[發(fā)明專利]粉末冶金鐵基摩擦材料層與鋼背的粘接方法及粘接材料

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201610268164.1
• 申請日: 2016-04-27
• 公開（公告）號: CN105772707A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設計）人: 劉聯(lián)軍;李利;陳美娜;盧宏;張婧琳
• 申請（專利權）人: 西安航空制動科技有限公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F7/08;C22C9/00;C22C32/00
• 代理公司: 西北工業(yè)大學專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

技術領域

本發(fā)明涉及材料領域，具體是一種粉末冶金鐵基摩擦材料與鋼背的連接方法。

背景技術

粉末冶金鐵基摩擦材料由于含有大量非金屬成分，造成材料脆性較大，機械強度 不夠高，特別是受到沖擊載荷時，會產生脆斷、掉塊等缺陷，因此，工程應用上常常 采用一定強度的鋼背作為粉末冶金層的加強元件，通過燒結的方法粘接成一體形成雙 層結構，以達到確保摩擦磨損性能的同時提高機械強度的目的，因此粉末冶金層與鋼 背的結合方式會直接影響粉末冶金層的使用性能。

隨著粉末冶金燒結材料生產技術的發(fā)展完善，粉末冶金摩擦材料層與鋼背的連接 方式由最初的簡單機械式連接，發(fā)展到采用強度較低的易熔金屬(錫焊或銀焊)作為 粘結材料形成過渡層進行連接，以及現(xiàn)在行業(yè)中普遍采用的將一定比例的金屬銅粉及 鐵粉混合作為粘結材料形成過渡層的連接方式，都未能完全解決粉末冶金鐵基摩擦材 料層與鋼背的連接質量問題。比如采用成分為銅粉50～80％、鐵粉20-50％的混合粉作 為粘結材料，并與粉末冶金鐵基摩擦材料層一起壓制形成過渡層，將過渡層面再與鍍 銅或鍍鎳鋼背組裝，通過加壓燒結的方法使之與鋼背相粘結，但因粉末冶金鐵基摩擦 材料配方及燒結工藝參數(shù)的不同，粉末層與鋼背會出現(xiàn)不連接或連接質量不穩(wěn)定以及 鋼背滲碳變脆等問題。

專利CN104259466A發(fā)明的是一種銅基粉末冶金復合材料與鋼的連接方法，主要通 過在壓坯表面涂抹粘結劑，在鋼背的連接面鋪撒銅基金屬混合粉，然后經加壓燒結， 實現(xiàn)銅基粉末冶金層與鋼背的連接。專利CN103438132A發(fā)明的是一種銅基粉末冶金復 合材料與鋼背的連接方法，主要特征為在過渡層噴涂混合金屬粉與有機容劑，常溫下 噴涂，起到提高兩者結合性的作用。兩者均為銅基粉末冶金復合材料與鋼背的結合方 法，一種為鋪撒銅基混合粉經加壓燒結進行連接，另一種為常溫下噴涂金屬粉與有機 溶劑實現(xiàn)連接，這兩種方法目前尚不能實現(xiàn)鐵基摩擦材料與鋼背的高強度連接。

發(fā)明內容

為克服現(xiàn)有技術中存在的不能實現(xiàn)鐵基粉末冶金材料與鋼背的高強度連接的不 足，本發(fā)明提出了一種粉末冶金鐵基摩擦材料層與鋼背的粘接方法及粘接材料。

本發(fā)明提出的粘接粉末冶金鐵基摩擦材料層與鋼背的具體過程是：

步驟1、原材料處理：所述的原材料處理包括：

a.還原：將鐵粉、銅粉在氫氣氣氛保護下進行還原。所述鐵粉的還原溫度為 600～700℃，銅粉的還原溫度為350～450℃。還原中的保溫時間均為2～3小時。

b.球磨：將還原合格的鐵粉、銅粉分別放入球磨機中進行球磨；鐵粉球磨時間 0.5～1小時,銅粉球磨時間0.5～1小時。

c.過篩：將球磨后的鐵粉、銅粉分別用200目篩網進行過篩，取篩下物。將采購 的碳化硅分別用40目和80目篩網進行過篩，取中間物。

d.烘干：將過篩后的碳化硅放入烘箱內，在120～150℃保溫下2.5～3.0小時， 以除去粉末中的水分。

步驟2、配料、混料：

按比例稱量上述經過處理的電解銅粉、還原鐵粉、錫粉和碳化硅粉；所述電解銅 粉的質量百分比為55～75％，還原鐵粉的質量百分比為15～35％，錫粉的質量百分比為 1～10％，碳化硅粉的質量百分比為2～6％。

將稱量的鐵粉、銅粉和錫粉和碳化硅粉放入料盒，加入混合油并攪拌均勻后，裝 入混料機混合4～8h，得到粘結材料的混合料。混料機轉速為40～45轉/分鐘。

混料時間為4～8小時，得到粘結材料的混合料。

所述的混合油是由1：1的機油和汽油混合而成，每公斤預混合料加入10ml所述 的混合油。

步驟3，壓制：

稱量所需的粘結材料的混合料。根據(jù)單件產品中粘結材料的質量＝粘結材料密度× 產品體積的公式，計算并稱量產品所需的粘結材料的混合料。

稱量所需的粉末冶金鐵基摩擦材料混合料。根據(jù)單件產品中粉末冶金鐵基摩擦材 料混合料混合料重量＝摩擦材料密度×產品體積的公式，計算并稱量產品所需的粉末冶 金鐵基摩擦材料的混合料。所述的產品是指摩擦材料與鋼背燒結后的組合體。所述鐵 基粉末冶金鐵基摩擦材料由87％的鐵粉、6％的石墨粉、2％的鉬粉、3％的鉛粉和2％的錳 粉組成；所述的比例為質量比。所述的鐵粉、鉬粉和鉛粉均為-200目，所述的石墨粉 為-100目，所述的錳粉為-300目。