FORRO DE FRICCIÓN.

Forro de fricción (11) constituido por una capa de cerámica de óxido,

caracterizado porque la capa de cerámica de óxido contiene los materiales siguientes (en porcentaje en peso):

- al menos 2% de Al2O3/MgO

- cromita

- al menos 10% de óxido de aluminio (Al2O3)

- al menos 1% de mullita (Al2O3/SiO2)

- al menos 2% de dióxido de titanio (TiO2)

- al menos 3% de silicato de zirconio (ZrO2/SiO2).

Forro de fricción.

Campo de la invención La presente invención concierne a un forro de fricción y a un componente de sincronización para una transmisión. La invención concierne también a un procedimiento para fabricar un forro de fricción de esta clase y a un procedimiento para fabricar un componente de sincronización de esta clase Antecedentes de la invención En dispositivos de sincronización en los que unas superficies de fricción cuneiformes actúan una sobre otra se forma un emparejamiento de fricción entre dos superficies de fricción en contacto hechas de materiales de fricción por deslizamiento diferentes. Se puede tratar aquí, por ejemplo, de combinaciones de materiales especiales, tales como combinaciones de molibdeno/acero o de latón/acero o de material sinterizado/acero. Sin embargo, tales soluciones para emparejamientos de fricción están limitadas en cuanto a su capacidad. Particularmente a altas compresiones superficiales de 6 a 12 N/mm2 o a altas velocidades de deslizamiento de 8-12 m/s o con una lubricación deficiente, tales materiales presentan considerables deficiencias funcionales y una vida útil limitada.

Se conoce por el documento EP 0 786 299 B1 un procedimiento para fabricar un anillo de sincronización con un componente anular y una capa de fricción formada sobre el componente anular. Como materiales adecuados para formar la capa de fricción se citan allí materiales sinterizables, tales como, por ejemplo, polvo de carbono, polvo de metal y polvo de resina artificial, y fibras sinterizables, tales como, por ejemplo, fibras de carbono. Los altos costes de fabricación se consideran como desventajosos en tales materiales.

El documento DE 3417813 C1 describe un cuerpo de fricción a base de un forro de fricción realizado por sinterización dispersa y una chapa portadora sobre la cual se ha sinterizado el forro de fricción y se le ha compactado allí por medio de un prensado único o múltiple del cuerpo de fricción. Como material de fricción se citan en este documento materiales inorgánicos metálicos y no metálicos. Este material de fricción tiene que pegarse sobre un soporte. En cuerpos de fricción fabricados de esta manera se tiene que partir de un desgaste relativamente alto.

Se conoce por el documento US 5, 337, 872 el recurso de aplicar un material cerámico para un anillo de sincronización sobre un soporte por medio de proyección a la llama de un material de fricción. Este material cerámico lleva mezclados aluminio, óxido de aluminio, hierro, cobre, magnesio u óxido de magnesio.

Se conoce por el documento DE 3122522 A1 un forro de fricción para un dispositivo de sincronización que se ha fabricado a base de óxido y/o siliciuro y/o boruro y/o carburo y/o nitruro y/o titanato.

El documento DD 278625 A1 describe una capa de fricción para embragues y frenos en máquinas, vehículos y barcos. Un material de partida para ésta en una aleación de CuSn con una proporción de Sn de 8-20%. Se agregan a esta aleación, como componentes de agarre, óxidos metálicos o polvos minerales, en solitario o en mezcla, en proporciones en volumen comprendidas entre 10 y 60%, y, como componente de deslizamiento, carbono y floruro de calcio en proporciones en volumen comprendidas entre 10 y 60%. El material de partida se presenta aquí en forma de polvo con los tamaños de grano de 160-500 !m para la aleación de CuSn, de 20-45 !m para el componente de agarre y de 2-45 !m para el componente de deslizamiento.

Se conoce por el documento DE 198 41 618 A1 un forro de sincronización térmicamente proyectado que contiene al menos 40% en peso de dióxido de titanio, teniendo el dióxido de titanio preferiblemente un tamaño de partículas de a lo sumo aproximadamente 5 !m.

