронзова стружка 66,7 - 283,4 Рублена латунна проволока или латунна стружка 40 - 183,3 Графитсодержащий наполнитель 20-133,3 Баритовый концентрат20 - 200 Оксид алюмини 40 - 250 Трехсерниста сурьма 20 - 200 Вспученный вермикулит 6,7 - 66,7 Монозамещенные фосфаты, хрома и алюмини 3,3 - 100 Гидроксид кальци 6.7 - 83,3 Резинова крошка 3,3 - 33,3