RU2009150C1

RU2009150C1 - Powder alloy

Info

Publication number: RU2009150C1
Authority: RU
Inventors: Юрий Николаевич Васильев
Original assignee: Юрий Николаевич Васильев
Priority date: 1992-03-23
Filing date: 1992-03-23
Publication date: 1994-03-15

Abstract

FIELD: production of friction materials. SUBSTANCE: friction material on the base of light metals contains zinc and magnesium alloy (4 mass % ), phenol resin (35 mass % ), carbon fiber (25 mass % ), silicium carbide (15 mass % ) and barite concentrate (the rest) as additives. Above mentioned zinc and magnesium alloy contains 54 mass % of zinc. Thus prepared powdery alloy has melting point 320-380 C, its secretary heat of infusion is higher 15 cal/g, energetic wear being 2,5×10^-7 см³/J. EFFECT: improves alloy quality. 1 tbl

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к добавкам, улучшающим износостойкость фрикционных материалов на полимерном связующем, применяемых для изготовления тормозов. The invention relates to mechanical engineering, in particular to additives that improve the wear resistance of friction materials on a polymer binder, used for the manufacture of brakes.

Известно применение свинца в качестве добавки для снижения износа фрикционных материалов [1] . It is known to use lead as an additive to reduce the wear of friction materials [1].

Однако свинец является высокотоксичным компонентом, поражающим центральную нервную систему, сердечно-сосудистую систему, желудочно-кишечный тракт, вызывает обменные и эндокринные нарушения, гематологические сдвиги. Предельно-допустимая концентрация для свинца и его неорганических соединений - 0,01 мг/м³.However, lead is a highly toxic component that affects the central nervous system, cardiovascular system, gastrointestinal tract, causes metabolic and endocrine disorders, hematological changes. The maximum permissible concentration for lead and its inorganic compounds is 0.01 mg / m ³ .

На заводах автомобильных кузовов при работе со сплавами свинца часть наблюдались случаи отравления [2] . In factories of automobile bodies, when working with lead alloys, some cases of poisoning were observed [2].

В последние годы в нашей стране имеется тенденция использования свинца только в тех областях, где он практически незаменим, в частности в атомной энергетике, а в остальных случаях изыскивать и использовать его заменители [3] . In recent years, in our country there is a tendency to use lead only in those areas where it is practically indispensable, in particular in nuclear energy, and in other cases to find and use its substitutes [3].

В силу указанных причин, применение свинца и его сплавов в процессе получения фрикционных материалов и эксплуатации тормозов крайне нежелательно. For these reasons, the use of lead and its alloys in the process of obtaining friction materials and the operation of brakes is highly undesirable.

Обычно содержание свинца в тормозных композициях колеблется от 1 до 4% и поскольку продукты износа тормозов рассеиваются в окружающую среду, происходит ее заражение порошкообразным свинцом. Typically, the lead content in brake compositions ranges from 1 to 4% and since the products of brake wear are dispersed into the environment, it becomes infected with powdered lead.

Целью изобретения является замена порошкообразного свинца или его сплавов порошком нетоксичного материала, не уступающего или превосходящего по эффективности свинец. The aim of the invention is the replacement of powdered lead or its alloys with a powder of non-toxic material, not inferior or superior in effectiveness to lead.

Поставленная цель достигается применением порошкообразных сплавов легких металлов с температурой плавления 320-380^оС и скрытой теплотой плавления выше 15 кал/г в качестве добавки к полимерным фрикционным материалам.This goal is achieved by using powdered light metal alloy with a melting point of 320-380 ^{° C} and latent heat of fusion greater than 15 cal / g as an additive to polymeric friction materials.

В соответствии с изобретением в качестве сплавов легких металлов предпочтительно могут быть применены сплавы на основе цинка, магния, алюминия, олова и др. , в частности сплавы с содержанием Zn-Mg 54 мас. % или 94 мас. % , Zn-Mg-Al с содержанием соответственно Zn 90,5 мас. % , Mg 3,5 мас. % алюминий 6 мас. % . In accordance with the invention, alloys based on zinc, magnesium, aluminum, tin, and others, in particular alloys with a Zn-Mg content of 54 wt.%, Can preferably be used as alloys of light metals. % or 94 wt. %, Zn-Mg-Al with a content of Zn, respectively, 90.5 wt. %, Mg 3.5 wt. % aluminum 6 wt. %

Применяемые сплавы - двойные, тройные и т. д. на основе легкоплавких металлов цинка, магния, алюминия, олова и др. известны и описаны в литературе [4,5] . The alloys used are double, triple, etc., based on the low-melting metals of zinc, magnesium, aluminum, tin, etc., are known and described in the literature [4,5].

