DE10130395A1 - Friction material used in the production of friction elements for brakes and couplings in vehicles comprises a structural component and an infiltration component formed as a penetrating network - Google Patents
Friction material used in the production of friction elements for brakes and couplings in vehicles comprises a structural component and an infiltration component formed as a penetrating networkInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reibwerkstoff mit zwei oder mehr Werkstoffkomponenten, ein Reibelement sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Reibwerkstoffs.The present invention relates to a friction material with two or more Material components, a friction element and a method for producing a Friction material.
Reibwerkstoffe werden in vielen Bereichen der Technik verwendet, beispielsweise in der Fahrzeugtechnik zur Herstellung von reibschlüssigen Elementen für Bremsen, Kupplungen und dergleichen. Dabei werden an den Reibwerkstoff hohe Anforderungen gestellt, da er oftmals sehr hohen Belastungen ausgesetzt ist. Im Betrieb wirken auf den Reibwerkstoff zumeist hohe Flächenpressungen, hohe Temperaturen und große Reibgeschwindigkeiten. Allgemein sollen Reibwerkstoffe eine möglichst hohe Lebensdauer besitzen und einen gleichmäßigen und geringen Abtrag aufweisen.Friction materials are used in many areas of technology, for example in vehicle technology for the production of frictional elements for brakes, Couplings and the like. The friction material is high Requirements because it is often exposed to very high loads. in the Operation mostly have high surface pressures on the friction material Temperatures and high speeds of friction. In general, friction materials have the longest possible service life and an even and low one Exhibit removal.
Herkömmliche Reibwerkstoffe, die beispielsweise zur Anwendung in Automobil- Reibkupplungen dienen, lassen sich grob in die Gruppen organische Reibwerkstoffe, metallische Sinterwerkstoffe, CFC-Materialien einteilen. Reibwerkstoffe sind, letzteren ausgenommen, ausschließlich Vielstoff-Systeme.Conventional friction materials, which are used for example in automotive Serve friction clutches, can be roughly divided into the groups organic friction materials, Classify metallic sintered materials, CFC materials. Are friction materials, except for the latter, only multi-component systems.
Organische Reibwerkstoffe bestehen in der Regel aus einer organischen Matrix auf Harz- oder Kautschukbasis, aus organischen, metallischen oder keramischen Fasern sowie zahlreichen Füllstoffen unterschiedlichster Art, die das Reib- und Verschleißverhalten beeinflussen. Ein Haupteinsatzgebiet von aus organischen. Reibwerkstoffen bestehenden Kupplungsbelägen ist der übliche Pkw oder Lkw. Bei Sonderanwendungen oder verstärkt bei neuen momentenstarken Konzepten stoßen Beläge aus organischen Reibwerkstoffen zunehmend an ihre Leistungsgrenze.Organic friction materials usually consist of an organic matrix Resin or rubber base, made of organic, metallic or ceramic fibers as well as numerous fillers of various types, which the friction and Influence wear behavior. A main application of organic. Clutch linings made of friction materials is the usual car or truck Special applications or increasingly come up with new high-torque concepts Linings made of organic friction materials are increasingly reaching their performance limits.
Metallische Sinterreibwerkstoffe beziehungsweise Beläge aus derartigen Materialien besitzen üblicherweise eine durchgehende metallische Matrix, die durch einen Sintervorgang entsteht. Weiterhin sind in diesen Reibwerkstoffen Füllstoffe enthalten, die dazu dienen, Reibbeiwert und Verschleiß zu optimieren. Anders als bei organischen Reibwerkstoffen ist die Auswahl an Füllstoffen dadurch begrenzt, daß die für die metallische Matrix erforderliche Sintertemperatur von den Füllstoffen ertragen werden muß. Beläge aus Sinter-Reibwerkstoffen werden dort eingesetzt, wo eine hohe Leistungsfähigkeit der Beläge gefordert wird und materialbedingte Einbußen im Bereich Komfort, Geräusche und Gegenreibflächenverschleiß akzeptiert werden müssen.Metallic sintered friction materials or linings made of such materials usually have a continuous metallic matrix through a Sintering process occurs. These friction materials also contain fillers, which serve to optimize the coefficient of friction and wear. Unlike organic friction materials, the selection of fillers is limited by the fact that the sintering temperature of the fillers required for the metallic matrix must be endured. Pads made of sintered friction materials are used wherever a high performance of the rubbers is required and material-related Losses in terms of comfort, noise and wear on counter friction surfaces must be accepted.
Reibwerkstoffe auf der Basis von CFC-Materialien bestehen aus einer Kohlenstoffmatrix und Kohlenstoffasern. Wesentliche Mengen an Füllstoffen sind wegen des aufwendigen Herstellungsverfahrens nicht enthalten. Derartige Reibwerkstoffe entwickeln erst bei hohen Temperaturen gute Reibeigenschaften und sind deshalb sowie wegen der Kosten und des oft hohen Verschleißes auf Sonderanwendungen, beispielsweise im Rennsport, beschränkt.Friction materials based on CFC materials consist of a Carbon matrix and carbon fibers. Significant amounts of fillers are not included due to the complex manufacturing process. such Friction materials only develop good friction properties and at high temperatures are therefore due to the cost and the often high wear Special applications, for example in racing, limited.
Hauptunterscheidungsmerkmal der genannten Werkstoffgruppen ist der Matrixwerkstoff, nämlich Harz/Kautschuk, Sintermetallgerüst oder Kohlenstoff. Die Matrix bildet dabei ein geschlossenes, dreidimensionales Netzwerk, das den Reibwerkstoff durchdringt. Wäre es theoretisch möglich, die restlichen Stoffe aus dem Reibwerkstoff zu entfernen, würde die Matrix (in löchriger Form) weiterhin einen mechanischen Zusammenhalt bilden. Die Füllstoffe und Fasern selbst liegen in quasi-nulldimensionaler oder quasi-eindimensionaler Form vor, was bedeutet, daß sie sich entweder punktförmig (Partikel) oder in einer Richtung ausgedehnt (Fasern) erstrecken. Fasern können auch als Gewebe (Matte) vorliegen, was einer zweidimensionalen Ausdehnung entspricht. Die Füllstoffe oder Fasern bilden ohne die Matrix jedoch keinen mechanisch stabilen Verbund.The main distinguishing feature of the material groups mentioned is the Matrix material, namely resin / rubber, sintered metal structure or carbon. The Matrix forms a closed, three-dimensional network that Penetrating friction material. Would it be theoretically possible to make the remaining substances to remove the friction material, the matrix (in perforated form) would continue to unite form mechanical cohesion. The fillers and fibers themselves are in quasi-zero-dimensional or quasi-one-dimensional form, which means that it is either punctiform (particles) or expanded in one direction (fibers) extend. Fibers can also be present as a fabric (mat), which is one corresponds to two-dimensional expansion. The fillers or fibers form without the matrix, however, is not a mechanically stable bond.
Aus der DE 44 38 456 ist eine Reibeinheit zum reibenden Eingriff mit einem Gegenkörper, insbesondere einem Brems- oder Kupplungskörper bekannt, die mindestens eine frei zugängliche Reibfläche aufweist. Die Reibfläche ist aus einem kohlenstoffaserverstärkten, porösen Kohlenstoffkörper gebildet, dessen Poren zumindest teilweise mit Siliziumcarbid gefüllt sind. Zur Herstellung einer solchen Reibfläche wird zunächst ein kohlenstoffaserverstärkter, poröser Kohlenstoffkörper bereitgestellt, der anschließend mit flüssigem Silizium infiltriert wird. DE 44 38 456 describes a friction unit for frictional engagement with a Counter body, in particular a brake or clutch body known that has at least one freely accessible friction surface. The friction surface is one carbon fiber reinforced, porous carbon body formed whose pores are at least partially filled with silicon carbide. To make one First, a carbon fiber-reinforced, porous carbon body becomes the friction surface provided, which is then infiltrated with liquid silicon.
In der WO 98/50712 ist ein anderer Reibwerkstoff beschrieben, der auf eine ähnliche Weise hergestellt wird. Der Reibwerkstoff besteht aus einer metallischen Phase sowie einer keramischen Phase. Bei der Herstellung wird entweder ein poröser Keramikkörper hergestellt, der anschließend von dem Metall infiltriert wird oder man verdichtet Grünkörper, der sowohl Metall- als auch Keramikpartikel enthält und der danach weiteren Behandlungsschritten unterzogen wird.Another friction material is described in WO 98/50712, which is based on a similar one Way is made. The friction material consists of a metallic phase as well as a ceramic phase. During manufacture, either a porous one Ceramic body made, which is then infiltrated by the metal or one compresses green bodies that contain both metal and ceramic particles and that then undergoes further treatment steps.
Die vorstehend beschriebenen bekannten Reibwerkstoffe weisen jedoch eine Reihe von Nachteilen auf. So ist bei diesen Reibwerkstoffen die Trennung bezüglich Matrix und anderer Stoffe relativ fest definiert. Die jeweiligen Matrixwerkstoffe können nur bedingt variiert werden. Durch die Ausgestaltung der Reibwerkstoffe in Form einer Matrix, die von Füllstoffen und Fasern, die sich in eindimensionaler oder zweidimensionaler Richtung ausdehnen, durchsetzt ist, wobei die Füllstoffe und Fasern als voneinander jeweils unabhängige "Inseln" innerhalb der Matrix verteilt sind, kommen bestimmte Eigenschaften der Inhaltsstoffe nur bedingt oder gar nicht zum Tragen. Beispielsweise können Wärmeeigenschaften wie Speichervermögen oder Leitfähigkeit bei eindimensionalen Füllstoffen nicht voll genutzt werden, da die Wärme nur durch andere Stoffe hindurch an- und abtransportiert werden kann. Auch mechanische Eigenschaften wie Festigkeit und Zähigkeit eines Werkstoffs sind im Verbund gegenüber dem reinen Werkstoff oft nicht wie gewünscht identisch. Beispielsweise kann eine hohe Faserfestigkeit nicht genutzt werden, wenn die Kraftübertragung auf die umgebende Matrix wegen zu schwacher Grenzflächen nicht gegeben ist. Als Folge sind Reibwerkstoffe mit Ausnahme der teuren CFC- Materialien, deren Nachteile bereits weiter oben dargelegt wurden, immer Vielstoffsysteme, bei denen erst die große Anzahl verschiedener Elemente und Verbindungen günstige Eigenschaften gewährleistet.However, the known friction materials described above have a number of disadvantages. This is the separation with regard to matrix with these friction materials and other substances are defined relatively firmly. The respective matrix materials can only can be varied conditionally. By designing the friction materials in the form of a Matrix made up of fillers and fibers that are in one-dimensional or expand two-dimensional direction, is interspersed with the fillers and Fibers distributed as independent "islands" within the matrix certain properties of the ingredients come to a limited extent or not at all to carry. For example, thermal properties such as storage capacity or conductivity cannot be fully used with one-dimensional fillers because the Heat can only be transported in and out through other substances. Also mechanical properties such as strength and toughness of a material are in the Composite is often not identical to the pure material as desired. For example, high fiber strength cannot be used if the No power transmission to the surrounding matrix due to weak interfaces given is. As a result, friction materials with the exception of the expensive CFC Materials whose disadvantages have already been explained above always Multi-material systems, in which only the large number of different elements and Connections guaranteed favorable properties.
Ausgehend vom genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen Reibwerkstoff zu schaffen, bei dem die zuvor beschriebenen Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll ein Reibwerkstoff bereitgestellt werden, der positive Reibeigenschaften besitzt und hohen Belastungen standhält, und der darüber hinaus kostengünstig und mit geringem Aufwand herstellbar ist. Weiterhin soll ein Verfahren zur Herstellung eines Reibwerkstoffs angegeben werden, das mit geringem Aufwand durchführbar ist, geringe Kosten verursacht und zu einem Reibwerkstoff mit guten Reibeigenschaften führt.Based on the prior art mentioned, the object of the invention Reason to create a friction material in which the previously described Disadvantages are avoided. In particular, a friction material is to be provided who have positive friction properties and withstand high loads, and which is also inexpensive and can be produced with little effort. Furthermore, a method for producing a friction material is to be specified that can be carried out with little effort, causes low costs and leads to a friction material with good friction properties.
Diese Aufgabe wird gelöst durch den Reibwerkstoff gemäß Patentanspruch 1, das Reibelement gemäß Patentanspruch 19 sowie das Verfahren zum Herstellen eines Reibwerkstoffs gemäß Patentanspruch 20. Weitere vorteilhafte Merkmale, Aspekte und Details der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.This object is achieved by the friction material according to claim 1 Friction element according to claim 19 and the method for producing a Friction material according to claim 20. Further advantageous features, aspects and details of the invention emerge from the dependent claims, the Description and the drawings.
Merkmale und Vorteile, die sich aus der Beschreibung des Reibwerkstoffs ergeben, gelten auch für das beschriebene Verfahren und das Reibelement, ebenso wie Vorteile und Merkmale, die sich aus dem Verfahren ergeben, auch für den Reibwerkstoff und das Reibelement gelten.Features and advantages that result from the description of the friction material, also apply to the described method and the friction element, as well Advantages and features that result from the process, also for the Friction material and the friction element apply.
Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Reibwerkstoff mit zwei oder mehr Werkstoffkomponenten bereitgestellt, der erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß wenigstens zwei Werkstoffkomponenten für sich jeweils einen in drei Raumrichtungen durchgängigen Verbund bilden und daß diese Werkstoffkomponenten im Reibwerkstoff in Form von sich gegenseitig durchdringenden Netzwerken ausgebildet sind.According to the first aspect of the invention, a friction material having two or more Material components provided, characterized according to the invention is that at least two material components are each one in three Form spatial directions continuous and that this Material components in the friction material in the form of each other penetrating networks are formed.
Durch den erfindungsgemäßen Reibwerkstoff wird es möglich, die im Hinblick auf den Stand der Technik beschriebenen Nachteile zu umgehen. Es ist ein wesentlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Reibwerkstoffs, daß dieser nunmehr eine Struktur besitzt, in der einige wenige Werkstoffkomponenten (wenigstens zwei Werkstoffkomponenten) alle wichtigen Reibfunktionen übernehmen. Dazu gehören vor allem die Funktionen "Reibwertniveau hochhalten", "Reibwert stabilisieren", "Verschleiß minimieren", "Wärme leiten und speichern" und dergleichen.Due to the friction material according to the invention, it is possible with regard to to avoid the disadvantages described in the prior art. It is an essential one Aspect of the friction material according to the invention that this is now a structure has a few material components (at least two Material components) perform all important friction functions. This includes above all the functions "keep the coefficient of friction up", "stabilize the coefficient of friction", "Minimize wear", "conduct and store heat" and the like.
Erfindungsgemäß liegen wenigstens zwei der Werkstoffkomponenten des Reibwerkstoffs als sich gegenseitig durchdringende Netzwerke vor. Das bedeutet, daß die Werkstoffkomponenten in in sich verbundener Form vorhanden sind. Wäre es möglich, sie zerstörungsfrei voneinander zu isolieren, so würden sie geometrisch definierte, selbsttragende Gebilde darstellen. According to the invention, at least two of the material components of the Friction material as interpenetrating networks. That means, that the material components are available in a connected form. Would it would be possible to isolate them from each other non-destructively, so they would be geometrical represent defined, self-supporting structures.
Anders als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Reibwerkstoffen ist bei dem erfindungsgemäßen Reibwerkstoff die Unterscheidung von Matrix und übrigen Stoffen nicht mehr sinnvoll. Die bekannte Definition, daß eine Matrix in drei Raumrichtungen durchgehend verbunden ausgebildet ist, trifft bei dem erfindungsgemäßen Reibwerkstoff für mindestens zwei Werkstoffkomponenten zu.In contrast to the friction materials known from the prior art, at the friction material according to the invention the distinction between matrix and others Fabrics no longer make sense. The well-known definition that a matrix in three Spatial directions are continuously connected, where friction material according to the invention for at least two material components.
Im Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten Reibwerkstoffen bildet somit nicht mehr nur ein einziger Werkstoff einen durchgehenden Verbund (im Stand der Technik war dies der Matrixwerkstoff). Vielmehr bildet nunmehr auch wenigstens eine weitere Werkstoffkomponente, die in den aus dem Stand der Technik bekannten Reibwerkstoffen einen Füllstoff oder Fasern bildete, einen wirklich durchgehenden Verbund. Dadurch können die jeweiligen Eigenschaften der auf diese Weise vorliegenden Werkstoffkomponenten in vollem Maße genutzt werden. Auf diese Weise wird es möglich, Reibwerkstoffe herzustellen, die beispielsweise nur aus zwei Werkstoffkomponenten gebildet sind, wobei diese Werkstoffkomponenten ausreichen, um alle an eine optimale Reibfunktion gestellten Anforderungen zu erfüllen. Die Herstellung solcher Reibwerkstoffe ist relativ einfach und kostengünstig.In contrast to the friction materials known from the prior art thus no longer a single material a continuous composite (in the stand technology, this was the matrix material). Rather, at least now forms a further material component that in the known from the prior art Friction materials formed a filler or fibers, a really continuous one Composite. This allows the respective properties of this way existing material components can be used in full. To this This way, it becomes possible to produce friction materials, for example only two Material components are formed, these material components are sufficient to meet all requirements for an optimal friction function fulfill. The manufacture of such friction materials is relatively simple and inexpensive.
Das liegt daran, daß nunmehr auch diejenigen Eigenschaften der im Zusammenhang mit dem Stand der Technik als Füllstoffe oder Fasern bezeichneten Werkstoffkomponenten des Reibwerkstoffs voll zum Tragen kommen, die bei nicht durchgehender Form nicht oder nur unzureichend genutzt werden können. Dazu gehören zum Beispiel mechanische Festigkeit (ein Partikel oder eine unterbrochene Faser haben kaum makroskopisch wirksame Festigkeit), die thermische Leitfähigkeit (bei isolierten Partikeln kommt die Wärmeleitfähigkeit nur bei der internen Weiterleitung zum Tragen, zwischen den Partikeln bestimmt die Matrix die Leitfähigkeit), sowie der Elastizitätsmodul und insbesondere die Druckfestigkeit.This is because now those properties of the related referred to as fillers or fibers with the prior art Material components of the friction material are fully effective, which are not continuous form can not be used or only insufficiently. To include mechanical strength (a particle or an interrupted one) Fibers have hardly any macroscopically effective strength), the thermal conductivity (With insulated particles, the thermal conductivity only comes from the internal one Forwarding to carry, between the particles determines the matrix Conductivity), as well as the modulus of elasticity and in particular the compressive strength.
Ein weiterer spezifischer Vorteil von sich gegenseitig durchdringenden Netzwerken besteht darin, daß in der Kombination neue, günstige Eigenschaften entstehen können, die bei herkömmlichen Verbunden in dieser Form nicht vorkommen. Hierbei handelt es sich zum Beispiel eine erhöhte Festigkeit oder dergleichen. Another specific advantage of interpenetrating networks is that the combination creates new, favorable properties can, which do not occur in this form in conventional compounds. in this connection it is for example increased strength or the like.
Vorteilhaft kann der Reibwerkstoff mittels eines Infiltrationsverfahrens hergestellt sein. Einige vorteilhafte, nicht ausschließliche Beispiele für geeignete Infiltrationsverfahren werden weiter unten im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren näher beschrieben.The friction material can advantageously be produced by means of an infiltration process his. Some advantageous, non-exclusive examples of suitable ones Infiltration procedures are described below in connection with the described method according to the invention.
Vorzugsweise kann wenigstens eine der Werkstoffkomponenten so gewählt sein, daß sie gegenüber wenigstens einer anderen Werkstoffkomponente benetzend wirkt. Eine solche benetzende Wirkung liegt dann vor, wenn die die hohe Benetzungswirkung aufweisende Werkstoffkomponente die andere Werkstoffkomponente besonders leicht durchdringt. Dadurch ergibt sich ein einfach herzustellender sehr hoher Grad an gegenseitige Durchdringung der Netzwerke der jeweiligen Werkstoffkomponenten.At least one of the material components can preferably be selected such that that it has a wetting effect on at least one other material component. Such a wetting effect is present when the high The wetting effect material component the other Material component penetrates particularly easily. This makes it easy very high degree of mutual penetration of the networks of the respective material components.
Vorteilhaft kann wenigstens eine der Werkstoffkomponenten, die einen in drei Raumrichtungen durchdringenden Verbund bildet, als Gerüstkomponente ausgebildet sein. Eine solche Gerüstkomponente ist insbesondere dann von Vorteil, wenn wenigstens eine weitere Werkstoffkomponente mit Hilfe eines Infiltrationsverfahrens eingebracht werden soll. Die Gerüstkomponente bildet dann eine Art Grundkörper, in den das infiltrierende Material, das anschließend den weiteren durchgehenden Verbund bildet, eindringen kann.At least one of the material components, one in three, can be advantageous Compound penetrating spatial directions forms as a scaffold component be trained. Such a scaffold component is particularly advantageous if if at least one further material component using a Infiltration procedure should be introduced. The scaffold component then forms a kind of basic body into which the infiltrating material, which then the forms another continuous composite, can penetrate.
Ebenso kann wenigstens eine der Werkstoffkomponenten, die einen in drei Raumrichtungen durchgängigen Verbund bildet, als Infiltrationskomponente ausgebildet sein. Bei Anwendung eines Infiltrationsverfahrens handelt es sich bei der Infiltrationskomponente um eine Werkstoffkomponente, die in eine andere Werkstoffkomponente, beispielsweise eine Gerüstkomponente, infiltriert oder infiltriert wird.Likewise, at least one of the material components, one in three Continuous spatial formation forms an infiltration component be trained. When using an infiltration process, it is the Infiltration component around a material component that is in another Material component, for example a scaffold component, infiltrates or is infiltrated.
Einige nicht ausschließliche Beispiele für geeignete Ausgestaltungsformen beziehungsweise geeignete Materialien für die Gerüstkomponente und die Infiltrationskomponente werden im weiteren Verlauf der Beschreibung näher erläutert. Some non-exclusive examples of suitable designs or suitable materials for the framework component and Infiltration components will become closer as the description proceeds explained.
Vorzugsweise kann die Infiltrationskomponente derart gewählt sein, daß sie gegenüber der Gerüstkomponente benetzend wirkt.The infiltration component can preferably be selected such that it has a wetting effect on the framework component.
Vorteilhaft kann wenigstens eine Werkstoffkomponente, vorzugsweise die Gerüstkomponente, als Partikelgerüst mit offener Porosität ausgebildet sein. Wie eine derart ausgestaltete Gerüstkomponente besonders vorteilhaft hergestellt werden kann, wird im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren näher erläutert.At least one material component, preferably that, can advantageously be used Framework component, be designed as a particle framework with open porosity. How a scaffold component designed in this way is produced particularly advantageously can be in more detail in connection with the inventive method explained.
Die einzelnen Komponenten eines derart ausgestalteten Reibwerkstoffs können solcherart vorliegen, daß ein zunächst hergestelltes Partikelgerüst, beispielsweise ein gesintertes Partikelgerüst, mit offener Porosität mit einem flüssigen Material, bei dem es sich in diesem Fall um die Infiltrationskomponente handelt, gefüllt (infiltriert) wird, welches anschließend erstarrt. Bei dieser Ausgestaltungsform besteht die Gerüstkomponente aus verbundenen Partikeln. Bei vollständiger Füllung der Gerüstkomponente ist jeder der Werkstoffkomponenten vollständig in sich verbunden, was bedeutet, daß keine voneinander isolierten Bereiche der Infiltrationskomponente mehr vorhanden sind.The individual components of a friction material configured in this way can are present in such a way that an initially produced particle structure, for example a sintered particle structure, with open porosity with a liquid material, at which in this case is the infiltration component, filled (infiltrated) which then solidifies. In this embodiment, the Framework component made of connected particles. With full filling of the Scaffold component is each of the material components completely in itself connected, which means that no isolated areas of the Infiltration components are more present.
In weiterer Ausgestaltung kann wenigstens eine Werkstoffkomponente, vorzugsweise die Gerüstkomponente, als Körper mit Schwammstruktur oder Wabenstruktur ausgebildet sein, wobei deren Poren aus untereinander verbundenen Flächenelementen der Werkstoffkomponente gebildet sind. Dieser Körper kann dann in der wie vorstehend beschriebenen Weise mit der Infiltrationskomponente infiltriert werden. Ein Beispiel, wie eine derart ausgestaltete Gerüstkomponente hergestellt werden kann, wird im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in größerem Detail beschrieben. Im Unterschied zur zuvor beschriebenen Ausführungsform besteht der Gerüstkörper nicht aus verbundenen Partikeln, sondern aus verbundenen dünnen Flächenelementen, die die Poren der Gerüstkomponente bilden.In a further embodiment, at least one material component, preferably the framework component, as a body with a sponge structure or Honeycomb structure can be formed, the pores of which are interconnected Surface elements of the material component are formed. This body can then infiltrated with the infiltration component in the manner described above become. An example of how such a scaffold component is manufactured can be in connection with the inventive method in described in greater detail. In contrast to the previously described Embodiment, the scaffold body does not consist of connected particles, but from connected thin surface elements that form the pores of the framework component form.
