Procedimiento para la producción de un material compuesto de fricción.

Procedimiento para la producción de un material compuesto, que comprende un soporte

(1) y por lo menos una capa superpuesta (2) unida firmemente con el soporte (1),

- tratándose en el caso del material de soporte (1) de un material de acero,

- tratándose en el caso del material de la capa superpuesta (2) de una aleación de cobre endurecible, que comprende las siguientes etapas de procedimiento:

a) chapeado por laminación de la capa superpuesta (2) sobre por lo menos un lado del soporte (1);

b) recocido blando del producto intermedio resultante de acuerdo con la etapa a) de procedimiento;

c) recocido por disolución del producto intermedio resultante de acuerdo con la etapa b) de procedimiento,

caracterizado por que el recocido por disolución se lleva a cabo con un enfriamiento bajo un gas protector o en agua o respectivamente en un aceite.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08017791.

Solicitante: WICKEDER WESTFALENSTAHL GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: HAUPTSTRASSE 6 58739 WICKEDE / RUHR ALEMANIA.

Inventor/es: LAN,YUN DR.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS, es decir, HECHOS DE VARIAS... > Productos estratificados compuestos esencialmente... > B32B15/01 (estando compuestas todas las capas exclusivamente de metal)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO... > SOLDADURA SIN FUSION O DESOLDEO; SOLDADURA; REVESTIMIENTO... > Soldadura no eléctrica por percusión u otra forma... > B23K20/04 (por medio de un laminador)

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Fragmento de la descripción:

E08017791

DESCRIPCIÓN

Procedimiento para la producción de un material compuesto de fricción El presente invento se refiere a un procedimiento para la producción de un material compuesto de acuerdo con la reivindicación 1 y a un procedimiento para la producción de un cuerpo moldeado de fricción a partir de un material compuesto de acuerdo con la reivindicación 13.

Si es que se debe de producir una unión con continuidad de fricción entre dos cuerpos, se necesita un apropiado emparejamiento de fricción. Unos típicos casos de uso de uniones con continuidad de fricción son por ejemplo emparejamientos de acoplamiento o embrague o anillos de sincronización en la zona de las transmisiones.

Un material macizo que encuentra uso como pieza mecánica de fricción y se realiza por sinterización, y que además está destinado a funcionar en un entorno lubricado, se ha conocido por ejemplo a partir del documento de patente alemana DE 699 14 712 T2. Esta pieza de fricción que se compone de un bronce o latón, en forma de un anillo de sincronización, muestra ciertamente un buen comportamiento de fricción con los aceros. La resistencia mecánica y la estabilidad frente al desgaste de la pieza de fricción, sin embargo, con frecuencia no son suficientes en particular para usos en acoplamientos, embragues o transmisiones. Además, los procedimientos de producción por forja y sinterización son relativamente largos y tediosos y dan lugar a altos costos. En este contexto, es desventajoso además el hecho de que el material de latón, como tal, ya es muy caro y además el procedimiento de producción es muy costoso, de manera tal que al alto precio de adquisición del material se le suman los altos costos de producción del anillo de sincronización.

Una combinación de materiales, que se compone de un soporte y de un forro de fricción, estando compuesto el soporte a base de por ejemplo un acero estirado o sinterizado, y estando compuesto el forro de fricción por regla general a base de materiales orgánicos de fricción, materiales metálicos sinterizados, y materiales del tipo CFC (con una matriz de carbono y unas fibras de carbono) , se ha conocido por ejemplo a partir de los documentos de patentes DE 101 30 395 A1 y DE 103 34 895 B3. Las piezas de deslizamiento a base de unos metales de sustentación con una capa de fricción tienen ciertamente unas buenas propiedades globales pero, a causa de la capa de fricción, la producción de una pieza de deslizamiento revestida de tal manera es costosa y por consiguiente es todavía más cara que las constituidas por aleaciones de cobre sinterizadas.

