[發明專利]一種用于濕式同步器齒環的銅基粉末冶金摩擦材料

有效

• 申請號: 201711473280.8
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108149061B
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 李文平;柳超;張薇;李波;鄧飛
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: C22C9/04
• 分類號: C22C9/04;B22F1/00;C22C1/05;B22F5/08
• 代理公司: 22100 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司
• 代理人: 王薇<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明涉及一種用于濕式同步器齒環的銅基粉末冶金摩擦材料，其特征在于包括如下組分，其中每個成分的含量以重量百分比來表示：2.0?4.0%石墨，1.5?2.5%Al，0.2?1.3%SiO₂，0.5?1.5%Fe，3.5?6.5%Mo，1.5?3.5%Sn，2.0?5.0%W，12.0?15.0%Zn，其余為Cu；具體工藝過程如下：按上述組元成分及配比進行混粉、壓制，壓制后的銅基粉末冶金摩擦材料與鋼背燒結為一體，最終安裝于同步環工作錐面。該摩擦材料以Cu為基體，添加Al、Mo、W等元素，并優化了成分配比，經混粉、壓制后，與鋼背燒結成一體，安裝于同步環工作錐面，該材料的摩擦學性能優于傳統的黃銅合金，有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種用于濕式同步器齒環的銅基粉末冶金摩擦材料，屬汽車摩擦材料技術領域。

背景技術

同步器齒環是汽車變速系統的關鍵部件。同步環安裝在同步器接合套內，圖1為同步環的零件示意圖，其工作原理主要是：在變速器換擋時撥叉帶動接合套靠近待接合齒，同步環內錐面與待接合齒齒圈外錐面接觸產生摩擦，通過摩擦的作用使接合套與待接合齒迅速實現同步，避免了轉速不同的齒輪直接接觸，完成平穩的換擋。目前，市場上的同步器大多為濕式，為保證換擋過程的平順、穩定，通常要求同步環具有如下摩擦磨損特性：（1）低磨損率；（2）靜、動摩擦系數比接近于1.0；（3）持續穩定的動摩擦系數。此外，由于個別駕駛員的野蠻操作及可能出現的惡劣工況條件，要求同步環材料須具備一定的抗過載能力。

早期的同步環均采用銅合金制造。隨著汽車向高速重載的趨勢發展，傳統的銅合金材料在磨損率、摩擦系數穩定性等方面的性能指標已不再能滿足現代汽車技術的發展需求。在同步環工作錐面制備功能層材料，可顯著改善同步環的摩擦磨損特性。常用的功能層材料主要有紙基材料、噴鉬材料、銅基粉末冶金材料、碳復合材料等。其中，銅基粉末冶金材料具有磨損小、耐高溫，摩擦系數穩定、噪音低等優點。為增加強度，通常將銅基粉末冶金材料壓制后與鋼背燒結為一體安裝于所需零件中。

中國專利文獻（CN 105154710A）中公開了一種耐摩擦氮磷復合銅基粉末冶金材料及其制備方法，其中鐵15%~25%，鎂3.0%~7.5%，鎳0.45%~1.65%，鈷0.29%~1.45%，硬脂酸鋅0.18%~0.65%，硬脂酸鈣0.15%~1.36%，三氧化二鋁1.6%~3.8%，氮化硅2.4%~5.7%，膨潤土0.13%~1.25%，磷酸三苯酯1.3%~3.4%，余量為銅。

中國專利文獻（105778406A）中公開了一種車用銅基粉末冶金復合摩擦材料及其制備方法，所述基體材料的原料配比組成為：銅粉基組分55‐70％，摩擦組分15‐20％，潤滑組分10‐25％；以質量百分比計，所述銅基粉組分由75‐95％銅粉和5‐25％鐵粉；摩擦組分為石英石、三氧化二鋁和碳化硅中的一種或多種；潤滑組分為CaF2、WS2、BN、Pb和Bi中的兩種以上。

中國專利文獻（CN 104384504 A）中公開了一種銅基粉末冶金摩擦材料及其制備方法。該材料由以下重量份配比的原料制成：銅粉60-64份、鐵粉6-10份、碳化硅粉3-6份、硫化錳粉3-6份、鋯剛玉粉4-7份、鎳粉1-4份、鈷粉2-5份、氧化鋁粉2-5份、鉀長石粉2-5份、硅微粉1-4份。

在所查詢的專利中，未查到同時添加Al、Mo、Sn、W元素的粉末冶金材料，尤其未查詢到添加W的銅基粉末冶金材料。

同步環的使用特性決定了其材料必須具備穩定的動摩擦系數、接近的靜、動摩擦系數比值、較小的磨損及較大的抗極壓載荷等性能。在所查詢專利的權利要求中，未查詢到對于靜、動摩擦系數比及抗極壓載荷的保護內容，特別是沒有查到利用階梯加載方式評價材料抗過載能力的相關內容。

發明內容