In anderer Ausgestaltung kann die wenigstens eine Werkstoffkomponente, vorzugsweise die Gerüstkomponente, als durchgängige, lange Faser oder als Faserverbund ausgebildet sein. Bei Verwendung einer langen Faser kann diese beispielsweise wirr gewickelt und mit wenigstens einer zweiten Werkstoffkomponente infiltriert sein. Im Unterschied zu herkömmlichen, aus dem Stand der Technik bekannten Faserverbunden sind in einem solchen Verbund keine Fasern endlicher Länge mehr vorhanden. Die durchgehende, lange Faser ermöglicht einen besseren Abtransport der Wärme, einen verbesserten internen Wärmeübergang zwischen zwei Werkstoffkomponenten und erhöht die mechanische Festigkeit, da es keine Unterbrechungen im Faserverlauf mehr gibt.In another embodiment, the at least one material component, preferably the framework component, as a continuous, long fiber or as Be fiber composite. When using a long fiber this can for example, tangled and wrapped with at least one second material component be infiltrated. In contrast to conventional, from the prior art Known fiber composites, no fibers are finite in such a composite Length more available. The continuous, long fiber enables a better one Removal of heat, an improved internal heat transfer between two Material components and increases mechanical strength since there is no There are more interruptions in the grain.
In noch anderer Ausgestaltung kann die wenigstens eine Werkstoffkomponente, insbesondere die Gerüstkomponente, mittels eines Ausbrennverfahrens hergestellt sein. Ein Beispiel für ein solches Verfahren wird im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren näher erläutert.In yet another embodiment, the at least one material component, in particular the framework component, produced by means of a burn-out process his. An example of such a method is related to the The method according to the invention explained in more detail.
Wenn zur Herstellung des erfindungsgemäßen Reibwerkstoffs ein Infiltrationsverfahren verwendet wird, wird wenigstens eine als Gerüstkomponente ausgebildete Werkstoffkomponente von wenigstens einer Infiltrationskomponente infiltriert. Sobald dies geschehen ist, muß dafür gesorgt werden, daß die Infiltrationskomponente einen in drei Raumrichtungen durchgängigen Verbund bildet. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß die Infiltrationskomponente nach dem Eintritt in die Gerüstkomponente erstarrt, was bedeutet, daß ein temperaturbedingter Wechsel des Aggregatzustands der Infiltrationskomponenten von Flüssig in Fest auftritt. Ebenso ist es denkbar, daß die Infiltrationskomponente aushärtet, wobei chemische Vernetzungsreaktionen zu einer Solidifizierung führen. Die Art und Weise, wie die Infiltrationskomponente den durchgängigen Verbund bildet, hängt von der Art der verwendeten Materialien ab.When to produce the friction material according to the invention Infiltration process is used, at least one as a scaffold component trained material component of at least one infiltration component infiltrated. Once this has been done, it must be ensured that the Infiltration component forms a continuous network in three spatial directions. This can be done, for example, by adding the infiltration component solidifies the entry into the framework component, which means that a temperature-related change in the physical state of the infiltration components from liquid to solid occurs. It is also conceivable that the infiltration component hardens, whereby chemical cross-linking reactions lead to solidification. The way in which the infiltration component integrates the whole forms depends on the type of materials used.
Vorteilhaft kann eine der Werkstoffkomponenten, vorzugsweise die Gerüstkomponente, eine oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen: Keramik, insbesondere Aluminiumoxid, SiC, Glas, Metall, insbesondere sinterfähige Metalle, Fe, Cu, Bronze, Ti, Al, Messing, Kevlar, BN, Kohlenstoff.One of the material components, preferably the Scaffold component, one or more of the following materials: Ceramic, in particular aluminum oxide, SiC, glass, metal, in particular sinterable Metals, Fe, Cu, bronze, Ti, Al, brass, Kevlar, BN, carbon.
In weiterer Ausgestaltung kann eine der Werkstoffkomponenten, vorzugsweise die Infiltrationskomponente, eines oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen: Metall, insbesondere Cu, Al, Fe, Weichmetall, Cu mit Sauerstoff, intermetallische Verbindung, Polymer, Elastomer, Glas, Graphit, Glimmer, Kokspulver, Al2O3, Eisenoxid, Schwerspat, Harz, Kautschuk, Silizium.In a further embodiment, one of the material components, preferably the infiltration component, can have one or more of the following materials: metal, in particular Cu, Al, Fe, soft metal, Cu with oxygen, intermetallic compound, polymer, elastomer, glass, graphite, mica, coke powder, Al 2 O 3 , iron oxide, heavy spar, resin, rubber, silicon.
Die vorstehend beschrieben Werkstoffgruppen für einzelne Werkstoffkomponenten stellen beispielhafte, nicht abschließende Aufzählungen dar, so daß selbstverständlich auch andere Materialien für die Werkstoffkomponenten eingesetzt werden können. Die einzelnen Materialien der jeweiligen Werkstoffkomponenten können einzeln oder in jeder beliebigen Kombination vorliegen.The material groups for individual material components described above represent exemplary, non-exhaustive lists, so that Of course, other materials are also used for the material components can be. The individual materials of the respective material components can be available individually or in any combination.
Vorteilhaft kann der Reibwerkstoff drei oder mehr Werkstoffkomponenten aufweisen. Bei einer solchen dritten Werkstoffkomponente kann es sich beispielsweise um eine reaktiv erzeugte Phase handeln. Zusätzlich oder alternativ zur Bildung von neuen Phasen ist es gemäß der vorliegenden Erfindung auch möglich, dritte oder noch weitere Materialkomponenten in den Reibwerkstoff einzubringen. Dazu können diese Materialien beispielsweise entweder selbst einen eigenen Verbund bilden, oder aber Bestandteil eines bestehenden Verbunds sein. Dabei ist es denkbar, daß jeder der im Reibwerkstoff vorhandenen Werkstoffkomponenten zusätzliche Stoffe zugegeben werden.The friction material can advantageously have three or more material components. Such a third material component can be, for example, a act reactively generated phase. Additionally or alternatively to the formation of new ones According to the present invention, phases are also possible, third or even to introduce additional material components into the friction material. You can do this For example, materials either form their own composite, or else Be part of an existing network. It is conceivable that each of the Additional materials added to the material components present in the friction material become.
Beispielsweise ist es denkbar, daß die Gerüstkomponente und/oder die Infiltrationskomponente einen oder mehrere Zuschlagstoffe aufweist, die dieser beispielsweise zugemischt werden können. Als Zuschlagstoffe können praktisch alle bekannten Reib- und Verschleißmodifizierer eingesetzt werden, beispielsweise Oxide, Graphit, Kohlenstoff, Sulfide, Keramiken, intermetallische Verbindungen und dergleichen.For example, it is conceivable that the framework component and / or the Infiltration component has one or more additives, the latter can be added, for example. Almost all of them can be used as additives known friction and wear modifiers are used, for example Oxides, graphite, carbon, sulfides, ceramics, intermetallic compounds and like.
Vorteilhaft kann der Reibwerkstoff eine keramische Werkstoffkomponente und eine metallische Werkstoffkomponente aufweisen. Die metallische Werkstoffkomponente kann dabei so gewählt werden, daß sie gegenüber der keramischen Werkstoffkomponente benetzend wirkt. Erfindungsgemäß sind die metallische Werkstoffkomponente und die keramische Werkstoffkomponente in dem Reibwerkstoff in Form von sich gegenseitig durchdringenden Netzwerken ausgebildet. Dadurch wird ein Reibwerkstoff beziehungsweise Verbundreibwerkstoff geschaffen, in dem die positiven Reibeigenschaften von Metallen und Keramiken verwirklicht sind, so daß er hohen Belastungen standhält. Der Reibwerkstoff weist eine hohe Temperaturbeständigkeit auf, die zum Beispiel höher ist als diejenige von reinen Sintermetallbelägen.The friction material can advantageously be a ceramic material component and a have metallic material components. The metallic material component can be chosen so that it is compared to the ceramic Material component has a wetting effect. According to the invention are the metallic Material component and the ceramic material component in the Friction material in the form of interpenetrating networks educated. This makes it a friction material or composite friction material created in which the positive rubbing properties of metals and ceramics are realized so that it withstands high loads. The friction material has a high temperature resistance, for example higher than that of pure sintered metal coverings.
Die Kombination der Werkstoffe über durchdringende Netzwerke führt dazu, daß die jeweiligen Eigenschaften der keramischen und des metallischen Materials in besonderer Weise zum Tragen kommen. So erhöht beispielsweise das metallische Netzwerk nicht nur die Wärmeleitung, sondern auch die Bruchzähigkeit und damit die Festigkeit des Verbunds. Andererseits führt das keramische Netzwerk dazu, daß gegenüber einer rein metallischen Legierung eine höhere Härte, Steifigkeit, Verschleißfestigkeit und Kriechbeständigkeit vorliegt. Wärmeleitfähigkeit ist in tribologischen Prozessen fast immer erwünscht, da sich durch schnelle Wärmeabfuhr die Wärmebelastung der Reibfläche reduziert. Die erhöhte Festigkeit der keramischen Werkstoffkomponente wird durch die rißhemmende Eigenschaft der metallischen Werkstoffkomponente verursacht. Die Metallfaser steht zudem noch unter einer Zugspannung, was aus einer höheren Schrumpfung beim Abkühlen resultiert. Die Zugspannung erzeugt eine Druckspannung in der keramischen Werkstoffkomponente, wodurch diese zugspannungsanfällige Werkstoffgruppe materialgerecht entlastet wird.The combination of materials via penetrating networks means that the respective properties of the ceramic and the metallic material in come into play in a special way. For example, the metallic increases Network not only the heat conduction, but also the fracture toughness and thus the Strength of the bond. On the other hand, the ceramic network means that compared to a purely metallic alloy, higher hardness, rigidity, Wear resistance and creep resistance are present. Thermal conductivity is in Tribological processes are almost always desirable because of the rapid heat dissipation reduces the thermal load on the friction surface. The increased strength of the ceramic material component is due to the crack-resistant property of caused metallic material component. The metal fiber is still there under tension, resulting from a higher shrinkage when cooling results. The tensile stress creates a compressive stress in the ceramic Material component, which makes this tensile stress-sensitive material group is relieved according to the material.
Durch eine solche Ausgestaltung des Reibwerkstoffs können an den Grenzflächen zwischen der metallischen und der keramischen Phasen Strukturen ausgebildet werden, die die mechanischen Eigenschaften des Verbunds über die Grenzflächenfestigkeit maßgeblich beeinflussen und dem so geschaffenen Werkstoff die positiven Eigenschaften und damit seiner Eignung als Reibwerkstoff verleihen.Such a configuration of the friction material can at the interfaces structures formed between the metallic and the ceramic phases be the mechanical properties of the composite over the Significantly influence the interfacial strength and the material created in this way give the positive properties and thus its suitability as a friction material.
Vorzugsweise kann die metallische Werkstoffkomponente auch Nicht-Metalle umfassen.The metallic material component can preferably also be non-metals include.
Bei der keramischen Werkstoffkomponente handelt es sich vorteilhaft um eine wie weiter oben beschriebene Gerüstkomponente, während die metallische Werkstoffkomponente vorteilhaft eine Infiltrationskomponente bildet. Vorteilhafterweise umfaßt die metallische Werkstoffkomponente in festem Zustand Kupfer und Kupferoxid. Die metallische Werkstoffkomponente kann in flüssigem Zustand Kupfer und in Kupfer gelösten Sauerstoff umfassen. Der Sauerstoffanteil kann vorteilhaft ≧ 3 at% betragen. Dadurch wird die Schmelze besonders gut benetzend. Die keramische Werkstoffkomponente umfaßt bevorzugt Aluminiumoxid (Al2O3). Diese Materialien und insbesondere ihre Kombination führen zu besonders guten Reibeigenschaften des Metall-Keramik-Reibwerkstoffs. So hat beispielsweise Kupfer mit darin gelöstem Sauerstoff gegenüber der Keramik eine sehr stark benetzende Wirkung, so daß das Metall bei der Herstellung die Keramik besonders leicht durchdringt, wodurch sich ein einfach herzustellender sehr hoher Grad an gegenseitiger Durchdringung der Netzwerke der beiden Werkstoffkomponenten ergibt.The ceramic material component is advantageously a framework component as described above, while the metallic material component advantageously forms an infiltration component. In the solid state, the metallic material component advantageously comprises copper and copper oxide. The metallic material component can comprise copper in the liquid state and oxygen dissolved in copper. The oxygen fraction can advantageously be at 3 at%. This makes the melt particularly good wetting. The ceramic material component preferably comprises aluminum oxide (Al 2 O 3 ). These materials and in particular their combination lead to particularly good friction properties of the metal-ceramic friction material. For example, copper with dissolved oxygen has a very strong wetting effect on the ceramic, so that the metal penetrates the ceramic particularly easily during manufacture, which results in an easy to manufacture very high degree of mutual penetration of the networks of the two material components.
Die metallische Komponente kann an Stelle des Kupferoxids oder zusätzlich auch Titan und/oder Chrom enthalten. Die Zusammensetzung und Festigkeit der Grenzfläche wird durch Zugabe von Titan, Chrom und/oder Sauerstoff und durch geeignete Glühbehandlung insbesondere unter Steuerung von Temperatur und/oder Sauerstoffpartialdruck, wesentlich beeinflußt. Dies gilt vor allem auch in besonders vorteilhafter Weise auch für das System Kupfer/Aluminiumoxid.The metallic component can be in place of the copper oxide or additionally Titanium and / or chrome included. The composition and strength of the Interface is made by adding titanium, chromium and / or oxygen and by suitable annealing treatment, in particular under the control of temperature and / or Partial pressure of oxygen, significantly influenced. This is especially true in particular also advantageous for the copper / aluminum oxide system.