El documento DE 27 44 725 A1 revela un revestimiento resistente al desgaste de piezas de maquinaria de forma de disco a base de aluminio o aleaciones de aluminio, especialmente aleaciones de aluminio portadoras de silicio o de magnesio.

El documento DE 38 02 488 A1 concierne a una cinta de freno de una sierra de cadena motorizada. Una capa de fricción de la cinta de freno puede estar formada por carburo o cerámica de óxido.

El documento EP 0 790 223 A revela un procedimiento para fabricar materiales compuestos de alúmina-aluminiuro empleando una fase rica en Al2O3. Los cuerpos moldeados fabricados con el procedimiento deberán poder emplearse, por ejemplo, como componentes resistentes al desgaste en la construcción de motores y turbinas.

Problema de la invención El problema de la invención consiste en proporcionar un forro de fricción que pueda utilizarse en un componente de

sincronización de una transmisión.

Sumario de la invención Este problema se resuelve por medio de un forro de fricción con las características de la reivindicación 1 y por medio de un componente de sincronización con las características de la reivindicación 11. El problema se resuelve también por medio de un procedimiento con las características de la reivindicación 12.

El forro de fricción según la invención consiste en una capa de cerámica de óxido o presenta una capa de cerámica de óxido, conteniendo esta capa de cerámica de óxido al menos 2% de dióxido de titanio (TiO2) y al menos 3% de silicato de zirconio (ZrO2/SiO2) (datos siempre en porcentaje en peso) .

En el forro de fricción o en la capa de cerámica de óxido están contenidos también óxido de aluminio (Al2O3) hasta una proporción de al menos 10%, mullita (Al2O3/SiO2) hasta una proporción de al menos 1%, especialmente de al menos 5%, óxido de aluminio-magnesio (Al2O3/MgO) hasta una proporción de al menos 2% y cromita.

Con este forro de fricción se proporciona un revestimiento que puede utilizarse para un componente de sincronización de una caja de cambios o una lámina de una transmisión automática para aplicaciones en vehículos automóviles o generalmente en la construcción de maquinaria. El forro de fricción es resistente al desgaste y presenta excelentes propiedades tribológicas. Así, el forro de fricción posee durante toda una vida útil, por ejemplo, un coeficiente de rozamiento constante. El forro de fricción según la invención puede utilizarse también, por ejemplo, como un revestimiento para un freno.

El forro de fricción o la capa de cerámica de óxido del forro de fricción puede contener, además, al menos uno de los materiales siguientes o una combinación de varios de los materiales siguientes: óxido de zirconio (ZrO2) , espinela (MgAl2O4) , titanato de aluminio (Al2O3/TiO2) , óxido de cromo (Cr2O3) , aluminio (Al) y/o cobre (Cu) .

Según la composición concreta del forro de fricción o de la capa de óxido de cerámica con la que está formado el forro de fricción, pueden estar contenidos en él materiales diferentes hasta proporciones diferentes.

Según una forma de realización preferida de la invención, el forro de fricción contiene óxido de titanio en una proporción de 20-40% en peso.

En este contexto, se manifiesta como ventajoso añadir proporciones de aluminio y cobre al forro de fricción.

Según otra forma de realización especialmente preferida de la invención, el forro de fricción presenta proporciones de óxido de circonio, óxido de aluminio, espinela, titanato de aluminio, silicato de zirconio, mullita y óxido de cromo.

Además, la capa de cerámica de óxido del forro de fricción puede presentar una rugosidad de al menos Rz 1 a Rz 50 o, alternativamente, una rugosidad de al menos Rz 30 a como máximo Rz 80. Una dureza de la capa de cerámica de óxido y, por tanto, del forro de fricción puede moverse, según la composición, desde al menos 600 HV hasta como máximo 1200 HV. En este caso, al menos una de las sustancias contenidas en la capa de cerámica de óxido o al menos uno de los óxidos metálicos contenidos o adicionados a la capa de cerámica de óxido puede presentar una dureza de capa de al menos 2000 HV a 2500 HV. Un espesor de la capa de cerámica de óxido y, por tanto, del forro de fricción puede estar entre al menos 0, 02 mm y como máximo 0, 2 mm, especialmente entre al menos 0, 05 mm y como máximo 0, 1 mm. La capa de cerámica de óxido del forro de fricción puede presentar, por ejemplo, una porosidad de al menos 20% a como máximo 50%.

