[發明專利]一種粉末冶金摩擦材料的制備方法

在審

• 申請號: 201810995683.7
• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號: CN109023170A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 劉菊花;周立;駱兵建
• 申請（專利權）人: 佛山朝鴻新材料科技有限公司
• 主分類號: C22C47/20
• 分類號: C22C47/20;B22F1/00;B22F7/08;C22C49/02;C22C49/14
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本發明涉及一種粉末冶金摩擦材料的制備方法，屬于材料加工技術領域。本發明是由銅和鐵為基體組元、鉻和鉻鐵粉為摩擦組元、石墨與二氧化硅為潤滑組元，用三種纖維材料混雜增強而組成；三種纖維材料優勢互補，能夠提高摩擦材料的耐高溫和耐磨能力；在燒結過程中，隨著溫度逐漸升高，玻璃纖維逐漸變為熔融狀，與陶瓷纖維網和硼纖維網黏連，三種纖維材料混雜在摩擦材料中構成三維網狀結構，能夠分散減少摩擦材料所受到的沖擊力，提高摩擦材料的機械性能，使得摩擦系數更穩定；由于陶瓷纖維具有比熱小的特點，減少了制動時摩擦材料溫度的上升速度，避免了由于溫度急速升高而導致的體積變化，進一步提高了摩擦材料的穩定性。

技術領域

本發明涉及一種粉末冶金摩擦材料的制備方法，屬于材料加工技術領域。

背景技術

剎車片是決定列車行駛速度、緊急制動能力，確保運行安全的關鍵制動部件。為確保高速列車的運行安全，要求剎車片具有：（1）高的摩擦系數穩定性。在高的溫度、壓力和速度情況下，需要閘片的摩擦系數足夠高，并且有足夠的穩定性。在試驗臺測得的摩擦系數的瞬時值和平均值應在各相應公差帶的范圍內。制動磨合時，閘片摩擦系數的變化不得超過磨合完成后同樣條件下所得數值的±15%。在其他條件不變時，在最大接觸壓力、潮濕情況下得到的平均摩擦系數相對于干燥條件下的變化不能超過±15%。（2）高的抗粘結性。不與摩擦副工作表面發生粘結，不產生摩擦表面的剝落、擦傷、揮結及其他毀壞性的破壞。（3）高的耐熱性。要能保持瞬時摩擦升溫到900～1000℃和長時間摩擦升溫到300～400℃時，其機械性能和摩擦性能基本保持不變。（4）高的熱物理穩定性。摩擦材料應當能承受頻繁的熱變化，即能抗熱疲勞，同時還應具有相當高的導熱系數、比熱值和盡可能小的線性膨脹系數。（5）足夠的機械強度。材料不應產生破裂、分層、深裂紋、剝落和與鋼背剝離的情況；保證可行的磨損速率。（6）高的耐磨性。耐磨性主要取決于閘片的工況條件。對于粉末冶金材料閘片，UIC允許的磨耗量是0.35cm³/MJ，以保證動車組閘片有足夠長的壽命。（7）高的環境友好性。制動時應平穩、噪音低。在材料中不能加入不利于環保的石棉、鉛等有害物質。在制動過程中和制動后，材料及其磨損產物不應燃燒、冒煙和散發出不好的氣味。應能長期在潮濕環境下和溫度范圍在﹣60℃～﹢50℃下具有較強的抗腐燭性。因此，高速列車剎車片的制備是一項難度很高的關鍵技術。

目前我國時速200公里以上的高速列車剎車片基本依賴進口，時速250公里以上高速列車剎車片全部依賴進口。依賴進口產品不僅成本高昂、訂貨周期長，而且受制于人，必須盡快研制出具有自主知識產權的高性能剎車片替代進口產品，填補市場急需。

新型的粉末冶金摩擦材料重點關注材料的導熱性和強度。發展了鐵基和銅基兩大主要摩擦材料，為充分利用二者性能優勢又發展了鐵銅基摩擦材料。另外還有鋁基、鎳基、鉬基、鈹基等摩擦材料，這些材料不常用，一般用于條件比較特殊的場合。粉末冶金摩擦材料在性能質量上具有突出的優點，在組分的設計，產品的多樣化上也極具靈活性，由于它可以任意改變材料的組分，可避免傳統制造工藝產生的疏松、縮孔、偏析及品粒粗大等冶金缺陷。且粉末冶金閘片的使用溫度較高，制動時表面溫度可達500℃以上，仍保持有較小的磨損率并具有優良的摩擦特性，且具有低的彈性模量和高的能量吸收率。

發明內容

本發明所要解決的技術問題：針對現今開發出來的粉末冶金摩擦材料摩擦系數不夠穩定的問題，提供了一種粉末冶金摩擦材料的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

（1）取銅粉、鐵粉、鉻粉、鉻鐵粉、石墨、二氧化硅和機油在混料設備中充分混合，得到混合料；

（2）將混合料冷壓成型，得到坯塊，重復制備得到三塊胚塊；

（3）取玻璃纖維，交織鋪疊為玻璃纖維網；取陶瓷纖維，交織鋪疊為陶瓷纖維網；取硼纖維，交織鋪疊為硼纖維網；

（4）將三種纖維網鋪疊在胚塊中得到胚塊層；