Vorteilhaft kann der Sauerstoffpartialdruck pO2 ≧ 7,2.10-8 bar und die Temperatur im wesentlichen um oder genau 1.000°C betragen. Dadurch entsteht an der Grenzfläche des Aluminiums CuAlO2, was die Grenzflächenhaftung günstigerweise erhöht.The oxygen partial pressure pO 2 ≧ 7.2.10 -8 bar and the temperature can be substantially around or exactly 1,000 ° C. This creates CuAlO 2 at the interface of the aluminum, which favorably increases the interface adhesion.
Vorteilhafterweise ist der Reibwerkstoff durch Zugabe von Pulver aus einem metallischen Material zu einem Pulver oder einem Reibkörper aus keramischen Material, der als Grünkörper vorliegen oder bereits gesintert sein kann, und eine Restporosität aufweist, hergestellt, wobei das metallische Material in geschmolzenem Zustand gegenüber dem keramischen Material eine benetzende Eigenschaft hat. Dabei kann beispielsweise auch zunächst eine Ausgangspulvermischung aus Keramik und Metall hergestellt werden, oder es wird zunächst das Keramikpulver gepreßt und gegebenenfalls gesintert und anschließend das benetzende metallische Pulver, beziehungsweise die benetzende metallische Pulvermischung, aufgebracht. The friction material is advantageously made from a powder by adding metallic material to a powder or a ceramic friction body Material that is present as a green body or can already be sintered, and one Has residual porosity, produced, the metallic material in molten state compared to the ceramic material a wetting Property. In this case, for example, an initial Starting powder mixture made of ceramic and metal, or it will first the ceramic powder is pressed and optionally sintered and then the wetting metallic powder, or the wetting metallic Powder mixture, applied.
Der Reibwerkstoff kann beispielsweise durch uniaxiales und/oder isostatisches Pressen von Keramikpulver hergestellt sein.The friction material can be, for example, uniaxial and / or isostatic Presses made of ceramic powder.
Das metallische Pulver, beziehungsweise die Pulvermischung, beispielsweise Cu/CuO, Cu/Ti oder Cu/Cr oder ähnliches, bewirkt durch seine benetzende Eigenschaft, die es in flüssigem Zustand gegenüber der Keramik hat, daß es in flüssigem Zustand ohne äußeren Druck in den Keramikkörper eindringt (infiltriert) und die Grenzflächen benetzt, wodurch sich ein Löteffekt ergibt. Dies ist unter anderem insbesondere dann der Fall, wenn der Sauerstoffanteil in der Schmelze ≧ 3 at% beträgt.The metallic powder, or the powder mixture, for example Cu / CuO, Cu / Ti or Cu / Cr or the like, caused by its wetting Property that it has in the liquid state compared to the ceramic that it is in liquid state penetrates into the ceramic body without external pressure (infiltrated) and wets the interfaces, resulting in a soldering effect. This is under otherwise in particular if the oxygen content in the melt ≧ 3 at%.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Reibelement, das einen Trägerkörper aufweist, bereitgestellt, wobei das Reibelement erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß auf wenigstens einer Seite des Trägerkörpers ein wie vorstehend beschriebener erfindungsgemäßer Reibwerkstoff vorgesehen beziehungsweise angebracht ist.According to a second aspect of the invention, a friction element, the one Has carrier body provided, the friction element according to the invention is characterized in that on at least one side of the carrier body provided as described above friction material according to the invention or is appropriate.
Wenn ein Reibwerkstoff mit einer keramischen Werkstoffkomponente und einer metallischen Werkstoffkomponente mit einem Trägerkörper verbunden werden soll, kann beispielsweise eine Grenzfläche zwischen dem Reibwerkstoff und dem Trägerkörper durch die metallische Werkstoffkomponente benetzt beziehungsweise verlötet werden. Durch die benetzende Eigenschaft des metallischen Materials beziehungsweise Pulvers (Infiltrationskomponente) gegenüber der Keramik (Gerüstkomponente) und dem Trägerkörper wird beim Eindringen der Flüssigkeit beziehungsweise Metallschmelze (Infiltration) in den Keramikkörper auch die Grenzfläche zwischen dem eigentlichen Reibwerkstoff und dem Trägerkörper benetzt, und es stellt sich auch hier ein Löteffekt ein. Somit ergibt sich eine besonders hohe Festigkeit der Verbindung, ohne daß von außen Druck aufgewendet werden muß.If a friction material with a ceramic material component and a metallic material component is to be connected to a carrier body, can, for example, an interface between the friction material and the Carrier body wetted by the metallic material component or to be soldered. Due to the wetting property of the metallic material or powder (infiltration component) compared to the ceramic (Scaffold component) and the carrier body when the liquid penetrates or metal melt (infiltration) in the ceramic body also the Interface between the actual friction material and the carrier body wetted, and there is also a soldering effect here. This results in a particularly high strength of the connection without exerting pressure from the outside must become.
Der Reibwerkstoff kann auf einer Seite oder auf beiden Seiten des Trägerkörpers angebracht sein. The friction material can be on one side or on both sides of the carrier body to be appropriate.
Ein wie vorstehend beschriebenes erfindungsgemäßes Reibelement kann beispielsweise Bestandteil einer Kupplung oder einer Bremse sein, die in jeder Art von Fahrzeugen, beispielsweise Land-, Wasser-, Luftfahrzeugen eingesetzt werden können. Besonders vorteilhaft werden derartige Reibelemente in Automobilen oder Flugzeugen eingesetzt.A friction element according to the invention as described above can For example, be part of a clutch or a brake, which in any way of vehicles, for example land, water and aircraft can. Such friction elements are particularly advantageous in automobiles or Aircraft used.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Reibwerkstoffs, umfassend zwei oder mehr Werkstoffkomponenten, bereitgestellt, bei dem als eine Gerüstkomponente wenigstens eine infiltrierbare Werkstoffkomponente in Form eines in drei Raumrichtungen durchgängigen Verbunds hergestellt wird, bei dem die Gerüstkomponente anschließend von wenigstens einer, eine Infiltrationskomponente bildenden zweiten Werkstoffkomponente derart infiltriert wird, daß die zweite Werkstoffkomponente einen in drei Raumrichtungen durchgängigen Verbund bildet, so daß die beiden, einen durchgängigen Verbund bildenden, Werkstoffkomponenten bei Beendigung des Verfahrens im Reibwerkstoff in Form von sich gegenseitig durchdringenden Netzwerken vorliegen.According to a third aspect of the invention, a method for producing a Friction material, comprising two or more material components, in which at least one infiltratable as a scaffold component Material component in the form of a continuous in three spatial directions Composite is produced, in which the scaffolding component is then from at least one second forming an infiltration component Material component is infiltrated such that the second material component forms a continuous structure in three spatial directions, so that the two, a continuous composite, material components upon completion of the process in the friction material in the form of mutually penetrating Networks.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann auf einfache und kostengünstige Weise ein Reibwerkstoff hergestellt werden, der die an die Reibfunktion gestellten Anforderungen in optimaler Weise erfüllt. Vorteilhaft kann das Verfahren zur Herstellung eines wie vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Reibwerkstoffs verwendet werden. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ist bei der Herstellung eines Reibwerkstoffs die Infiltration von wenigstens einer Werkstoffkomponente mit wenigstens einer zweiten Werkstoffkomponente ein zentraler Aspekt.The inventive method can be simple and inexpensive How to produce a friction material, which is related to the friction function Requirements met in an optimal way. The method for Production of a friction material according to the invention as described above be used. According to the method of the invention Production of a friction material the infiltration of at least one Material component with at least a second material component central aspect.
Dabei kann die Infiltrationskomponente beispielsweise mittels Selbstinfiltration, reaktiver Infiltration oder Druckinfiltration in die Gerüstkomponente infiltrieren oder infiltriert werden. Die beiden erstgenannten Infiltrationsmethoden sind Prozesse, die durch den Kapillareffekt (Selbstinfiltration) beziehungsweise durch Neubildung von Phasen (reaktive Infiltration) ohne äußeren Druck ablaufen. Die Druckinfiltration hingegen benötigt einen verfahrenstechnisch aufzubringenden äußeren Druck, um die Infiltrationskomponente, bei der es sich vorzugsweise um eine Flüssigkeit handelt, gegen die kapillare Abstoßung in den Poren der Gerüstkomponente zu zwingen.The infiltration component can, for example, by means of self-infiltration, infiltrate reactive infiltration or pressure infiltration or be infiltrated. The first two infiltration methods are processes that through the capillary effect (self-infiltration) or through new formation of Phases (reactive infiltration) take place without external pressure. The pressure infiltration on the other hand, requires an external pressure to be applied in terms of process technology the infiltration component, which is preferably a liquid acts against the capillary repulsion in the pores of the framework component to force.
Vorteilhaft kann als Gerüstkomponente zunächst ein Partikelgerüst mit offener Porosität hergestellt werden. Diese Gerüstkomponente wird dann von der Infiltrationskomponente infiltriert, die anschließend erstarrt oder härtet. Die Art und Weise, wie die Umwandlung der Infiltrationskomponente vonstatten geht, hängt von dem jeweils verwendeten Material ab.A particle structure with an open one can advantageously be used as the structure component Porosity can be produced. This scaffold component is then from the Infiltration component infiltrates, which then solidifies or hardens. The type and How the infiltration component is converted depends on the material used.
Eine solche Gerüstkomponente kann beispielsweise hergestellt werden, indem diese zunächst in Form eines Grünkörpers hergestellt wird. Dies kann beispielsweise durch Pressen einer Pulvermischung oder durch ein übliches Schlicker-Verfahren bewerkstelligt werden. Bei einem Schlicker-Verfahren wird allgemein eine Masse zunächst in einer Lösung angerührt und anschließend in eine Form eingegossen. Vorteilhaft kann der Grünkörper dabei aus einer Keramikmasse bestehen. Der Grünkörper wird anschließend - vorzugsweise in einem geeigneten Ofen - derart gesintert, daß eine offene Restporosität verbleibt. Anschließend wird der gesinterte Grünkörper, beispielsweise eine gesinterte Keramik, mit der Infiltrationskomponente in Kontakt gebracht, bei der es sich beispielsweise um ein erhitztes infiltrierendes Material handeln kann. Dadurch wird die Gerüstkomponente von der Infiltrationskomponente infiltriert.Such a scaffold component can be manufactured, for example, by this is initially produced in the form of a green body. This can be done, for example Pressing a powder mixture or by a conventional slip process be accomplished. In a slip process, a mass is generally used first mixed in a solution and then poured into a mold. The green body can advantageously consist of a ceramic mass. The The green body is then - preferably in a suitable oven sintered that an open residual porosity remains. Then the sintered Green body, for example a sintered ceramic, with the infiltration component brought into contact, which is, for example, a heated infiltrating Material can act. This removes the scaffolding component from the Infiltration component infiltrates.
Vorzugsweise wird das infiltrierende Material so gewählt, daß es von selbst, das heißt ohne äußeren Druck, in die Gerüstkomponente eindringt. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn die Kombination Gerüstkomponente/Infiltrationskomponente benetzend wirkt. Der in diesem Fall vorhandene Kapillareffekt zieht die Infiltrationskomponente in die offene Porosität. Natürlich ist es auch möglich, unter nicht benetzenden Bedingungen die erfindungsgemäße Struktur zu erzeugen. Hierzu muß die Infiltrationskomponente unter Druck gesetzt werden, so daß die in diesem Fall die Infiltration hemmende Kapillarwirkung durch den äußeren Druck überwunden wird.Preferably, the infiltrating material is chosen so that it automatically means without external pressure, penetrates into the scaffolding component. This is it advantageous if the combination scaffold component / infiltration component has a wetting effect. The capillary effect in this case pulls the Infiltration component in the open porosity. Of course it is also possible under non-wetting conditions to produce the structure of the invention. For this the infiltration component must be pressurized so that the If the infiltration-inhibiting capillary effect is overcome by the external pressure becomes.
In weiterer Ausgestaltung kann als Gerüstkomponente zunächst ein Körper mit Schwammstruktur oder Wabenstruktur hergestellt werden, wobei die Poren der Gerüstkomponente, die aus untereinander verbundenen Flächenelementen der Gerüstkomponente gebildet sind, von der Infiltrationskomponente infiltriert werden, die anschließend erstarrt oder härtet. Die Infiltration erfolgt analog zu der in bezug auf das Partikelgerüst mit offener Porosität beschriebenen Weise.In a further embodiment, a body can initially be used as the scaffolding component Sponge structure or honeycomb structure are made, the pores of the Scaffolding component that consists of interconnected surface elements of the Framework components are formed, from which the infiltration component is infiltrated, which then solidifies or hardens. The infiltration is carried out analogously to that in relation in the manner described on the particle structure with open porosity.
