同步环摩擦材料介绍
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美国 Nagoya 日本
Coating Serv. IGT Wohlen 瑞士 Salzgitter 德国
Bergisch-G’bach 德 不莱梅 德国
国
那不勒斯 意大利
扎耳茨吉特 德国 俄亥俄, 美国
Hohenlockstedt 德 圣保罗 巴西
国
上海 中国
卓越的油品兼容 性（兼容目前所 有的齿轮油）， 并且不会产生有
害的微粒
由于出众的摩擦 性能和高的摩擦
系数恒定性， 会有很高的舒适性
田 / 2/29/2020 / 26
应用开发部门的组织结构
不莱梅
M. Spreckels 应用开发部门总监
代顿
U. Christoffer 同步环设计 欧洲/日本 市场
市场
航空、航天 发电 汽车 其他一些专业的市场
客户获益
通过经济的表面增强处理技术，改善产品的使用寿命、可 靠性和性能，最终增加客户的盈利能力
通过全球网络为所有客户提供专一和全面的服务
关键指标 2007 (单位 百万瑞士法郎)
Order intake
Sales Operating income Headcount as per 12/31
0
-300 -10 0
-200 0 0.0
__ 轴向力 [N] __ 摩擦力矩 [Nm]
0.1
0.2
0.3
__ 速度差 [1/min] __ 换档行程 [mm]
换档次数.: 润滑油温: 接触压力: 滑动速度: 被同步的惯性矩
2500
30
80 °C
mm
8 N/mm2
8 m/s
24
0.06 kgm2
21
Wet Friction Materials
EF®
纸基
非金属
复合材料
湿式摩擦材料 金属
碳纤维 烧结青铜
热喷涂
传统纸基 碳加强纸基 碳基复合材料
编制状 非编织状
CVD 树脂
黄铜 钼
EF® 5023 EF® 5010 EF® 5072 EF® 5050 EF® 7000
EF® 4840 EF® 3000
Troy MI, 美国
Westbury NY, 美国
Fort Saskatchewan
AB, 加拿大
Sales & Marketing
Hattersheim 德国 Przezmierowo PL
Farnborough 美国 Downey USA
斯德哥尔摩 瑞典 Singapore SIN
[运行100,000 次]
at 0.8 J/mm²
摩擦系数恒定性
运行100,000 次以上
EF™5010 熔结青铜 钼
田 / 2/29/2020 / 12
碳摩擦涂层与传统的金属摩擦涂层的摩擦性能对比
摩擦系数
0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02
0 0
μCc,End<μMe,End
HB
>120
g/cm3 6.8 -7.2
C35 / AISI1035
620 500 12 200000 >180 (>350 HV
氮化) 7.8
黄铜
600 380 13 105000
max. 200
8.4
田 / 2/29/2020 / 21
在直径73mm情况下，不同材料同步环基体的对比
粉末冶金
冲压钢
10
9
8
7
6
5
5
6
7
8
9
10
11
12
被替换系统的锥角 [°]
田 / 2/29/2020 / 14
抗粗暴操作能力
增加抗粗暴操作能力
碳基复合材料 EF®5010 烧结青铜
钼
纸
黄铜 0
1
2
3
4
失效能量水平 [J/mm2]
5
6
田 / 2/29/2020 / 15
逐渐增加
在换档过程中 在换档过程中
换档过程中摩擦系数恒定性
田 / 2/29/2020 / 9
对同步器零件的测试能力, SSP180 测试台记录的数据
3000 100 2000
rpm Nm
N
2400 80 1600
2100 70 1400
1800 60 1200
1500 50 1000
1200 40
800
900
30
600
600
20
400
300
10
200
0
0
Niederwürschnitz 德 金奈 印度
国
文索基特 美国
上海 中国
制造工厂 Lomm 荷兰 德布勒森 匈牙利 Marple 英国
Sales 2007: 753.1 Million CHF; Headcount: 2054 田 / 2/29/2020 / 4
苏尔寿优若凡
田 / 2/29/2020 / 19
碳材料是未来湿式摩擦技术的选择
苏尔寿
摩擦技术的生命周期
热喷涂 纸
烧结青铜 黄铜
碳
50 年
田 / 2/29/2020 / 20
同步环基体材料参数对比
抗张强度 屈服强度 断裂伸长率 杨氏模量
硬度
密度
烧结青铜 D39
N/mm2 600
N/mm2 420
%
2
N/mm2 130000
石油、天然气 (incl. HPI, CPI, etc.)
Hale Waihona Puke Baidu
纸浆和造纸
涡轮机和发电机
汽车
Sales 2007: 3 537 Million CHF; Headcount: 11 599
田 / 2/29/2020 / 2
苏尔寿 美科 – 专业的表面处理技术和服务
产品和服务
用于热喷涂和薄膜的设备和材料 热喷涂和薄膜涂层服务 等离子热处理服务 工业和航空用发动机零部件 为客户提供强有力的支持服务
设计验证和确认能力
▪ 设计和基本计算 性能 几何尺寸 材料负荷 配合公差分析
▪ 3D 建模 可视化 空间需求研究 drawings
▪ FE 分析 材料应力 接触压力分布 温度分布
▪ 试验
▪ 质量认证：
DIN ENISO9001:2000,
VDA 6.1 ， ISO/TS 16949
摩擦系数的恒定性
在寿命期间内逐渐减小 1.2
黄铜
纸
在寿命期间内逐渐增加 钼
烧结青铜 1.0
理想的摩擦性能
碳复合 EF™5010
逐渐减小
0.8 0.8
0.9
1.0
1.1
换档10万次内摩擦系数恒定性
1.2
田 / 2/29/2020 / 16
换挡舒适性
换档舒适性提高
碳复合材料 EF®5010
烧结青铜
钼
纸
工厂 工厂 / 研发中心
不莱梅 德国
代顿,俄亥俄 美国
圣保罗 巴西
上海 中国
那不勒斯 意大利
金奈 印度
田 / 2/29/2020 / 6
湿式摩擦材料的应用
液力变矩器用 离合器
用于手动、自动、手自一体变 速器的换挡零部件
用于四驱系统的分 动器的零部件
限滑差速器用零部 件
田 / 2/29/2020 / 7
苏尔寿优若凡被苏尔寿美科的表面处理 部门整合
2007 销售额: 7000万欧元
2007 员工人数 : 230人
目前苏尔寿优若凡致力于乘用车和卡车 变速器方面湿式摩擦材料和耐磨材料方 面的应用开发。
产品: 金属和碳材料涂层 变速器零部件
田 / 2/29/2020 / 5
苏尔寿 优若凡 – 公司所在地
换挡结束时摩擦系数
μCc>μMe
平均摩擦系数
ΔμCc<ΔμMe
摩擦系数波动
金属摩擦涂层 EF 5010™
1
2
3
4
5
6
m/s
8
滑动速度
田 / 2/29/2020 / 13
使用具有高摩擦系数的碳摩擦衬套以减少摩擦表面的数量并同时保证 足够的扭矩
替换系统的锥角[°]
12
11
双锥面系统 (µ=0.110.12) 代替 三锥面系统 (µ=0.080.10)
黄铜
重量 [g] 重量 [%]
惯量 [104 gmm2]
56 17% 10,3
47 40% 7,9
78 0% (参考)
12,4
田 / 2/29/2020 / 22
钢环将会逐渐取代铜环和粉末冶金环
同步环基体材料的生命周期
铜环
粉末冶金环
钢环 50 年
田 / 2/29/2020 / 23
设计一个单锥环
762.8
753.1 75.8
2 054
田 / 2/29/2020 / 3
公司所在地及机构
材料
热喷涂 设备
苏尔寿美科总部,温特图 W尔in,t瑞ert士hur (CH)
表面处理 (服务)
涂层服务
镀膜
汽车同步环
涡轮机构
Barchfeld 德国
Wohlen 瑞士
Westbury NY, 美国 Duisburg 德国
EF™5010 碳摩擦材料的特性
能量密度
整个工作寿命中
4 J/mm²
(短循环 / 粗暴操作: 5.2 J/mm²)
功率密度
整个工作寿命中
5 W/mm²
(短循环 / 粗暴操作: 7.3 W/mm²)
摩擦系数 µ (因润滑油而异) 0.11 – 0.12
摩擦系数dyn/stat 1.1
0.12 mm
轴向磨损 / 副
公司描述 苏尔寿摩擦系统
07.05.13
苏尔寿概观 – 核心部门和主要市场
我们是一家在工程和工业领域方面处于 领导地位的跨国公司
核心技术是材料技术和流体动力技术
苏尔寿 泵
各种泵的实施和解决方案
苏尔寿 美科 专业的表面处理技术
苏尔寿 化工
苏尔寿 涡轮 服务
化工机械的解决方案及服务 涡轮机械的解决方案及服务
S. Augustin 同步环设计
欧洲
H. Lehr 样品
U. Göhner 试验设备
技术和行政关系 技术关系
D. Guthrie 同步环设计 北美/南美
那不勒斯
N. Chiarello 同步环设计
意大利
上海
田钢强 / 将亚磊 同步环设计 中国
金奈
M. Rajkumar 同步环设计
印度
田 / 2/29/2020 / 27
☺
齿轮油兼容性
烧结 青铜
碳复合 材料
EF®5010
☺ ☺
☺ ☺
田 / 2/29/2020 / 18
耐油污性能
已证明与多种 MTFs, TAFs and ATFs相容
▪ Castrol BOT 95, 130, 207, 338, 341, 360 ▪ Castrol MTF 63 ▪ Castrol TAF 21 ▪ ESSO Gear Oil 317 ▪ Shell Spirax MA 80 W ▪ Petro Oil Canada Trak II Fluid ▪ Mobil I Synthetic 75W90 ▪ Mobil I Synthetic ATF ▪ Texaco 1874 MTX ▪ Havoline Dex III ▪ Fuchs DEA Titan ▪ Mercon III ▪ Pentosin PWA03016
0.20 0.18 0.16 0.14
18 0.12
15 0.10
12 0.08
9 0.06
6 0.04
3 0.02
0 0.00
0.4
0.5
0.6
__ 摩擦系数
-3 -0.02
s
0.8
time
田 / 2/29/2020 / 10
碳复合材料EF®5010的摩擦性能
田 / 2/29/2020 / 11
田 / 2/29/2020 / 8
当代同步器的一些要求
排放/ CO2
驾驶者
• 减轻重量
• 缩短换挡时间
• 高效能
• 换挡更清晰准确
• 优化换挡点和自动换挡 • 换挡更平顺
性能 (DCT, AMT)
• 换挡更协调
成本
• 产品更经济 • 更低的原材料消耗 • 更多的适应性
很高的功率密度
卓越的摩擦性能
优化的设计
Blocker ring • 冲压钢 1,8…2,5 mm
IONIT® 硬化 • 无需额外加工
双锥环 • 冲压钢 1,8…2,5 mm • 无需额外加工 • 用EF®5010 粘结
田 / 2/29/2020 / 25
高性能同步环
得益于高效的摩擦 性能和高强度， 可以有效的减少 结构的空间尺寸
由于采用冲压钢 可以大大降低重 量 (接近 30-40%)
黄铜
0.7
µmean < µend 1.0
µmean > µend
1.3
µmean / µend（近似于动摩擦系数比静摩擦系数
）
田 / 2/29/2020 / 17
小结—同步器摩擦材料性能对比
黄铜
纸
钼
换挡舒适性
µmean/µend≥1
摩擦系数恒定性
耐久性能
抗粗暴操作能力
磨损 /压缩 形变
冲压钢基体 • 1,8…2,5 mm • 不需要额外的加工
摩擦涂层 用碳复合材料 EF®5010粘结
热处理 • IONIT® • 低废品率 • 高经济性
详情 靠特殊的结构保证 定心
田 / 2/29/2020 / 24
设计多锥环
同样可用于像三锥环那样的情况 在内环粘结EF®5010
内环 • 冲压钢 1,8…2,5 mm • 无需额外加工
马德里 西班牙
Padstow AUS
米兰 意大利
Tokyo J
布莱达 荷兰
Shanghai PRC
Bron 法国
Wohlen 瑞士 Salzgitter 德国 Stalybridge 英国 Weissenborn 德国 Barboursville WV,
Coating Serv. IGT Wohlen 瑞士 Salzgitter 德国
Bergisch-G’bach 德 不莱梅 德国
国
那不勒斯 意大利
扎耳茨吉特 德国 俄亥俄, 美国
Hohenlockstedt 德 圣保罗 巴西
国
上海 中国
卓越的油品兼容 性（兼容目前所 有的齿轮油）， 并且不会产生有
害的微粒
由于出众的摩擦 性能和高的摩擦
系数恒定性， 会有很高的舒适性
田 / 2/29/2020 / 26
应用开发部门的组织结构
不莱梅
M. Spreckels 应用开发部门总监
代顿
U. Christoffer 同步环设计 欧洲/日本 市场
市场
航空、航天 发电 汽车 其他一些专业的市场
客户获益
通过经济的表面增强处理技术，改善产品的使用寿命、可 靠性和性能，最终增加客户的盈利能力
通过全球网络为所有客户提供专一和全面的服务
关键指标 2007 (单位 百万瑞士法郎)
Order intake
Sales Operating income Headcount as per 12/31
0
-300 -10 0
-200 0 0.0
__ 轴向力 [N] __ 摩擦力矩 [Nm]
0.1
0.2
0.3
__ 速度差 [1/min] __ 换档行程 [mm]
换档次数.: 润滑油温: 接触压力: 滑动速度: 被同步的惯性矩
2500
30
80 °C
mm
8 N/mm2
8 m/s
24
0.06 kgm2
21
Wet Friction Materials
EF®
纸基
非金属
复合材料
湿式摩擦材料 金属
碳纤维 烧结青铜
热喷涂
传统纸基 碳加强纸基 碳基复合材料
编制状 非编织状
CVD 树脂
黄铜 钼
EF® 5023 EF® 5010 EF® 5072 EF® 5050 EF® 7000
EF® 4840 EF® 3000
Troy MI, 美国
Westbury NY, 美国
Fort Saskatchewan
AB, 加拿大
Sales & Marketing
Hattersheim 德国 Przezmierowo PL
Farnborough 美国 Downey USA
斯德哥尔摩 瑞典 Singapore SIN
[运行100,000 次]
at 0.8 J/mm²
摩擦系数恒定性
运行100,000 次以上
EF™5010 熔结青铜 钼
田 / 2/29/2020 / 12
碳摩擦涂层与传统的金属摩擦涂层的摩擦性能对比
摩擦系数
0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02
0 0
μCc,End<μMe,End
HB
>120
g/cm3 6.8 -7.2
C35 / AISI1035
620 500 12 200000 >180 (>350 HV
氮化) 7.8
黄铜
600 380 13 105000
max. 200
8.4
田 / 2/29/2020 / 21
在直径73mm情况下，不同材料同步环基体的对比
粉末冶金
冲压钢
10
9
8
7
6
5
5
6
7
8
9
10
11
12
被替换系统的锥角 [°]
田 / 2/29/2020 / 14
抗粗暴操作能力
增加抗粗暴操作能力
碳基复合材料 EF®5010 烧结青铜
钼
纸
黄铜 0
1
2
3
4
失效能量水平 [J/mm2]
5
6
田 / 2/29/2020 / 15
逐渐增加
在换档过程中 在换档过程中
换档过程中摩擦系数恒定性
田 / 2/29/2020 / 9
对同步器零件的测试能力, SSP180 测试台记录的数据
3000 100 2000
rpm Nm
N
2400 80 1600
2100 70 1400
1800 60 1200
1500 50 1000
1200 40
800
900
30
600
600
20
400
300
10
200
0
0
Niederwürschnitz 德 金奈 印度
国
文索基特 美国
上海 中国
制造工厂 Lomm 荷兰 德布勒森 匈牙利 Marple 英国
Sales 2007: 753.1 Million CHF; Headcount: 2054 田 / 2/29/2020 / 4
苏尔寿优若凡
田 / 2/29/2020 / 19
碳材料是未来湿式摩擦技术的选择
苏尔寿
摩擦技术的生命周期
热喷涂 纸
烧结青铜 黄铜
碳
50 年
田 / 2/29/2020 / 20
同步环基体材料参数对比
抗张强度 屈服强度 断裂伸长率 杨氏模量
硬度
密度
烧结青铜 D39
N/mm2 600
N/mm2 420
%
2
N/mm2 130000
石油、天然气 (incl. HPI, CPI, etc.)
Hale Waihona Puke Baidu
纸浆和造纸
涡轮机和发电机
汽车
Sales 2007: 3 537 Million CHF; Headcount: 11 599
田 / 2/29/2020 / 2
苏尔寿 美科 – 专业的表面处理技术和服务
产品和服务
用于热喷涂和薄膜的设备和材料 热喷涂和薄膜涂层服务 等离子热处理服务 工业和航空用发动机零部件 为客户提供强有力的支持服务
设计验证和确认能力
▪ 设计和基本计算 性能 几何尺寸 材料负荷 配合公差分析
▪ 3D 建模 可视化 空间需求研究 drawings
▪ FE 分析 材料应力 接触压力分布 温度分布
▪ 试验
▪ 质量认证：
DIN ENISO9001:2000,
VDA 6.1 ， ISO/TS 16949
摩擦系数的恒定性
在寿命期间内逐渐减小 1.2
黄铜
纸
在寿命期间内逐渐增加 钼
烧结青铜 1.0
理想的摩擦性能
碳复合 EF™5010
逐渐减小
0.8 0.8
0.9
1.0
1.1
换档10万次内摩擦系数恒定性
1.2
田 / 2/29/2020 / 16
换挡舒适性
换档舒适性提高
碳复合材料 EF®5010
烧结青铜
钼
纸
工厂 工厂 / 研发中心
不莱梅 德国
代顿,俄亥俄 美国
圣保罗 巴西
上海 中国
那不勒斯 意大利
金奈 印度
田 / 2/29/2020 / 6
湿式摩擦材料的应用
液力变矩器用 离合器
用于手动、自动、手自一体变 速器的换挡零部件
用于四驱系统的分 动器的零部件
限滑差速器用零部 件
田 / 2/29/2020 / 7
苏尔寿优若凡被苏尔寿美科的表面处理 部门整合
2007 销售额: 7000万欧元
2007 员工人数 : 230人
目前苏尔寿优若凡致力于乘用车和卡车 变速器方面湿式摩擦材料和耐磨材料方 面的应用开发。
产品: 金属和碳材料涂层 变速器零部件
田 / 2/29/2020 / 5
苏尔寿 优若凡 – 公司所在地
换挡结束时摩擦系数
μCc>μMe
平均摩擦系数
ΔμCc<ΔμMe
摩擦系数波动
金属摩擦涂层 EF 5010™
1
2
3
4
5
6
m/s
8
滑动速度
田 / 2/29/2020 / 13
使用具有高摩擦系数的碳摩擦衬套以减少摩擦表面的数量并同时保证 足够的扭矩
替换系统的锥角[°]
12
11
双锥面系统 (µ=0.110.12) 代替 三锥面系统 (µ=0.080.10)
黄铜
重量 [g] 重量 [%]
惯量 [104 gmm2]
56 17% 10,3
47 40% 7,9
78 0% (参考)
12,4
田 / 2/29/2020 / 22
钢环将会逐渐取代铜环和粉末冶金环
同步环基体材料的生命周期
铜环
粉末冶金环
钢环 50 年
田 / 2/29/2020 / 23
设计一个单锥环
762.8
753.1 75.8
2 054
田 / 2/29/2020 / 3
公司所在地及机构
材料
热喷涂 设备
苏尔寿美科总部,温特图 W尔in,t瑞ert士hur (CH)
表面处理 (服务)
涂层服务
镀膜
汽车同步环
涡轮机构
Barchfeld 德国
Wohlen 瑞士
Westbury NY, 美国 Duisburg 德国
EF™5010 碳摩擦材料的特性
能量密度
整个工作寿命中
4 J/mm²
(短循环 / 粗暴操作: 5.2 J/mm²)
功率密度
整个工作寿命中
5 W/mm²
(短循环 / 粗暴操作: 7.3 W/mm²)
摩擦系数 µ (因润滑油而异) 0.11 – 0.12
摩擦系数dyn/stat 1.1
0.12 mm
轴向磨损 / 副
公司描述 苏尔寿摩擦系统
07.05.13
苏尔寿概观 – 核心部门和主要市场
我们是一家在工程和工业领域方面处于 领导地位的跨国公司
核心技术是材料技术和流体动力技术
苏尔寿 泵
各种泵的实施和解决方案
苏尔寿 美科 专业的表面处理技术
苏尔寿 化工
苏尔寿 涡轮 服务
化工机械的解决方案及服务 涡轮机械的解决方案及服务
S. Augustin 同步环设计
欧洲
H. Lehr 样品
U. Göhner 试验设备
技术和行政关系 技术关系
D. Guthrie 同步环设计 北美/南美
那不勒斯
N. Chiarello 同步环设计
意大利
上海
田钢强 / 将亚磊 同步环设计 中国
金奈
M. Rajkumar 同步环设计
印度
田 / 2/29/2020 / 27
☺
齿轮油兼容性
烧结 青铜
碳复合 材料
EF®5010
☺ ☺
☺ ☺
田 / 2/29/2020 / 18
耐油污性能
已证明与多种 MTFs, TAFs and ATFs相容
▪ Castrol BOT 95, 130, 207, 338, 341, 360 ▪ Castrol MTF 63 ▪ Castrol TAF 21 ▪ ESSO Gear Oil 317 ▪ Shell Spirax MA 80 W ▪ Petro Oil Canada Trak II Fluid ▪ Mobil I Synthetic 75W90 ▪ Mobil I Synthetic ATF ▪ Texaco 1874 MTX ▪ Havoline Dex III ▪ Fuchs DEA Titan ▪ Mercon III ▪ Pentosin PWA03016
0.20 0.18 0.16 0.14
18 0.12
15 0.10
12 0.08
9 0.06
6 0.04
3 0.02
0 0.00
0.4
0.5
0.6
__ 摩擦系数
-3 -0.02
s
0.8
time
田 / 2/29/2020 / 10
碳复合材料EF®5010的摩擦性能
田 / 2/29/2020 / 11
田 / 2/29/2020 / 8
当代同步器的一些要求
排放/ CO2
驾驶者
• 减轻重量
• 缩短换挡时间
• 高效能
• 换挡更清晰准确
• 优化换挡点和自动换挡 • 换挡更平顺
性能 (DCT, AMT)
• 换挡更协调
成本
• 产品更经济 • 更低的原材料消耗 • 更多的适应性
很高的功率密度
卓越的摩擦性能
优化的设计
Blocker ring • 冲压钢 1,8…2,5 mm
IONIT® 硬化 • 无需额外加工
双锥环 • 冲压钢 1,8…2,5 mm • 无需额外加工 • 用EF®5010 粘结
田 / 2/29/2020 / 25
高性能同步环
得益于高效的摩擦 性能和高强度， 可以有效的减少 结构的空间尺寸
由于采用冲压钢 可以大大降低重 量 (接近 30-40%)
黄铜
0.7
µmean < µend 1.0
µmean > µend
1.3
µmean / µend（近似于动摩擦系数比静摩擦系数
）
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小结—同步器摩擦材料性能对比
黄铜
纸
钼
换挡舒适性
µmean/µend≥1
摩擦系数恒定性
耐久性能
抗粗暴操作能力
磨损 /压缩 形变
冲压钢基体 • 1,8…2,5 mm • 不需要额外的加工
摩擦涂层 用碳复合材料 EF®5010粘结
热处理 • IONIT® • 低废品率 • 高经济性
详情 靠特殊的结构保证 定心
田 / 2/29/2020 / 24
设计多锥环
同样可用于像三锥环那样的情况 在内环粘结EF®5010
内环 • 冲压钢 1,8…2,5 mm • 无需额外加工
马德里 西班牙
Padstow AUS
米兰 意大利
Tokyo J
布莱达 荷兰
Shanghai PRC
Bron 法国
Wohlen 瑞士 Salzgitter 德国 Stalybridge 英国 Weissenborn 德国 Barboursville WV,