El componente de sincronización según la invención para una transmisión presente un forro de fricción según la invención y puede estar revestido, por ejemplo, con un forro... [Seguir leyendo]

1. Forro de fricción (11) constituido por una capa de cerámica de óxido, caracterizado porque la capa de cerámica de óxido contiene los materiales siguientes (en porcentaje en peso) : -al menos 2% de Al2O3/MgO -cromita -al menos 10% de óxido de aluminio (Al2O3) -al menos 1% de mullita (Al2O3/SiO2) -al menos 2% de dióxido de titanio (TiO2) -al menos 3% de silicato de zirconio (ZrO2/SiO2) .

2. Forro de fricción (11) según la reivindicación 1, que contiene al menos una de las sustancias siguientes: -óxido de circonio (ZrO2) -espinela (MgAl2O4) -titanato de aluminio (Al2O3/TiO2) -óxido de cromo (Cr2O3) -aluminio (Al)

- cromo (Cu) .

3. Forro de fricción (11) según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque contiene dióxido de titanio en una proporción d.

2. 40% en peso.

4. Forro de fricción (11) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque contiene proporciones de óxido de circonio, espinela, titanato de aluminio y óxido de cromo.

5. Forro de fricción (11) según la reivindicación 4, caracterizado porque contiene mullita en una proporción de al menos 5% en peso.

6. Forro de fricción (11) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la capa de cerámica de óxido del forro de fricción (11) presenta una rugosidad de al menos Rz 1 a como máximo Rz 50 o una rugosidad de al menos Rz 30 a como máximo Rz 80.

7. Forro de fricción (11) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la capa de cerámica de óxido del forro de fricción (11) presenta una dureza de capa de al menos 600 HV a como máximo 1200 HV, presentando al menos uno de los óxidos metálicos de la capa de cerámica de óxido una dureza de capa de al menos 2000 HV a como máximo 2500 HV.

8. Forro de fricción (11) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque un espesor de la capa de cerámica de óxido del forro de fricción (11) está entre al menos 0, 02 mm y como máximo 0, 2 mm, especialmente entre al menos 0, 05 mm y como máximo 0, 1 mm.

9. Forro de fricción (11) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la capa de cerámica de óxido del forro de fricción (11) presenta una porosidad de al menos 20% a como máximo 50%.

10. Componente de sincronización para una transmisión, que presenta un forro de fricción (11) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

11. Componente de sincronización según la reivindicación 10, que se acopla, en uso, con un compañero de deslizamiento (5) dotado de una dureza de al menos 400 HV a como máximo 650 HV y/o presenta un coeficiente de rozamiento con respecto a este compañero de deslizamiento (5) de al menos 0, 08 a como máximo 0, 12.

12. Procedimiento para fabricar un forro de fricción (11) , caracterizado porque se reviste un cuerpo (3) con una capa de cerámica de óxido según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque se proyecta la capa de cerámica de óxido sobre el cuerpo (3) por medio de un procedimiento de proyección a la llama, por ejemplo un procedimiento

HVOF.

14. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque la capa de cerámica de óxido se aplica sobre el cuerpo (3) por sinterización.

15. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado porque se mecaniza la capa de 5 cerámica de óxido mediante amolado con diamante o alisado con diamante.

16. Procedimiento para proporcionar un componente de sincronización (3) para una transmisión, caracterizado porque se reviste este componente de sincronización (3) con un forro de fricción (11) fabricado según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 15.

17. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 16, caracterizado porque se aplica la capa de

cerámica de óxido directamente sobre un componente de sincronización (3) configurado como una lámina o un cono de fricción (7) .

18. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 16, caracterizado porque se aplica la capa de cerámica de óxido sobre un material de soporte flexible que seguidamente se fija por pegado o se inmoviliza por medio de un baño de soldadura sobre el componente de sincronización (3) configurado como lámina o cono de fricción (7) .