Сплавы получены в лабораторных условиях применительно к данной разработке (техдокументация в стадии подготовки) по причине отсутствия их промышленного выпуска в стране. Alloys were obtained in laboratory conditions in relation to this development (technical documentation is in preparation) due to the lack of their industrial production in the country.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами, не ограничивающими объем притязаний. The invention is illustrated by the following examples, not limiting the scope of claims.

П р и м е р 1 (контрольный). Готовят композицию состава, мас. % :
Фенольная смола
СФП-015В (ОСТ 6-05-441-78) 35
Углеродное волокно (ТУ 6-06-487-81) 25
Карбид кремния (раз-
молотый сицилирован-
ный графит СГ-П-05, ТУ 48-20-81-76) 15
Свинец порошковый (ГОСТ 16138-78) 4
Баритовый концентрат (ГОСТ 4682-84) Остальное
Из полученной композиции опрессовывают образец в виде бруска размерами 10x x10 x 15 мм и испытывают его для оценки триботехнических характеристик на машине трения 2070 СМТ-1 производства ПО "Точприбор" (г. Иваново) в соответствии с методикой экспресс-оценки фрикционных свойств полимерных материалов по схеме канавки с подъемом температуры до 600^оС. [6]
П р и м е р ы 2-4. Готовят композицию составов, аналогичных примеру 1, но с использованием вместо порошка свинца заявленных порошкообразных сплавов легких металлов.PRI me R 1 (control). Preparing a composition composition, wt. %:
Phenolic resin
SFP-015V (OST 6-05-441-78) 35
Carbon Fiber (TU 6-06-487-81) 25
Silicon Carbide
ground sitsilirovan-
graphite SG-P-05, TU 48-20-81-76) 15
Powder lead (GOST 16138-78) 4
Barite concentrate (GOST 4682-84)
From the obtained composition, a sample in the form of a bar with dimensions of 10x x 10 x 15 mm is pressed and tested to evaluate the tribotechnical characteristics of the friction machine 2070 SMT-1 manufactured by PO Tochpribor (Ivanovo) in accordance with the rapid assessment of the friction properties of polymeric materials by groove pattern with temperature rise up to 600 ^о С. [6]
PRI me R s 2-4. A composition is prepared for compositions similar to Example 1, but using the claimed powdered light metal alloys instead of lead powder.

Примеры 5-9 иллюстрируют использование помимо фенольной смолы полимерных связующих во фрикционных материалах, содержащих предлагаемый сплав. Examples 5-9 illustrate the use in addition to the phenolic resin of polymer binders in friction materials containing the proposed alloy.

П р и м е р 5. Готовят композицию состава, мас. % :
Фенольная смола СФП-015П 30
Бутадиен-нитрильный
каучук СКН-26АСМ (ТУ 38103254-75) 6 Сера (ГОСТ 127-76) 1 Карбид кремния 15
Порошкообразный сплав
цинка с магнием (98: 2 мас. % ) 4
Баритовый концен- трат Остальное
П р и м е р 6 (контрольный). Готовят композицию состава, мас. % :
Эпоксидная смола ЭД-20 (ГОСТ 10587-84) 25
Полиалюмофенил-
силоксан КО-810 (ТУ 6-02-1380-88) 5 Карбид кремния 15 Свинец порошковый 4
Баритовый концен- трат Остальное
П р и м е р 7. Готовят композицию состава, аналогичного примеру 6, но с использованием вместо порошкового свинца порошкового сплава олова и алюминия, взятых в соотношении 97,5: 2,5 мас. % .PRI me R 5. Prepare a composition composition, wt. %:
Phenolic resin SFP-015P 30
Nitrile butadiene
rubber SKN-26ASM (TU 38103254-75) 6 Sulfur (GOST 127-76) 1 Silicon carbide 15
Powder alloy
zinc with magnesium (98: 2 wt.%) 4
Barite Concentrate Else
PRI me R 6 (control). Preparing a composition composition, wt. %:
Epoxy resin ED-20 (GOST 10587-84) 25
Polyaluminophenyl
siloxane KO-810 (TU 6-02-1380-88) 5 Silicon carbide 15 Lead powder 4
Barite Concentrate Else
PRI me R 7. Prepare a composition composition similar to example 6, but using instead of powder lead powder alloy of tin and aluminum, taken in a ratio of 97.5: 2.5 wt. %

