[發明專利]一種用于風力發電設備制動器的燒結摩擦材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201110055223.4
• 申請日: 2011-03-09
• 公開（公告）號: CN102676871A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 宋立丹
• 申請（專利權）人: 北京古特萊航空科技發展有限公司
• 主分類號: C22C9/04
• 分類號: C22C9/04;C22C1/05;F16D69/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及粉末冶金行業中的一種用于風力發電設備鉗盤式制動器摩擦襯墊的新型銅基燒結摩擦材料及其制備方法。

背景技術：

由于風能是最具商業潛力、最具活躍性的可再生能源之一，其使用清潔、成本低且取之不盡，近十幾年來全球風力發電產業裝機量每年以25％的增速量飆升。國內目前的風電裝備市場大部分份額被國外設備制造企業所占有，中國風電設備制造業還相當依賴國外技術，尤其是一些核心設備只能依靠進口，實現風電設備的國產化已成為當務之急。

制動器是風力發電機組制動系統中的關鍵組件，在制動過程中摩擦力的變化決定著發電機組高速軸和低速軸的減速變化。就現代風力發電機組制動系統的鉗盤式制動器摩擦襯墊的摩擦材料而言，采用的是已廣泛應用且技術較成熟的金屬陶瓷摩擦材料。但研究和使用表明，金屬陶瓷摩擦材料與鋼構成的摩擦副在變化較大的速度范圍內及額定的制動壓力下，其剎車力矩曲線呈現出明顯的“馬鞍型”，且制動力矩的最大值與最小值的比值遠超過1.5，因此，摩擦系數的穩定性不高，這是不符合相關標準要求的(如JB/T?10401.1-2004，《離網型風力發電機組制動系統》第1部分，技術條件之5.3.3b：在規定的溫度范圍內，動摩擦系數具有一定的相對穩定性，最大值一般不應超過最小值的1.5倍)。因此，本項目研制的用于風力發電設備鉗盤式制動器摩擦襯墊的銅基燒結摩擦材料配方中，將陶瓷硬質摩擦組元去掉，以硬質的金屬間化合物替代。并通過分級混料法和擴散燒結工藝方法，獲得的摩擦材料，具有摩擦系數穩定性高，耐磨性好，抗熱震性好，受大氣的溫度、濕度變化的影響小，不用改變摩擦裝置的結構設計可以代替現用的鉗盤式摩擦襯墊。致使制動器具有制動效率高、剎車平穩，摩擦副無變形、粘結、卡滯和失調等優點，特別是可減少對制動盤的磨損和劃傷。

發明內容：

本發明所要解決的第一個技術問題是提供一種適用于風力發電設備鉗盤式制動器摩擦襯墊的銅基燒結摩擦材料。

本發明所要解決的第二個技術問題提供一種銅基燒結摩擦材料的制備方法。

為了解決上述第一個技術問題，本發明提供的銅基燒結摩擦材料，其材料配比按重量百分比計算為：基體組元78％，潤滑組元14％，摩擦組元8％。所述的基體組元由銅粉、鋅粉、鎳粉和錫粉組成，所述的潤滑組元由石墨粉和二硫化鉬組成，所述的摩擦組元由鐵-鉻合金粉組成。

為了解決上述第二個技術問題，本發明提供的銅基燒結摩擦材料的制備方法，包括分級混料法和摩擦材料與鋼背相結合的擴散燒結工藝方法。

具體實施方式：

下面結合實施例進一步說明該發明的效果。

實施例：所述銅基燒結摩擦材料中銅粉、鋅粉、鎳粉、錫粉、石墨粉、二硫化鉬和鐵-鉻合金粉之間的重量比例為：

具體制備方法如下：

(1)原材料準備：原材料入廠應附有合格證或質量保證單。用標準篩將各種粉末篩分成不同粒度范圍，以有效地填充相互接觸顆粒間的孔隙。這有助于冷壓制后達到最佳密度。

1?銅粉：-200目

2?鋅粉：-200目

3?鎳粉：-200目

4?錫粉：-200目

5?石墨粉：-80～+120目

6?二硫化鉬：膠體粉劑

7?鐵-鉻合金粉：-100～+200目

(2)配料：銅粉、鋅粉、鎳粉、錫粉、石墨粉、二硫化鉬、鐵-鉻合金粉之間的重量比例為：

(3)混料：采用分級混料法，將銅粉、鋅粉、鎳粉、錫粉、石墨粉、二硫化鉬、鐵-鉻合金粉按如下步驟進行分級混合：

[A]：銅粉+鋅粉+鎳粉+錫粉，將[A]倒入V型混料桶，機混1小時；

[B]：[A]+鐵-鉻合金粉；再添加摩擦材料總重0.7％的10#機油，機混1小時；

[C]：[B]+石墨粉+二硫化鉬，機混4小時；

(4)壓制：金屬粉末在室溫下進行壓制成型，壓制壓力為5～5.8t/cm²，壓制后的壓坯密度為5.5～6.5g/cm³。

(5)燒結：燒結一般是在氫氣保護下進行，

燒結溫度：870±10℃；

保溫時間：3～5小時；

燒結壓力：1.8～2.2MPa。