In anderer Ausgestaltung kann als Gerüstkomponente zunächst eine durchgängige, lange Faser oder ein Faserverbund hergestellt werden, wobei die Faser oder der Faserverbund von der Infiltrationskomponente infiltriert wird, die anschließend erstarrt oder härtet.In another embodiment, a continuous, long fiber or a fiber composite are produced, the fiber or the Fiber composite is infiltrated by the infiltration component, which subsequently solidifies or hardens.
In weiterer Ausgestaltung kann die Gerüstkomponente hergestellt werden, indem die infiltrierbare Werkstoffkomponente um ein oder mehrere Kernelement(e) herum angeordnet wird, daß das wenigstens eine Kernelement anschließend entfernt wird und daß in die so erzeugte Porosität der Gerüstkomponente die Infiltrationskomponente infiltriert oder infiltriert wird, die anschließend erstarrt oder härtet.In a further embodiment, the scaffold component can be manufactured by the infiltrable material component around one or more core element (s) is arranged that the at least one core element is then removed and that in the thus created porosity of the framework component Infiltration component is infiltrated or infiltrated, which then solidifies or hardened.
Die so beschriebene Herstellung eines Reibwerkstoffs kann beispielsweise durch ein Ausbrennverfahren realisiert werden, was nachfolgend an Hand eines konkreten Beispiels erläutert werden soll, ohne die Erfindung auf dieses Beispiel zu beschränken. Die Gerüstkomponente kann beispielsweise hergestellt werden, indem ein Metall im Vakuum oder in reduzierender Atmosphäre um ein oder mehrere Kernelement(e) - beispielsweise einen oder mehrere Kohlenstoffschwamm/ Kohlenstoffschwämme - gegossen wird. Dieser Schwamm kann nach dem Erstarren des Metalls in oxidierender Atmosphäre ausgebrannt werden. In die so erzeugte offene Porosität kann nun eine weitere Werkstoffkomponente, beispielsweise die Infiltrationskomponente, in der wie weiter oben bereits beschriebenen Weise infiltriert werden. Es versteht sich dabei von selbst, daß die zweite zu infiltrierende Werkstoffkomponente einen niedrigeren Schmelzpunkt besitzen muß als die erste Werkstoffkomponente, die die poröse Struktur bildet.The production of a friction material described in this way can be done, for example, by a Burnout process can be realized, which is based on a concrete Example is to be explained without the invention to this example restrict. The framework component can be manufactured, for example, by a metal in a vacuum or in a reducing atmosphere by one or more Core element (s) - for example one or more carbon sponges / Carbon sponges - is poured. This sponge can after solidification of the metal are burned out in an oxidizing atmosphere. In the so generated open porosity can now be another material component, such as the Infiltration component, infiltrated in the manner already described above become. It goes without saying that the second to be infiltrated Material component must have a lower melting point than the first Material component that forms the porous structure.
In weiterer Ausgestaltung kann als Gerüstkomponente zunächst ein keramisches Pulver zu einem Reibkörper gepreßt werden, wobei das keramische Pulver vor dem Pressen und/oder der Reibkörper nach dem Pressen und gegebenenfalls nach einem Sintervorgang mit einem metallischen Pulver als Infiltrationskomponente versehen und anschließend auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunkts des metallischen Pulvers erhitzt wird, so daß sich das metallische Pulver verflüssigt und die Gerüstkomponente von der flüssigen Infiltrationskomponente infiltriert wird. Das Verfahren hat einen verringerten Aufwand zur Folge und führt zu einem stabilen, langlebigen Reibkörper, mit verbesserten Reibeigenschaften.In a further embodiment, a ceramic can initially be used as the framework component Powder are pressed into a friction body, the ceramic powder before Pressing and / or the friction body after pressing and optionally after a sintering process with a metallic powder as an infiltration component provided and then to a temperature above the melting point of the metallic powder is heated so that the metallic powder liquefies and the scaffold component is infiltrated by the liquid infiltration component. The Process results in less effort and leads to a stable, durable friction body, with improved friction properties.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt der Erfindung wird ein wie vorstehend beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Reibwerkstoffs und zu dessen Anbindung an einen Trägerkörper bereitgestellt, bei dem die Gerüstkomponente mit dem Trägerkörper in Kontakt gebracht und erhitzt wird, wobei die Gerüstkomponente mit der Infiltrationskomponente versehen ist und beim Erhitzen der Trägerkörper mit der Gerüstkomponente durch die Infiltrationskomponente verbunden wird. Dabei kann die Gerüstkomponente beispielsweise aus einem aus keramischem Pulver gepreßten Grünkörper bestehen, während es sich bei der Infiltrationskomponente um ein geschmolzenes metallisches Pulver handeln kann. In einem solchen Fall kann die Verbindung zwischen Reibwerkstoff und Trägerkörper in einer Weise erfolgen, daß beim Erhitzen des metallischen Pulvers der Trägerkörper mit dem Reibwerkstoff durch das geschmolzene metallische Pulver verlötet wird. Statt eines Grünkörpers läßt sich auch ein bereits gesinterter Keramikkörper mit Restporösität einsetzen.According to yet another aspect of the invention, one is as above Described method according to the invention for producing a friction material and provided for its connection to a support body, in which the Scaffold component is brought into contact with the support body and heated, wherein the scaffold component is provided with the infiltration component and at Heating the support body with the framework component through the Infiltration component is connected. The scaffolding component consist, for example, of a green body pressed from ceramic powder, while the infiltration component is a molten metallic Powder can trade. In such a case, the connection between Friction material and carrier body take place in such a way that when the metallic powder of the carrier body with the friction material through the molten metallic powder is soldered. Instead of a green body, also use an already sintered ceramic body with residual porosity.
Bei einem solchen Verfahren zur Herstellung und Anbindung entfällt gegenüber den bisher bekannten Herstellungs- und Anbindungsverfahren ein Arbeitsgang. Damit ist der Aufwand verringert, weshalb auch die Herstellungskosten für den mit einem Trägerkörper verbundenen Reibwerkstoff, beziehungsweise für ein entsprechendes Reibelement, reduzierbar sind. Dennoch führt das Verfahren zu einem mit einem Reibwerkstoff verbundenen Trägerkörper beziehungsweise Reibelement, das hohen Belastungen standhält und hervorragende Reibeigenschaften besitzt. Ein gesondertes Anbringen des Trägerkörpers an den Reibwerkstoff ist nicht mehr nötig.In the case of such a method for production and connection, there is no need for previously known manufacturing and connection processes one operation. So that is the effort is reduced, which is why the manufacturing costs for the one Carrier body connected friction material, or for a corresponding Friction element, are reducible. Nevertheless, the process leads to one with one Friction material connected carrier body or friction element, the high Withstands loads and has excellent friction properties. On separate attachment of the carrier body to the friction material is no longer necessary.
Das keramische Pulver kann Al2O3 umfassen, und das metallische Pulver kann Cu mit CuO und/oder Titan und/oder Chrom umfassen. Damit werden besonders hohe Festigkeiten erzielt, und die gute Benetzung wird gewährleistet. The ceramic powder may comprise Al 2 O 3 and the metallic powder may comprise Cu with CuO and / or titanium and / or chromium. This achieves particularly high strengths and ensures good wetting.
Das Pressen kann uniaxial beziehungsweise in einer Richtung erfolgen, und/oder isostatisch, je nach den Erfordernissen des jeweiligen Anwendungsfalls.The pressing can be uniaxial or in one direction, and / or isostatic, depending on the requirements of the respective application.
Vorteilhafterweise wird bei dem Verfahren eine Glühbehandlung durchgeführt. Insbesondere wird dabei der Sauerstoffpartialdruck und/oder die Temperatur kontrolliert beziehungsweise gesteuert.An annealing treatment is advantageously carried out in the method. In particular, the oxygen partial pressure and / or the temperature controlled or controlled.
Bevorzugt erfolgt bei dem Verfahren ein gleichzeitiges Sintern, Infiltrieren der Infiltrationskomponente in die Gerüstkomponente und Verlöten mit einem Trägerkörper. Somit ist nur ein Arbeitsgang für diese Funktionen erforderlich.The method preferably involves simultaneous sintering and infiltration of the Infiltration component in the scaffolding component and soldering with one Carrier body. This means that only one work step is required for these functions.
Vorteilhafterweise wird der Reibkörper während des Sinter-Infiltrations-Lötvorgangs an den Trägerkörper gepreßt. Damit wird eine besonders hohe Planparallelität der Oberflächen erzielt. Der Reibkörper beziehungsweise Grünkörper kann einseitig oder beidseitig an den Trägerkörper beziehungsweise Belagträger angebracht werden. Auch kann der Reibkörper beziehungsweise Grünkörper direkt auf den Trägerkörper beziehungsweise das Trägerblech aufgepreßt werden.The friction body is advantageously used during the sintered infiltration soldering process pressed to the carrier body. This ensures a particularly high plane parallelism of the Surfaces achieved. The friction body or green body can be one-sided or be attached to the carrier body or covering carrier on both sides. The friction body or green body can also directly on the carrier body or the carrier plate are pressed on.
Bei Verwendung einer Keramik-Metall-Ausgangspulvermischung entfällt zum Beispiel das separate Aufbringen beziehungsweise Aufschütten des Metallpulvers auf den Reib- beziehungsweise Grünkörper. Somit wird der Aufwand noch weiter reduziert.For example, when using a ceramic-metal starting powder mixture the separate application or pouring of the metal powder onto the Friction or green body. This further reduces the effort.
Auch können bei den Verfahren noch weitere, spezielle Glühprozesse durchgeführt werden, um das Gefüge der Gerüstkomponente und/oder die Grenzschicht zwischen dem Reibkörper und dem Trägerkörper zu verändern. Je nach den Erfordernissen des Anwendungsfalls erhält auf diese Weise das Gefüge der Gerüstkomponente oder die Grenzschicht die jeweils optimale Struktur. Diese speziellen Glühprozesse können beispielsweise nach dem Aufbringen der Reibkörper beziehungsweise Reibklötze auf den Trägerkörper beziehungsweise Belagträger erfolgen.Other special annealing processes can also be carried out in the process the structure of the framework component and / or the boundary layer between to change the friction body and the carrier body. Depending on the requirements the structure of the scaffold component is preserved in this way or the boundary layer the optimal structure. These special annealing processes can, for example, after the application of the friction body or Rub blocks on the carrier body or lining carrier.
Weiterhin können bei dem Verfahren mehrere Parameterveränderungen erfolgen, das heißt es können Parameter wie beispielsweise die Sinterzeit, die Sintertemperatur, die Preßbedingungen, die Zusammensetzung der Infiltrationskomponente, die Zusammensetzung der Gerüstkomponente, die Form und Größe der hergestellten Reibkörper und dergleichen verändert werden. Auch durch diese Maßnahmen können dem Reibkörper beziehungsweise Reibelement noch zusätzliche, gegebenenfalls für bestimmte Anwendungen erforderliche vorteilhafte Eigenschaften verliehen werden.Furthermore, several parameter changes can be made in the method, that is, parameters such as the sintering time, the Sintering temperature, the pressing conditions, the composition of the Infiltration component, the composition of the framework component, the shape and size of the manufactured friction bodies and the like can be changed. Also through these measures, the friction body or friction element additional, possibly required for certain applications advantageous properties are conferred.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained below using exemplary embodiments Reference to the accompanying drawings explained in more detail. Show it:
Fig. 1 in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reibwerkstoffs; Fig. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of a friction material according to the invention;
Fig. 2 in schematischer Darstellung verschiedene Abläufe eines Infiltrationsverfahrens; FIG. 2 shows various schematic representation of sequences of an infiltration process;
Fig. 3 in schematischer Ansicht eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reibwerkstoffs; Fig. 3 is a schematic view of a further embodiment of the friction material of the present invention;
Fig. 4 eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reibwerkstoffs; Fig. 4 shows another embodiment of a friction material according to the invention;
Fig. 5 noch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reibwerkstoffs; und FIG. 5 is still another embodiment of a friction material according to the invention; and
Fig. 6 schematisch die Verfahrensschritte zur Herstellung des Reibwerkstoffs, entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 6 schematically shows the process steps for the production of the friction material, according to a preferred embodiment of the invention.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Reibwerkstoff 20 dargestellt, der aus wenigstens zwei Werkstoffkomponenten gebildet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind insgesamt zwei solcher Werkstoffkomponenten dargestellt, wobei es sich bei einer ersten Werkstoffkomponente um eine Gerüstkomponente 21 und bei einer zweiten Komponente um eine Infiltrationskomponente 22 handelt. Die Werkstoffkomponenten des Reibwerkstoffs 20 gemäß Fig. 1 liegen derart vor, daß beispielsweise ein gesintertes Partikelgerüst, bei dem es sich um die Gerüstkomponente 21 handelt, mit einem flüssigen Material, bei dem es sich um die Infiltrationskomponente 22 handelt, gefüllt (infiltriert) wird, welches anschließend erstarrt oder härtet. Bei dieser Ausführungsform besteht die Gerüstkomponente 21 aus untereinander verbundenen Partikeln 25, die jeweils entsprechende Hohlräume 26 einschließen. Auf diese Weise entsteht ein in drei Raumrichtungen durchgängiger Verbund. Im linken Teil von Fig. 1 ist die Gerüstkomponente 21 vor der Infiltration mit der Infiltrationskomponenten 22 dargestellt.In Fig. 1, an inventive friction material 20 is shown which is formed from at least two material components. In the present exemplary embodiment, a total of two such material components are shown, with a first material component being a framework component 21 and a second component being an infiltration component 22 . The material components of the friction material 20 according to FIG. 1 are such that, for example, a sintered particle framework, which is the framework component 21, is filled (infiltrated) with a liquid material, which is the infiltration component 22 , which then solidifies or hardens. In this embodiment, the framework component 21 consists of interconnected particles 25 , each of which includes corresponding cavities 26 . In this way, a connection is created that is continuous in three spatial directions. In the left part of FIG. 1, the framework component 21 is shown before the infiltration with the infiltration component 22 .
