Матеріал для вінців дискових гальм - патент Україна 2380451 - Сапожніков Сергій Олексійович, Воронін
Винахід відноситься до галузі чорної металургії, а саме розробки сталі для виготовлення вінців дискових гальм. Сталь для виготовлення вінців дискових гальм, що містить вуглець, кремній, марганець, хром, нікель, вольфрам, фосфор, сірку та залізо, при наступному співвідношенні компонентів, вага.%: вуглець 0,16-0,25, кремній не більше 0,8 , марганець не більше 0,8, хром 12,0-14,0, нікель 0,2-0,5, вольфрам не більше 0,2, фосфор не більше 0,004, сірка не більше 0,005, інше залізо. Підвищується фрикційна теплостійкість та міцність деталей дискових гальм, які застосовуються при швидкостях початку гальмування 200 км/год та вище. 1 табл.
Винахід відноситься до конструктивних матеріалів, що виготовляються методом чорної металургії та призначених для виготовлення деталей дискових гальм, а саме вінців дискового гальма.
Конструкція та матеріал дискового гальма повинні забезпечити можливість поглинання кінетичної енергії, що дорівнює 18 МДж при швидкості початку гальмування 200 км/год, та повинен забезпечувати відсутність термоциклічних тріщин при повторних гальмуваннях.
Відомий вінець дискового гальма, в якому як матеріал використаний сірий чавун марки СЧХНМ, що містить (в ваг.%): вуглець 2,9-3,3, марганець 0,4-0,6, кремній 1,6-2,0 хром 0,2-0,4, нікель 1,2-1,5, молібден 0,5-0,8, мідь 0,4-0,7, фосфор не більше 0,1 і сірку не більше 0,1 .
Недоліком відомого матеріалу є те, що його можна використовувати тільки для виготовлення гальмівних дисків рухомого складу з максимальною конструктивною швидкістю до 160 км/год.
Відомий також вінець дискового гальма, в якому як матеріал використовується сталь 20Х13, що містить (у вагу.%): вуглець 0,16-0,25, хром 12,0-14,0, кремнію небільше 0,8, марганцю 0,8, фосфору не більше 0,005 та сірки не більше 0,004.
Однак застосовувана для виготовлення вінців дисків сталь 20Х13 в умовах частих повторних гальмувань нагрівається понад розрахункові температури (600°С) і відчуває структурні перетворення (відпустку і навіть загартування), що призводить до виникнення полів розтягуючих залишкових напруг і розтріскування вінця. До того ж відомий матеріал має структуру неповного загартування з великою кількістю фериту за межами зерен, забрудненість сталі вінців оксидами та сульфідами відповідає 2-3 балам.
Недоліками даного матеріалу є низькі характеристики фрикційної теплостійкості та міцності при багаторазових нагріваннях та охолодженнях до температур понад 500°С, пов'язані з недостатньою якістю при виготовленні.
Технічним результатом, який може бути отриманий від використання винаходу, є підвищення фрикційної теплостійкості та міцності, збільшення однорідності матеріалу, що призводить до зниження короблення та локальних перегрівів.
Зазначений технічний результат досягається тим, що сталь для виготовлення вінців дискових гальм містить вуглець (С), кремній (Si), марганець (Mn), хром (Сr), нікель (Ni), вольфрам (W), фосфор (Р), сірку (S) та залізо (Fe), при наступному співвідношенні компонентів, вага.%: