[發明專利]大型飛機用粉末冶金航空剎車材料及制備工藝

無效

• 申請號: 200610136830.2
• 申請日: 2006-12-08
• 公開（公告）號: CN101195898A
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發明（設計）人: 姚萍屏;熊翔;黃伯云;汪琳;易茂中;張紅波;馮志榮;白燕麟
• 申請（專利權）人: 中南大學;湖南博云新材料股份有限公司
• 主分類號: C22C45/00
• 分類號: C22C45/00;C22C1/05;F16D69/00;B22F3/14
• 代理公司: 中南大學專利中心
• 代理人: 胡燕瑜

技術領域：

本發明涉及一種應用于大型飛機的粉末冶金航空剎車材料及其制備工藝，具體說是一種新型銅基粉末冶金航空剎車材料。

背景技術：

剎車副是飛機剎車裝置中的易耗件，每年約需更換3～4次。粉末冶金航空剎車材料是大型民用飛機和軍用飛機剎車副中的關鍵材料之一，利用剎車材料與對偶材料的摩擦力使飛機的動能轉變為熱能和其它形式的能量，散發到空氣中，從而使制動裝置達到制動的效果。

波音737系列飛機是國內目前及今后相當長時間內重要的新一代大型干線飛機，國內各大航空公司相繼訂購了大量波音737系列飛機，所需的剎車副全部依賴進口。目前使用的國產粉末冶金航空剎車材料應用到新型飛機上存在制動力不足、可靠性差和使用壽命短等技術缺陷。本發明通過材料設計、制造工藝研究、地面慣性臺對比驗證試驗和飛行驗證試驗及實際使用等方面的研究工作和驗證工作，獲得了一種高性能長壽命的新型粉末冶金航空制動剎車材料及其制備工藝。

發明內容

本發明的目的是獲得一種符合大型飛機使用的長壽命航空剎車材料的配方及其制備工藝。

本發明剎車材料的成分質量百分比為：鐵8～18％、石墨8～16％、海砂4～10％、錫1～5％、鎳1～3％、SiC1～5％、Al₂O₃1～5％、二硫化鉬1～5％、銅50～75％。

剎車材料制造工藝如下：

制備剎車材料混合料：

根據混合料的總質量和具體成分配比稱取各種粉末，混合均勻后

摻入航空煤油，混合均勻。

制取粉末壓坯：

將混合料倒入壓模的模腔內，經壓制過程，制得壓坯，壓制壓力350～450Mpa。

支撐鋼碗準備：

鋼碗是用來支撐剎車材料，采用45號鋼板加工。加工后電鍍鎳/銅，電鍍層厚度10～20μm。

粉末壓坯的加壓燒結：

粉末壓坯放置于鋼碗內，平放在專用石墨板上，移入燒結爐中進行加壓燒結。加壓燒結工藝如下：升溫2～4小時，保溫2～3小時，保溫溫度950～1020℃，保溫壓力1.5～3.0Mpa，氫氣等還原性氣氛保護燒結。經機械強度、摩擦磨損等性能檢測合格后，在特種磨床上加工至產品要求的尺寸。

本發明獲得的剎車材料主要物理機械性能及典型金相組織見表1。

表1??剎車材料主要物理機械性能

密度(g/cm³)孔隙度(％)表觀硬度(HRF)抗彎強度(MPa)5.3～5.9＜1.55～6085～91

本發明相對于現有粉末冶金航空剎車材料和制備技術，其優點如下：

1)創新性采用廉價的海砂型二氧化硅為主，配以適當粒度分布的碳化硅和氧化鋁作為摩擦組元：碳化硅粒度：40#～100#；氧化鋁粒度分布：40～80um

2)在材料設計方面，采用了鐵/鎢/鎳等作為合金組元的銅基粉末冶金剎車材料，獲得了新的剎車材料基體；

3)修正了鐵在銅基粉末冶金航空剎車材料中作為摩擦組元的觀點，研究了鐵作為基體強化組元的機理；

4)采用梯度升溫和分階段加壓的加壓燒結工藝，保證剎車材料的致密化和材料各組元反應充分；

5)使用壽命長；

所獲得的新型剎車材料及其組成的航空剎車副，在熱溫度場、摩擦磨損性能、系統協調性及使用壽命等方面，達到或超過進口剎車副，達到國際先進水平，剎車副滿足波音737系列大型飛機的制動要求。

附圖說明