Bei vollständiger Füllung der Gerüstkomponente 21 mit der Infiltrationskomponente 22, wie dies aus dem rechten Teil von Fig. 1 ersichtlich ist, ist jede der Werkstoffkomponenten vollständig in sich verbunden, das heißt, daß keine isolierten, voneinander unabhängigen Bereiche der Gerüstkomponente 21 oder der Infiltrationskomponente 22 vorkommen. Die Struktur des fertiggestellten Reibwerkstoffs 20 läßt sich gemäß Fig. 1 annähernd wie folgt charakterisieren. Während die Ausgangsstruktur der Gerüstkomponente 21 annähernd einem Kugelnetzwerk oder Partikelnetzwerk gleicht, bei dem die einzelnen Partikel 25 überwiegend konvex gewölbt sind, ist die Infiltrationskomponente 22, die erfindungsgemäß die Hohlräume 26 der Gerüstkomponente 21 einnimmt, in diesen Bereichen von überwiegend konkaver Form.When the framework component 21 is completely filled with the infiltration component 22 , as can be seen from the right part of FIG. 1, each of the material components is completely self-contained, that is to say that there are no isolated, independent regions of the framework component 21 or the infiltration component 22 occurrence. The structure of the finished friction material 20 can be characterized approximately as follows according to FIG. 1. While the initial structure of the framework component 21 is approximately the same as a spherical network or particle network, in which the individual particles 25 are predominantly curved, the infiltration component 22 , which according to the invention occupies the cavities 26 of the framework component 21 , is predominantly concave in these areas.
Als Material für die Gerüstkomponente 21 kann beispielsweise Aluminiumoxid oder aber eine andere Keramik, ein sinterfähiges Metall, wie beispielsweise Eisen, Kupfer, Bronze oder dergleichen, verwendet werden. Für die Infiltrationskomponente kann beispielsweise Kupfer, Aluminium, Eisen, eine intermetallische Verbindung, ein Polymer, ein Elastomer oder dergleichen eingesetzt werden. Das Material der Gerüstkomponente 21 und/oder vor allem der Infiltrationskomponente 22 kann optional jeweils mit einem oder mehreren Zuschlagstoffen versehen werden.For example, aluminum oxide or another ceramic, a sinterable metal, such as iron, copper, bronze or the like, can be used as the material for the framework component 21 . For the infiltration component, for example copper, aluminum, iron, an intermetallic compound, a polymer, an elastomer or the like can be used. The material of the framework component 21 and / or in particular the infiltration component 22 can optionally be provided with one or more additives in each case.
Ein wie in Fig. 1 dargestellter Reibwerkstoff 20 kann beispielsweise auf die nachfolgend beschriebene Weise hergestellt werden. Dabei wird davon ausgegangen, daß die Gerüstkomponente 21 aus einem Keramikmaterial und die Infiltrationskomponente 22 aus einem Metall gebildet ist.A friction material 20 as shown in FIG. 1 can be produced, for example, in the manner described below. It is assumed that the framework component 21 is made of a ceramic material and the infiltration component 22 is made of a metal.
Durch Pressen einer Pulvermischung oder durch ein übliches, an sich bekanntes Schlicker-Verfahren wird ein Keramikgrünkörper hergestellt. Dieser Keramikgrünkörper wird in einem Ofen derart gesintert, daß eine offene Restporosität verbleibt. Anschließend wird die gesinterte Keramik, bei der es sich nunmehr um die Gerüstkomponente 21 handelt, mit dem erhitzten, infiltrierenden Material, im vorliegenden Fall der metallischen Infiltrationskomponenten 22 in Kontakt gebracht. Dies kann auf verschiedene Weise erfolgen, wobei nachfolgend zwei Möglichkeiten beschrieben werden.A ceramic green body is produced by pressing a powder mixture or by a conventional slip process known per se. This ceramic green body is sintered in an oven in such a way that an open residual porosity remains. Subsequently, the sintered ceramic, which is now the framework component 21, is brought into contact with the heated, infiltrating material, in the present case the metallic infiltration components 22 . This can be done in different ways, two options being described below.
Vorzugsweise wird das infiltrierende Material so gewählt, daß es von selbst, das heißt ohne äußeren Druck, in die Keramik eindringt. Hierzu ist es nötig, daß die Kombination poröses Materialinfiltrierendes Material benetzend wirkt. Der in diesem Fall vorhandene Kapillareffekt zieht die Flüssigkeit in die offene Porosität.Preferably, the infiltrating material is chosen so that it automatically means without external pressure, penetrates into the ceramic. For this it is necessary that the Combination of porous material infiltrating material has a wetting effect. The one in this If there is a capillary effect, the liquid is drawn into the open porosity.
Für ein Verbundmaterial aus Kupfer und Aluminiumoxid wird beispielsweise das folgende Verfahren vorgeschlagen, mit dem die gewünschten positiven Reibeigenschaften des Reibwerkstoffs 20 erreicht werden können. Zunächst wird eine Al2O3-Pulvermischung kalt isostatisch gepreßt, wobei hier ein uniaxialer Vorpressvorgang wahlweise vorab Anwendung findet. Das Pulver kann eine Partikelgröße von 1 bis 7 µm, vorzugsweise 5 bis 7 µm aufweisen. Der Preßdruck wird vorteilhaft auf 2.500 bar eingestellt. Anschließend wird der so entstandene Grünkörper gesintert, so daß eine offene Porosität zwischen 5 bis 40%, vorzugsweise zwischen 30 und 40% verbleibt. Die Sintertemperatur wird vorzugsweise auf 1.000°C eingestellt, die Haltezeit beträgt 30 Minuten. Die Aufheizrate und die Abkühlrate ergeben sich jeweils zu 8 K/Minute. Anschließend wird der Grünkörper erhitzt und die metallische Infiltrationskomponente geschmolzen, was bei etwa 1.100°C erfolgen kann. Die metallische Phase entspricht hierbei im wesentlichen wie auf Seite 2, Zeilen 20-31 beschrieben. Das geschmolzene Metall wird schließlich in die Gerüstkomponente 21 vorzugsweise unter nicht-oxidierender Atmosphäre eingegossen.For a composite material made of copper and aluminum oxide, for example, the following method is proposed, with which the desired positive friction properties of the friction material 20 can be achieved. First, an Al 2 O 3 powder mixture is cold isostatically pressed, a uniaxial pre-pressing process optionally being used here in advance. The powder can have a particle size of 1 to 7 μm, preferably 5 to 7 μm. The baling pressure is advantageously set to 2,500 bar. The resulting green body is then sintered, so that an open porosity of between 5 and 40%, preferably between 30 and 40%, remains. The sintering temperature is preferably set to 1,000 ° C, the holding time is 30 minutes. The heating rate and the cooling rate are 8 K / minute. The green body is then heated and the metallic infiltration component is melted, which can take place at about 1,100 ° C. The metallic phase corresponds essentially to that described on page 2, lines 20-31. The molten metal is finally poured into the framework component 21, preferably under a non-oxidizing atmosphere.
Bedingung für dieses Verfahren ist, daß das flüssige Metall die Keramik benetzt, also der Benetzungswinkel Θ kleiner als 90° ist, wie sich dies aus der linken Seite von Fig. 2 ergibt. Je kleiner der Winkel ist, um so günstiger ist dies für die Infiltration, da die benetzende Flüssigkeit, also die Infiltrationskomponente 22, durch die Kapillarwirkung, die durch den Pfeil K dargestellt ist, in die Poren 27 der Gerüstkomponente 21 hineingezogen wird.The condition for this process is that the liquid metal wets the ceramic, ie the wetting angle Θ is less than 90 °, as can be seen from the left side of FIG. 2. The smaller the angle is, the more favorable it is for infiltration because the wetting liquid, so the infiltration component 22 is drawn by the capillary action, which is shown by the arrow K in the pores 27 of the framework component 21st
Natürlich ist es auch möglich, unter nicht-benetzenden Bedingungen die erfindungsgemäße Struktur zu erzeugen. Hierzu muß die Flüssigkeit unter Druck gesetzt werden, so daß die in diesem Fall die Infiltration hemmende Kapillarwirkung K durch den äußeren Druck überwunden wird, wie dies im rechten Teil von Fig. 2 dargestellt ist.Of course, it is also possible to produce the structure according to the invention under non-wetting conditions. For this purpose, the liquid must be pressurized so that the capillary action K, which in this case prevents infiltration, is overcome by the external pressure, as is shown in the right part of FIG. 2.
Verfahrenstechnisch findet eine solche Druckinfiltration beispielsweise in einem
Infiltrationsofen statt. Hier wird beispielsweise im Vakuum das Metall, zum asispiel
Aluminium, in einem Tiegel erhitzt, bis es schmilzt. Dazu sind Temperaturen von
mehr als 660°C erforderlich. Anschließend wird der keramische Grünkörper in die
Schmelze getaucht. Dann wird durch ein Gas, beispielsweise Stickstoff, ein
Infiltrationsdruck im Ofen erzeugt, der die Schmelze in die Poren des eingetauchten
Körpers drückt. Dieser Druck entspricht mindestens dem erforderlichen
Infiltrationsdruck p, der nach der Laplace-Formel
In terms of process engineering, such pressure infiltration takes place, for example, in an infiltration oven. Here, for example, the metal, for example aluminum, is heated in a crucible in a vacuum until it melts. Temperatures of more than 660 ° C are required for this. The ceramic green body is then immersed in the melt. An infiltration pressure is then generated in the furnace by a gas, for example nitrogen, which presses the melt into the pores of the immersed body. This pressure corresponds at least to the required infiltration pressure p, according to the Laplace formula
p = 2.γ.cos Θ/r
p = 2.γ.cos Θ / r
direkt von der Oberflächenenergie des Metalls γ, dem Benetzungswinkel Θ und dem Porenradius r abhängt.directly from the surface energy of the metal γ, the wetting angle Θ and the Pore radius r depends.
Beim Abkühlen wird der Grünkörper, das heißt die Gerüstkomponente 21, vor dem Erstarren des Metalls, das heißt der Infiltrationskomponenten 22, bei weiterhin vorhandenem Druck aus der Schmelze gezogen. Erst nach dem Erstarren des Metalls kann das weitere Abkühlen druckfrei erfolgen.On cooling, the green body is, that is, the framework component 21, before the solidification of the metal, i.e. the infiltration components 22, drawn from the melt at still existing pressure. Only after the metal has solidified can the further cooling take place without pressure.
Die bisher beschriebenen Herstellungsverfahren lassen sich mit nur leichten Abweichungen auch auf die im folgenden beschriebenen Ausführungsformen für den Reibwerkstoff 20 anwenden.The manufacturing processes described so far can also be applied to the embodiments for the friction material 20 described below with only slight deviations.
In Fig. 3 ist ein Reibwerkstoff 20 dargestellt, bei dem die Gerüstkomponente 21 in Form eines Körpers 28 mit Schwammstruktur oder Wabenstruktur ausgebildet ist. Dieser schwammartige Körper 28 wird mit einem weiteren Material, das heißt der Infiltrationskomponente 22, gefüllt, die anschließend wie oben erwähnt nach der Herstellung erstarrt (temperaturbedingter Wechsel des Aggregatzustands) oder aushärtet (chemische Vernetzungsreaktion führt zu Solidifizierung) Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 besteht die Gerüstkomponente 21 nicht aus verbundenen Partikeln, sondern aus verbundenen dünnen Flächenelementen, die die Poren 29 der Gerüstkomponente 21 bilden. FIG. 3 shows a friction material 20 in which the framework component 21 is in the form of a body 28 with a sponge structure or honeycomb structure. This sponge-like body 28 is filled with a further material, that is to say the infiltration component 22 , which then, as mentioned above, solidifies after production (temperature-related change in the state of matter) or hardens (chemical crosslinking reaction leads to solidification). In contrast to the exemplary embodiment according to FIG. 1 the framework component 21 does not consist of connected particles, but rather of interconnected thin surface elements which form the pores 29 of the framework component 21 .
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 kann die Gerüstkomponente 21 beispielsweise aus einem Metall wie Aluminium, Titan, Eisen oder dergleichen bestehen, während die Infiltrationskomponente aus einem Polymer, beispielsweise einem Duroplast oder einem Thermoplast, einem Elastomer, einem Weichmetall, aus Glas oder dergleichen, gebildet sein kann. Wiederum kann die Gerüstkomponente 21 und/oder die Infiltrationskomponente 22 jeweils optional mit einem oder mehreren Zuschlagstoffen versehen sein.In the exemplary embodiment according to FIG. 3, the framework component 21 can consist, for example, of a metal such as aluminum, titanium, iron or the like, while the infiltration component is made of a polymer, for example a thermoset or a thermoplastic, an elastomer, a soft metal, glass or the like can be. Again, the framework component 21 and / or the infiltration component 22 can each be optionally provided with one or more additives.
Im Vergleich zu Fig. 1, bei dem die Gerüstkomponente 21 durch ein keramisches Partikelgerüst gebildet wurde, bildet den porösen Vorkörper, das heißt die Gerüstkomponente 21 beim Reibwerkstoff 20 gemäß Fig. 3, nunmehr ein metallisches Schwammgerüst. Die Infiltration des metallischen Schwammgerüsts 28 mittels der Infiltrationskomponente 21 erfolgt analog zu der in Fig. 1 beschriebenen Weise mit dem Unterschied, daß jetzt die Temperaturen auf das neue, infiltrierende Material abgestimmt werden müssen. Das bedeutet, daß die Temperatur während der drucklosen oder unter Druck verlaufenden Infiltration oberhalb der Schmelztemperatur (bei Metallen) oder der Glasübergangstemperatur (bei Glas) oder der bei Spritzguss üblichen Verarbeitungstemperatur von Polymeren und unterhalb der Zersetzungstemperatur (bei Polymeren, Elastomeren) eingestellt werden muß.In comparison to FIG. 1, in which the framework component 21 was formed by a ceramic particle framework, the porous preform, that is to say the framework component 21 in the friction material 20 according to FIG. 3, now forms a metallic sponge framework. The infiltration of the metallic sponge structure 28 by means of the infiltration component 21 takes place analogously to the manner described in FIG. 1 with the difference that the temperatures now have to be matched to the new, infiltrating material. This means that the temperature during the pressureless or pressurized infiltration must be set above the melting temperature (for metals) or the glass transition temperature (for glass) or the processing temperature of polymers customary for injection molding and below the decomposition temperature (for polymers, elastomers).
Vorteilhafterweise wird die Gerüstkomponente 21, das heißt im vorliegenden Beispiel der metallische Schwammkörper 28, mit einer Infiltrationskomponente 22, beispielsweise einer Reibbelagmischung, gefüllt, die beispielsweise aus Graphit, Glimmer, Kokspulver, Al2O3, Eisenoxid, Schwerspat, Harz, Kautschuk und dergleichen besteht.Advantageously, the framework component 21 , that is to say the metallic sponge body 28 in the present example, is filled with an infiltration component 22 , for example a friction lining mixture, which consists, for example, of graphite, mica, coke powder, Al 2 O 3 , iron oxide, heavy spar, resin, rubber and the like consists.
Zur Infiltration befindet sich die Infiltrationskomponente 22 im Zustand möglichst geringer Viskosität, also bei einer möglichst hohen Temperatur, die von der jeweiligen Mischung abhängt. Durch Eintauchen des Schwammkörpers 28 in die Flüssigkeit und Aufbringen von Druck von etwa 50 bar werden die Poren 29 des Schwammkörpers 28 mit der Reibbelagmischung gefüllt.For infiltration, the infiltration component 22 is in the state of the lowest possible viscosity, that is to say at the highest possible temperature, which depends on the particular mixture. By immersing the sponge body 28 in the liquid and applying pressure of approximately 50 bar, the pores 29 of the sponge body 28 are filled with the friction lining mixture.
In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel für einen Reibwerkstoff 20 dargestellt, bei dem die Gerüstkomponente 21 durch Fasern gebildet wird. Im linken Teil von Fig. 4 sind Einzelfasern dargestellt, während im rechten Teil von Fig. 4 eine einzige Langfaser dargestellt ist. Die in Fig. 4 gezeigten Pfeile stehen für den Wärmefluß dQ/dt.In FIG. 4, an embodiment is shown for a friction material 20, wherein the scaffold component 21 is formed by fibers. Individual fibers are shown in the left part of FIG. 4, while a single long fiber is shown in the right part of FIG. 4. The arrows shown in Fig. 4 stand for the heat flow dQ / dt.
Im rechten Teil von Fig. 4 ist als Gerüstkomponente 21 eine lange Faser dargestellt, die wirr gewickelt ist und mit einem zweiten Werkstoff, das heißt der Infiltrationskomponente, infiltriert worden ist. Im Unterschied zu herkömmlichen Faserverbunden, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, sind im Verbund gemäß Fig. 4 keine Fasern endlicher Länge vorhanden. Die durchgehende, lange Faser ermöglichst einen besseren Abtransport der Wärme durch den internen Wärmeübergang zwischen den verschiedenen Werkstoffkomponenten und erhöht die mechanische Festigkeit, da es keine Unterbrechungen im Faserverlauf gibt. Wird ein Faserfilz als Ausgangsstoff benutzt und mit einem weiteren Werkstoff infiltriert, so entsteht ein quasi-durchgehender Verbund, da die einzelnen Filzfäden direkt gegeneinander anliegen.In the right part of FIG. 4, a long fiber is shown as scaffold component 21 , which is wound tangled and has been infiltrated with a second material, that is, the infiltration component. In contrast to conventional fiber composites, as are known from the prior art, there are no fibers of finite length in the composite according to FIG. 4. The continuous, long fiber enables better heat dissipation through the internal heat transfer between the different material components and increases the mechanical strength, since there are no interruptions in the fiber course. If a fiber felt is used as the starting material and infiltrated with another material, a quasi-continuous bond is created since the individual felt threads lie directly against each other.
Bei dem Fasermaterial für die Gerüstkomponente 21 kann es sich beispielsweise um Aluminiumoxid, SiC, Glas, ein Metall, wie beispielsweise Kupfer, Messing, Kevlar, BN oder dergleichen handeln. Die Infiltrationskomponente kann beispielsweise aus Phenolharz, Kautschuk, Weichmetall, Glas oder dergleichen gebildet sein. Die Gerüstkomponente und/oder die Infiltrationskomponente kann optional wiederum jeweils mit einem oder mehreren Zuschlagstoffen versehen sein.The fiber material for the framework component 21 can be, for example, aluminum oxide, SiC, glass, a metal, such as copper, brass, Kevlar, BN or the like. The infiltration component can be formed, for example, from phenolic resin, rubber, soft metal, glass or the like. The framework component and / or the infiltration component can optionally in turn each be provided with one or more additives.
In Fig. 5 ist schließlich ein Reibwerkstoff 20 dargestellt, mit einer Gerüstkomponente 21, die als poröse Basis 31 ausgebildet ist, einer Infiltrationskomponente 22, die als Füllmaterial 30 dargestellt ist, sowie einer dritten Werkstoffkomponente, bei der es sich im vorliegenden Fall um eine Reaktionsphase 32 handelt. Finally, FIG. 5 shows a friction material 20 , with a framework component 21 , which is designed as a porous base 31 , an infiltration component 22 , which is shown as filling material 30 , and a third material component, which in the present case is a reaction phase 32 acts.
In Kohlenstoffwerkstoffen, bei denen im Herstellungsprozeß die Pyrolyse angewendet wird, entsteht durch das Entweichen der Nicht-Kohlenstoffbestandteile eine verbundene, also nach außen offene, Porosität. Wird nun durch Verwendung kohlenstoffarmer Harze, durch Infiltration von weniger Harz oder durch weniger Infiltrationsschritte die Porosität der porösen Basis 31 erhöht, kann die gewünschte erfindungsgemäße Struktur eines zweiten durchgehenden Netzwerks erreicht werden. Zunächst besteht dieses durchgehende Netzwerk beispielsweise aus elementarem Silizium (Infiltrationskomponente 22 beziehungsweise Füllmaterial 30). Bei der Reaktion des Siliziums mit dem Kohlenstoff entsteht SiC. Dieses Reaktionsprodukt (Reaktionsphase 32) umgibt das elementare Silizium und tritt als drittes, in sich verbundenes Netzwerk auf, das das Siliziumnetzwerk ganz oder teilweise umhüllt. Je nach Steuerung der Reaktionsparameter ist es möglich, das elementare Silizium weitgehend in SiC umzuwandeln. In diesem Fall liegen dann Kohlenstoff und SiC als in sich verbundene Netzwerke vor.In carbon materials, where pyrolysis is used in the manufacturing process, the escape of the non-carbon components creates a connected, that is, open to the outside, porosity. If the porosity of the porous base 31 is increased by using low-carbon resins, by infiltration of less resin or by fewer infiltration steps, the desired structure of a second continuous network according to the invention can be achieved. First of all, this continuous network consists, for example, of elemental silicon (infiltration component 22 or filler material 30 ). When the silicon reacts with the carbon, SiC is formed. This reaction product (reaction phase 32 ) surrounds the elemental silicon and occurs as a third, interconnected network that completely or partially envelops the silicon network. Depending on the control of the reaction parameters, it is possible to largely convert the elemental silicon into SiC. In this case, carbon and SiC are present as interconnected networks.
Es sind aber auch andere Materialien denkbar, bei denen um die infiltrierende Komponente herum ein drittes Netzwerk entsteht, beispielsweise im System Kupfer- Sauerstoff-Aluminiumoxid. Hierbei wird sauerstoffhaltiges flüssiges Kupfer in ein gesintertes Aluminiumoxidnetzwerk infiltriert. Die reaktiv entstehende Faser ist hier das Kupferaluminat CuAlO2. Zusätzlich oder alternativ zur Bildung von neuen Phasen ist es gemäß dieser Erfindung auch möglich, dritte oder weitere Materialien in den Verbund einzubringen.However, other materials are also conceivable in which a third network is formed around the infiltrating component, for example in the copper-oxygen-aluminum oxide system. Here, oxygen-containing liquid copper is infiltrated into a sintered aluminum oxide network. The reactive fiber here is the copper aluminate CuAlO 2 . In addition or as an alternative to the formation of new phases, it is also possible according to this invention to introduce third or further materials into the composite.
In Fig. 6 ist schließlich ein Verfahren dargestellt, wie ein Reibwerkstoff 20, insbesondere gemäß den Fig. 1 bis 3, hergestellt werden könnte. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, wird zunächst ein Keramikpulver 10 in einer Preßform 11 uniaxial und/oder isostatisch gepreßt. Bei dem Keramikpulver 10, das beispielsweise Al2O3 ist, handelt es sich um eine keramische Werkstoffkomponente des Reibwerkstoffs, beispielsweise um eine Gerüstkomponente. Zum Pressen wird das Keramikpulver 10 in die Preßform 11 gefüllt und anschließend wird ein Preßformwerkzeug 12 senkrecht von oben in Preßrichtung P in die Preßform 11 gedrückt. Dabei ist die Form entsprechend der Form des herzustellenden Reibkörpers 13 beziehungsweise Reibbelags gewählt, wobei eine Volumenänderung beim Sintern beim späteren Infiltrieren berücksichtigt werden muß. In FIG. 6, a method is finally shown how a friction material 20, in particular according to FIGS. 1 to 3 could be prepared. As shown in Fig. 6, a ceramic powder 10 is first pressed in a mold 11 uniaxially and / or isostatically. The ceramic powder 10 , which is, for example, Al 2 O 3 , is a ceramic material component of the friction material, for example a framework component. For pressing, the ceramic powder 10 is filled into the mold 11 and then a mold tool 12 is pressed vertically from above in the press direction P into the mold 11 . The shape is selected in accordance with the shape of the friction body 13 or friction lining to be produced, a change in volume during sintering having to be taken into account during later infiltration.
Der erforderliche Druck beim Pressen ist von unterschiedlichen Parametern abhängig und wird so gewählt, daß sich durch das Pressen ein Reibklotz beziehungsweise Reibkörper 13 mit einer festen Form ergibt. Der gepreßte Reibkörper 13 bildet einen Grünkörper, der nach dem Pressen aus dem Preßformwerkzeug 12 entnommen wird und zur weiteren Verarbeitung bereitgestellt wird (Schritt A).The pressure required during pressing is dependent on different parameters and is selected such that the pressing results in a friction block or friction body 13 with a fixed shape. The pressed friction body 13 forms a green body which is removed from the compression mold 12 after the pressing and is made available for further processing (step A).
