[發明專利]一種環保高耐磨風電制動摩擦片材料

有效

• 申請號: 201310087701.9
• 申請日: 2013-03-19
• 公開（公告）號: CN103131389A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 陳華;賈素秋;魏靜丹;孫詩涵;韓丹;苑達
• 申請（專利權）人: 長春工業大學
• 主分類號: C09K3/14
• 分類號: C09K3/14
• 代理公司: 長春眾益專利商標事務所(普通合伙) 22211
• 代理人: 趙正

技術領域

本發明屬于工業材料制造技術領域，是一種摩擦片的材料。

背景技術

制動摩擦片是風力發電機中的關鍵部件，其性能直接影響風力發電的可靠性和安全性及風力發電的效率，在風力發電機中起著重要的作用。制動摩擦片材料不僅需要有高的摩擦系數和低的磨損率，還應具有良好的導熱性及機械性能等，傳統的制動摩擦片耐熱溫度低，磨損率大，含鉛等重金屬，使用周期短，影響了風機的發電效率。

當前國內摩擦材料的主性能缺陷是：密度大、阻燃性能差、高溫瞬時摩擦系數低且不穩定、磨耗大壽命短、噪音污染嚴重。同時摩擦材料中普遍存在的重金屬Pb對環境的污染也是相當嚴重，無法滿足現代工業發展及環保要求，目前國內市場上的風電摩擦片均為進口，價格非常高。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種環保高耐磨風電制動摩擦片材料。

本發明解決技術問題的方案是采用銅、鐵、錫、鋯英石、石墨和碳纖維作為原材料，其重量百分比為：

石墨???????10~15%；

碳纖維?????1~3%；

鐵?????????4~7%；

錫?????????6~7%；

鋯英石?????1~3%；

余量為銅；

其中，鋯英石-70目；鐵粉?-200目；錫粉-70目；銅粉70目；石墨片長為260~300μm，寬為180~200μm，厚度為180~200μm；碳纖維為片狀，長為260~300μm，寬為100~200μm，碳纖維片厚度為1~2μm；

制備步驟如下：

首先按成分配比將除石墨和碳纖維以外的其它材料充分混合，然后再加入石墨和碳纖維充分均勻混合；將混合后的粉末進行冷壓，壓強為570MPa，成型后保持1min；在氫氣氛下進行燒結，溫度為830℃，燒結時間為35min。

本發明優選原材料重量百分比為：

石墨???????11~14%；

碳纖維?????1~3%；

鐵?????????5~6%；

錫?????????6~7%；

鋯英石?????1~3%；

余量為銅。

本發明最佳原材料重量百分比為：

石墨???????13%；

碳纖維?????2%；

鐵?????????5?%；

錫?????????7%；

鋯英石?????2%；

銅?????????71%。

通過MM-1000摩擦磨損試驗機測試摩擦磨損性能，利用多用途沖擊試驗機測試沖擊強度。摩擦系數在0.32～0.37之間，磨損率≤0.25×10^-7cm³/（N.m），沖擊強度≥4.5J/cm²，壽命是常規摩擦片的2～3倍。

本發明的有益效果是：成分中不含鉛符合環保要求，摩擦系數穩定，產品使用壽命長；由一定量的碳纖維、較大石墨片及顆粒硬質點組成的多孔性結構設計可以很好地控制摩擦材料密度、氣孔率、導熱性等，且有利于減少制動盤損傷和降低產生制動噪音的程度。

附圖說明

圖1是成分為石墨?15%，碳纖維?3%，?鐵4%，鋯英石2%，錫?6%，銅?70?的燒結組織掃描電鏡圖片；

圖2是成分為石墨?10%，碳纖維?1%，鐵?7%?，鋯英石2%，錫7%，銅?73?的燒結組織掃描電鏡圖片；

圖3是成分為?石墨?12%，碳纖維?2%，鐵?6%?；鋯英石3%，錫6%，銅?70?的燒結組織掃描電鏡圖片；

圖4是成分為?石墨?10%，碳纖維?1%，鐵?4%?；鋯英石3%，錫?7%，銅?75?的燒結組織掃描電鏡圖片；

圖5?是成分為石墨?10%，碳纖維?1%，鐵4%?；鋯英石3%，錫?7%，銅?75?的燒結組織摩擦磨損表面形貌金相照片；

圖6是成分為石墨?15%，碳纖維?3%，鐵?4%，鋯英石2%，錫6%，銅70?的燒結組織摩擦磨損表面形貌金相照片；

圖7是成分為石墨?10%，碳纖維?1%，鐵?7%，鋯英石2%，錫7%，銅73的燒結組織X射線衍射圖。

具體實施方式

實施例1、