П р и м е р 8 (контрольный). Готовят композицию состава, мас. % :
Мономер ФАЭД-8 (ТУ 59.02.039.18-80) 30
Полиэтиленполиамин (ТУ 6-02-594-75) 3 Карбид кремния 15 Свинец порошковый 4
Баритовый концен- трат Остальное
П р и м е р 9. Готовят композицию состава, аналогичного примеру 8, но с использованием вместо порошкового свинца порошкообразного сплава цинка с магнием, взятых в соотношении 54: 46 мас. % .PRI me R 8 (control). Preparing a composition composition, wt. %:
Monomer FAED-8 (TU 59.02.039.18-80) 30
Polyethylenepolyamine (TU 6-02-594-75) 3 Silicon carbide 15 Lead powder 4
Barite Concentrate Else
PRI me R 9. Prepare a composition composition similar to example 8, but using instead of powder lead powder alloy of zinc with magnesium, taken in the ratio of 54: 46 wt. %

Из композиций 5-9 отпрессовывают образцы материала и испытывают последние аналогично примеру 1. From compositions 5-9, samples of the material are pressed and the latter are tested analogously to example 1.

Также проведены испытания материалов из композиций по примерам 1-9 на наличие скрипа, последний оценивался на слух по трехбалльной системе (0 баллов - отсутствие скрипа) в ходе испытаний трибологических характеристик образцов материалов на машине трения 2070 СМТ-1. Tests of materials from the compositions of Examples 1–9 were also tested for the presence of a squeak, the latter was evaluated by ear using a three-point system (0 points — no squeak) during tests of the tribological characteristics of material samples on a friction machine 2070 SMT-1.

Характеристики фрикционных материалов, изготовленных с использованием предложенных добавок сплавов представлены в таблице. The characteristics of the friction materials made using the proposed alloy additives are presented in the table.

Использование предложенных сплавов влияет на улучшение триботехнических характеристик фрикционных материалов вне зависимости от примененного полимерного связующего, которым фактически может быть любое связующее, обычно применяемое в таких материалах - фенольные смолы, эпоксидные смолы, фурановые смолы, кремнийорганические смолы, различные каучуки или их смеси. The use of the proposed alloys affects the improvement of the tribotechnical characteristics of friction materials, regardless of the applied polymer binder, which can actually be any binder commonly used in such materials - phenolic resins, epoxies, furan resins, organosilicon resins, various rubbers or mixtures thereof.

Как следует из представленных данных, применение добавок сплавов легкоплавких металлов обеспечивает достижение более высоких трибологических характеристик нетоксичных фрикционных материалов по сравнению с добавкой свинца. Также используемые сплавы являются противошумными добавками для фрикционных материалов. (56) Заявка Великобритании N 2068978, кл. C 08 L 9/06, опублик. 1981 (прототип). As follows from the data presented, the use of additives of alloys of fusible metals ensures the achievement of higher tribological characteristics of non-toxic friction materials in comparison with the addition of lead. Also used alloys are anti-noise additives for friction materials. (56) UK application N 2068978, cl. C 08 L 9/06, published. 1981 (prototype).

Лазарев Н. В. Вредные вещества в промышленности, Химия, 1977, с. 448, 455. Lazarev N.V. Harmful substances in industry, Chemistry, 1977, p. 448, 455.

Свойства элементов. /Под ред. М. Е. Дрица, М. : Металлургия, 1985, с. 240. Properties of the elements. / Ed. M.E. Dritsa, M.: Metallurgy, 1985, p. 240.

Диаграммы состояния систем на основе алюминия и магния. Справочник. М. : Наука, 1977, с. 82-84, 153. State diagrams of systems based on aluminum and magnesium. Directory. M.: Science, 1977, p. 82-84, 153.

Хансен М. , Анчерко К. Структуры двойных сплавов, Металлургиздат, 1962, т. 1, с. 152. Hansen M., Ancherko K. Structures of double alloys, Metallurgizdat, 1962, v. 1, p. 152.

Трение и износ, Минск: Наука и техника, 1989, с. 10, N 5, с. 845-6. Friction and Wear, Minsk: Science and Technology, 1989, p. 10, N 5, p. 845-6.

Claims

The use of a powdered alloy with a melting point of 320 - 380 ^o C and a latent heat of fusion above 15 cal / g based on light metals as an additive to polymer friction materials.