Por lo demás, unos materiales compuestos de deslizamiento, que se componen de una banda de acero y una capa de fricción a base de una aleación de cobre y zinc (CuZn31Si) chapeada por laminación se han conocido a partir del documento de patente europea EP 0 681 114 B2. Además, también unos materiales compuestos de deslizamiento constituidos a base de una banda de acero y una capa de fricción a base de aleaciones de aluminio chapeadas por laminación, se han conocido por ejemplo a partir de los documentos de solicitud de patente alemana DE 3327657 A1 y de patente británica GB 2 270 721. Tales capas de fricción constituidas a base de una aleación de cobre y zinc (latón) o de unas aleaciones de Al, que han sido chapeadas por laminación sobre una banda de acero de núcleo, con frecuencia no son suficientes para los usos señalados a causa de la limitada dureza superficial, en particular cuando las piezas componentes tienen que ser tratadas térmicamente o empleadas a una temperatura más alta que 300º C.

Resumiendo, se puede hacer constar que las piezas moldeadas y los materiales que se han propuesto para la producción de una unión con continuidad de fricción, por una parte, solamente se pueden producir en unos costosos procedimientos de producción, tales como por ejemplo los de forja o sinterización y, por otra parte, se componen por lo menos parcialmente a base de unos materiales que son relativamente caros. El aspecto del costo pasa a primer plano especialmente cuando se tienen que producir unos cuerpos moldeados de fricción a base de un material macizo de los materiales antes mencionados. Unos habituales materiales compuestos de acero y cobre o respectivamente unos materiales compuestos de acero y aluminio ofrecen, por el contrario solamente una limitada posibilidad de empleo y una limitada duración de éste, puesto que es comparativamente limitada la estabilidad frente al desgaste de las capas de cobre o respectivamente de aluminio que se han aplicado.

El documento de patente de los EE.UU. US 6 322 902 B1 divulga unos materiales de contacto basados en cobre y/o basados en hierro, con una componente de plomo, que deben de tener buenas propiedades de deslizamiento.

El documento de solicitud de patente de los EE.UU. US 2003/0064239 A1 divulga unos materiales de deslizamiento sinterizados basados en cobre, que comprenden una capa de acero y una capa sinterizada sobre cobre o una aleación basada en cobre.

El documento de solicitud patente europea EP 1 850 018 A2 divulga un cuerpo compuesto de material en forma de banda, en el cual una capa, que se compone de una aleación de cobre y de otros múltiples materiales, está unida indisolublemente con una capa de sustentación a base de acero.

E08017791

Una misión del presente invento consiste en proponer un ventajoso procedimiento de producción, para la producción de un material compuesto, que haga posible una producción barata del material compuesto.

De acuerdo con el invento, el problema planteado por esta misión se resuelve mediante el recurso de que una capa superpuesta a base de una aleación endurecible de cobre es chapeada por laminación sobre por lo menos un lado de un soporte a base de un material de acero, el producto intermedio resultante de este modo es sometido a un recocido blando y los productos intermedios resultantes de este modo son recocidos por disolución. Mediante el recocido blando se establece una buena adhesión entre el soporte y la capa superpuesta. El material compuesto resultante de este modo puede ser deformado ulteriormente de manera excelente. Con el fin de garantizar un estado ideal de segregación en la capa superpuesta a base de una aleación de cobre, después del recocido blando se lleva a cabo un recocido por disolución, de manera tal que los elementos de la aleación se disuelven homogéneamente en la matriz. Este estado es una premisa necesaria para obtener una textura con finas segregaciones distribuidas uniformemente, tal como se deben de ajustar al realizar el subsiguiente endurecimiento. Mediante el chapeado por laminación de la aleación de cobre endurecible con el soporte de acero y el subsiguiente recocido por difusión, se propone una posibilidad barata de producir una unión indisoluble entre la capa superpuesta y el soporte. Mediante otro recocido por disolución y eventualmente otro endurecimiento de la banda de chapeado se garantiza una alta resistencia al desgaste de la capa superpuesta. El recocido por disolución se lleva a cabo con un enfriamiento bajo un gas protector o en agua o respectivamente en un aceite.