In einem nächsten Verfahrensschritt wird der gepreßte Grün- oder Reibkörper 13 auf einen Trägerkörper 14 aufgelegt. Vorher kann der Grünkörper derart gesintert werden, daß eine Restporosität verbleibt. Der Trägerkörper 14 ist beispielsweise ein Trägerblech, das später mit dem Reibwerkstoff fest verbunden sein wird. Der Trägerkörper 14 hat eine ebene Oberfläche 14a, auf der ein oder mehrere Reibkörper 14 angeordnet werden. Es ist jedoch ebenso möglich, auch auf der Rückseite 14b des Trägerkörpers 14 einen oder mehrere Reibklötze beziehungsweise Reibkörper 13 anzubringen (Schritt B).In a next process step, the pressed green or friction body 13 is placed on a carrier body 14 . Before this, the green body can be sintered in such a way that a residual porosity remains. The carrier body 14 is, for example, a carrier plate which will later be firmly connected to the friction material. The support body 14 has on the one or more friction body 14 are disposed a planar surface 14 a. However, it is also possible to attach one or more friction blocks or friction bodies 13 to the rear side 14 b of the carrier body 14 (step B).
Im nächsten Verfahrensschritt wird ein metallisches Pulver 15 beziehungsweise eine metallische Pulvermischung auf den oder die Reibkörper 13 aufgeschüttet. Bei dem metallischen Pulver 15 handelt es sich um eine metallische Werkstoffkomponente des Reibwerkstoffs, beispielsweise um eine Infiltrationskomponente. Die metallische Pulvermischung beziehungsweise das metallische Pulver 15, das mit dem Reibkörper 13 in Kontakt gebracht wird, hat eine benetzende Eigenschaft. Das bedeutet, daß die Zusammensetzung des Pulvers 15 beziehungsweise der Pulvermischung in geschmolzenem Zustand gegenüber der Keramik beziehungsweise dem Grün- oder Reibkörper 13 und gegenüber dem Trägerkörper 14 beziehungsweise dem Trägerblech eine benetzende Eigenschaft hat, so daß bei entsprechender Temperatur die Flüssigkeit beziehungsweise Schmelze - möglichst ohne äußeren Druck - in den Reibkörper 13 aus Keramik eindringt beziehungsweise infiltriert und die Grenzfläche 14a zwischen dem Reibkörper 13, der einen Reibbelang bildet, und dem Trägerkörper 14, benetzt. Somit wird ein Löteffekt erzeugt, der die feste Verbindung zwischen dem Reibkörper 13 und dem Trägerkörper 4 bewirkt. In the next process step, a metallic powder 15 or a metallic powder mixture is poured onto the friction body (s) 13 . The metallic powder 15 is a metallic material component of the friction material, for example an infiltration component. The metallic powder mixture or the metallic powder 15 , which is brought into contact with the friction body 13 , has a wetting property. This means that the composition of the powder 15 or the powder mixture in the molten state has a wetting property with respect to the ceramic or the green or friction body 13 and with respect to the carrier body 14 or the carrier plate, so that the liquid or melt - if possible without - at the appropriate temperature external pressure - in the friction body 13 made of ceramic or penetrates infiltrated, and the interface 14 a between the friction body 13, which forms a Reibbelang, and the carrier body 14 wetted. A soldering effect is thus produced, which brings about the firm connection between the friction body 13 and the carrier body 4 .
Das metallische Pulver 15 ist beispielsweise aus Kupfer oder Kupferoxid hergestellt, wobei der Sauerstoffanteil ≧ 3 at% beträgt, oder es umfaßt eine Mischung aus Kupfer und einem weiteren Metall, beispielsweise Titan. Auch kann Chrom zugegeben werden. In Fig. 6 ist das Aufbringen des benetzenden metallischen Pulvers 15 als Schritt C dargestellt.The metallic powder 15 is made, for example, of copper or copper oxide, the oxygen content being at 3 at%, or it comprises a mixture of copper and another metal, for example titanium. Chromium can also be added. In Fig. 6 the application of the wetting metallic powder 15 is shown as step C.
Nun wird in einem Ofen, der die Anordnung aufnehmen soll, ein der Pulvermischung entsprechender Sauerstoffpartialdruck in der Ofenatmosphäre eingestellt. Dieser Schritt ist optional beziehungsweise fakultativ und dient dazu, Sauerstoffverluste aus der Schmelze zu minimieren.Now one of the powder mixture is in an oven, which is to receive the arrangement corresponding oxygen partial pressure set in the furnace atmosphere. This Step is optional or optional and is used to prevent oxygen loss to minimize the melt.
Die Anordnung aus Reibkörper 13, Trägerkörper 14 und Metallpulver 15 wird nun in dem Ofen auf eine Temperatur erhitzt, die oberhalb der Schmelztemperatur des Pulvergemischs beziehungsweise des metallischen Pulvers 15 liegt. Dabei dringt die Flüssigkeit aus Metall in den Reibkörper 13 aus Keramik ein (Infiltration) und benetzt auch die Grenzfläche zwischen dem Reibkörper 13 und dem Trägerkörper 14. Dadurch werden die Komponenten gleichzeitig verlötet. Es erfolgt also ein gleichzeitiges Sintern, Infiltrieren und Auflöten des Reibkörpers 13 (Schritt D).The arrangement of the friction body 13 , carrier body 14 and metal powder 15 is then heated in the furnace to a temperature which is above the melting temperature of the powder mixture or of the metallic powder 15 . The liquid made of metal penetrates into the ceramic friction body 13 (infiltration) and also wets the interface between the friction body 13 and the carrier body 14 . As a result, the components are soldered at the same time. So there is a simultaneous sintering, infiltration and soldering of the friction body 13 (step D).
Das so hergestellte Reibelement weist eine sehr feste Verbindung zwischen dem Reibkörper 13 und dem Trägerkörper 14 auf.The friction element produced in this way has a very firm connection between the friction body 13 and the carrier body 14 .
Neben Aluminiumoxid und Kupfer sind auch Kombinationen anderer Keramiken und Metalle denkbar, wobei die benetzende Eigenschaft des flüssigen Metalls gegenüber der Keramik beziehungsweise dem Trägerkörper entscheidend ist und die Materialien unter diesem Kriterium ausgewählt werden.In addition to aluminum oxide and copper, combinations of other ceramics and Metals conceivable, with the wetting property of the liquid metal opposite the ceramic or the carrier body is decisive and the Materials can be selected under this criterion.
Es ist auch möglich, den Reibkörper 13 ohne den Trägerkörper 14 herzustellen. Das oben beschriebene Verfahren wird hierzu analog angewendet. Wesentlich ist dabei, daß das metallische Pulver 15 mit dem keramischen Pulver oder dem daraus gepreßten Reibkörper 13 in der oben beschriebenen Art und Weise zusammengeführt und bearbeitet wird. It is also possible to produce the friction body 13 without the carrier body 14 . The method described above is used analogously for this. It is essential that the metallic powder 15 is combined and processed with the ceramic powder or the friction body 13 pressed therefrom in the manner described above.
1010
Keramikpulver beziehungsweise keramische
Werkstoffkomponente
Ceramic powder or ceramic material component
1111
Preßform
mold
1212
Preßformwerkzeug
press die
1313
Reibkörper
friction body
1414
Trägerkörper
support body
1414
a Oberfläche des Trägerkörpers
a surface of the carrier body
1414
b Rückseite des Trägerkörpers
b Back of the carrier body
1515
metallisches Pulver beziehungsweise metallische Werkstoffkomponente
metallic powder or metallic material component
2020
Reibwerkstoff
friction
2121
Gerüstkomponente
framework component
2222
Infiltrationskomponente
infiltration component
2525
Partikel
particle
2626
Hohlraum
cavity
2727
Pore
pore
2828
Körper mit Schwammstruktur
Body with sponge structure
2929
Poren (gefüllt)
Pores (filled)
3030
Füllmaterial
filling material
3131
poröse Basis
porous base
3232
Reaktionsphase
K Richtung der Kapillarwirkung
P Preßrichtung
Θ Benetzungswinkel
reaction phase
K direction of capillary action
P pressing direction
Θ wetting angle
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100465470C (en) * | 2006-01-13 | 2009-03-04 | 中国科学院金属研究所 | A preparation method of foam silicon carbide ceramic reinforced copper matrix composite material friction plate |
| DE102007049383A1 (en) | 2007-10-15 | 2009-04-16 | Wickeder Westfalenstahl Gmbh | Composite material, in particular friction composite material and method for producing a composite material |
| CN100491494C (en) * | 2006-04-05 | 2009-05-27 | 中国科学院金属研究所 | Preparation method of foamed silicon carbide/metal dual continuous phase composite friction material component |
| WO2009147035A1 (en) * | 2008-06-06 | 2009-12-10 | Robert Bosch Gmbh | Friction lining made of a composite material |
| CN102102720A (en) * | 2009-12-18 | 2011-06-22 | 中国科学院金属研究所 | Ceramic/metallic double continuous phase composite material brake pad and preparation method thereof |
| CN103016576A (en) * | 2012-12-13 | 2013-04-03 | 临安华龙摩擦材料有限公司 | Forklift drum brake lining assembly and preparation method thereof |
| US8708113B2 (en) | 2009-06-15 | 2014-04-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Brake system and method for producing friction material |
| CN110715005A (en) * | 2019-09-25 | 2020-01-21 | 南阳理工学院 | Preparation method of high-thermal-conductivity copper-based brake pad with orientation structure |
| DE102019100735B3 (en) * | 2019-01-14 | 2020-02-13 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Process for producing a shaped body and shaped body |
| CN114294360A (en) * | 2021-12-31 | 2022-04-08 | 青岛方冠摩擦材料有限公司 | Novel low-expansion-rate metal fiber reinforced resin-based brake pad mixed material |
| DE102023106699A1 (en) | 2023-03-17 | 2024-09-19 | Tmd Friction Services Gmbh | Silicone resin-based friction lining compounds and friction linings with metal fibers |
-
2001
- 2001-06-23 DE DE10130395A patent/DE10130395A1/en not_active Ceased
- 2001-07-17 BR BR0102928A patent/BR0102928A/en not_active IP Right Cessation
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100465470C (en) * | 2006-01-13 | 2009-03-04 | 中国科学院金属研究所 | A preparation method of foam silicon carbide ceramic reinforced copper matrix composite material friction plate |
| CN100491494C (en) * | 2006-04-05 | 2009-05-27 | 中国科学院金属研究所 | Preparation method of foamed silicon carbide/metal dual continuous phase composite friction material component |
| DE102007049383A1 (en) | 2007-10-15 | 2009-04-16 | Wickeder Westfalenstahl Gmbh | Composite material, in particular friction composite material and method for producing a composite material |
| EP2065116A1 (en) | 2007-10-15 | 2009-06-03 | Wickeder Westfalenstahl GmbH | Compound material, especially friction compound material and method of producing a compound material |
| WO2009147035A1 (en) * | 2008-06-06 | 2009-12-10 | Robert Bosch Gmbh | Friction lining made of a composite material |
| US8708113B2 (en) | 2009-06-15 | 2014-04-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Brake system and method for producing friction material |
| DE112009004943B4 (en) * | 2009-06-15 | 2016-02-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Brake system and method for generating friction material |
| DE112009004943B8 (en) * | 2009-06-15 | 2016-04-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | braking system |
| CN102102720B (en) * | 2009-12-18 | 2013-01-16 | 中国科学院金属研究所 | Ceramic/metallic double continuous phase composite material brake pad and preparation method thereof |
| CN102102720A (en) * | 2009-12-18 | 2011-06-22 | 中国科学院金属研究所 | Ceramic/metallic double continuous phase composite material brake pad and preparation method thereof |
| CN103016576A (en) * | 2012-12-13 | 2013-04-03 | 临安华龙摩擦材料有限公司 | Forklift drum brake lining assembly and preparation method thereof |
| DE102019100735B3 (en) * | 2019-01-14 | 2020-02-13 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Process for producing a shaped body and shaped body |
| CN110715005A (en) * | 2019-09-25 | 2020-01-21 | 南阳理工学院 | Preparation method of high-thermal-conductivity copper-based brake pad with orientation structure |
| CN110715005B (en) * | 2019-09-25 | 2020-11-03 | 南阳理工学院 | A kind of preparation method of high thermal conductivity copper-based brake pad with orientation structure |
| CN114294360A (en) * | 2021-12-31 | 2022-04-08 | 青岛方冠摩擦材料有限公司 | Novel low-expansion-rate metal fiber reinforced resin-based brake pad mixed material |
| DE102023106699A1 (en) | 2023-03-17 | 2024-09-19 | Tmd Friction Services Gmbh | Silicone resin-based friction lining compounds and friction linings with metal fibers |
| WO2024193911A1 (en) | 2023-03-17 | 2024-09-26 | Tmd Friction Services Gmbh | Silicone resin-based friction lining mixtures and friction linings containing metal fibers |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR0102928A (en) | 2002-07-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ZF SACHS AG, 97424 SCHWEINFURT, DE |
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| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8131 | Rejection |