Por tratarse de una aleación de cobre endurecible en el caso del material de la capa superpuesta, se proporciona un material compuesto, que con la capa superpuesta aplicada indisolublemente, constituida a base de una aleación de cobre endurecible, se pone a disposición una ventajosa capa de fricción, que facultativamente antes o después de la conformación del material compuesto para dar un cuerpo moldeado de fricción se puede transformar en una capa de cobre... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

E08017791

1. Procedimiento para la producción de un material compuesto, que comprende un soporte (1) y por lo menos una capa superpuesta (2) unida firmemente con el soporte (1) , -tratándose en el caso del material de soporte (1) de un material de acero, -tratándose en el caso del material de la capa superpuesta (2) de una aleación de cobre endurecible, que comprende las siguientes etapas de procedimiento:

a) chapeado por laminación de la capa superpuesta (2) sobre por lo menos un lado del soporte (1) ;

b) recocido blando del producto intermedio resultante de acuerdo con la etapa a) de procedimiento;

c) recocido por disolución del producto intermedio resultante de acuerdo con la etapa b) de procedimiento, caracterizado por que el recocido por disolución se lleva a cabo con un enfriamiento bajo un gas protector o en agua o respectivamente en un aceite.

2. Procedimiento para la producción de un material compuesto de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que antes del chapeado por laminación tiene lugar un tratamiento previo del soporte (1) y de la capa superpuesta (2) .

3. Procedimiento para la producción de un material compuesto de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que antes del recocido por disolución tiene lugar una laminación hasta llegar a un espesor de 0, 1-6 mm.

4. Procedimiento para la producción de un material compuesto de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que en el caso del soporte (1) se trata de un producto plano de acero con un espesor de 0, 5 a 8 mm antes del chapeado por laminación.

5. Procedimiento para la producción de un material compuesto de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que en el caso de la capa superpuesta (2) se trata de una lámina a base de una aleación de cobre endurecible con un espesor de 0, 05 a 3 mm antes del chapeado por laminación.

6. Procedimiento para la producción de un material compuesto de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que el grado de conformación de la lámina durante el chapeado por laminación es de aproximadament.

3. 90 %.

7. Procedimiento para la producción de un material compuesto de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que el recocido blando tiene lugar en un horno de campana a unas temperaturas de recocido d.

50. 800º C durante un período de tiempo de 0, 5-30 h o en un horno de paso continuo a unas temperaturas de recocido d.

55. 950º C durante un período de tiempo de 0, 1-10 min.

8. Procedimiento para la producción de un material compuesto de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que la capa superpuesta (2) es endurecida después del recocido por disolución.

9. Procedimiento para la producción de un material compuesto de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que el endurecimiento de la capa superpuesta (2) tiene lugar a una temperatura d.

30. 600º C durante un período de tiempo de 1-20 h.

10. Procedimiento para la producción de un material compuesto de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que el endurecimiento de la capa superpuesta (2) tiene lugar en un horno de campana.

11. Procedimiento para la producción de un material compuesto de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que el soporte (1) , por lo menos en algunos tramos, no es chapeado por laminación con una capa superpuesta (2) .

12. Procedimiento para la producción de un material compuesto de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, caracterizado por que un endurecimiento del soporte (1) tiene lugar por nitruración o nitrocarburación a una temperatura comprendida entre 380 y 580º C durante un período de tiempo de 170 min bajo una atmósfera de NH3 + N2.

13. Procedimiento para la producción de un cuerpo moldeado de fricción a base de un material compuesto producido de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones que comprende un soporte (1) y por lo menos una capa superpuesta (2) , unida firmemente con el soporte (1) , -tratándose en el caso del material de soporte (1) de un material de acero, -tratándose en el caso del material de la capa superpuesta (2) de una aleación de cobre endurecible,

E08017791

caracterizado por que

el endurecimiento por segregación de la capa superpuesta (2) tiene lugar de un modo combinado con el endurecimiento superficial del soporte (1) después de la conformación del material compuesto para dar el cuerpo moldeado de fricción.