[發明專利]一種航空高功率密度濕式離合器用粉末冶金摩擦片材料

有效

• 申請號: 202110427139.4
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113153927B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 姚萍屏;譚武中;周海濱;鄧敏文
• 申請（專利權）人: 中南大學;中國航發湖南動力機械研究所
• 主分類號: F16D13/64
• 分類號: F16D13/64;F16D69/02
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 蔣太煒

本發明公開了一種航空高功率密度濕式離合器用粉末冶金摩擦材料，該摩擦材料采用體積百分數計量的組分為：銅35～55％、錫1～5％、二氧化硅4～6％、二氧化鋯4～6％，鱗片石墨20～35％、顆粒石墨5～15％，二硫化鉬1～2％。本發明具有獨特的體積百分比控制成分配比，材料組分簡單，采用顆粒石墨和鱗片石墨的組合石墨體系，對粉末粒度分布范圍進行可控設計，采用體積百分比大于50％非金屬組元的摩擦材料，通過配料、混料、壓制和燒結等工藝，制得低密度粉末冶金摩擦材料，具有良好的高功率密度脫接排服役能力，滿足航空高功率密度濕式離合器的脫接排功能。

技術領域

本發明涉及粉末冶金摩擦材料技術領域，尤其涉及一種先進直升機變速傳動系統高功率密度摩擦離合器用粉末冶金摩擦材料。

背景技術

航空摩擦離合器是實現變速傳動系統兩檔轉速平穩切換的執行機構，具有功率密度高(≥2KW/Kg)、體積小、效率高等特點，近年來受到了廣泛的應用，尤其在先進直升機等特殊應用領域。由于高功率密度對同種結構低重量的要求，也導致了該種類離合器產生的熱量較高。離合器的性能受到溫度的影響，其中最為顯著的影響在于對離合器摩擦片材料綜合摩擦磨損性能的影響。要確保高功率密度離合器的有效可靠運行，就必須保證離合器具有足夠的能量吸收和散熱能力，在離合器結構確定的條件下，難點在于離合器摩擦片的材料設計。

目前，應用于離合器的摩擦材料主要有樹脂基材料和粉末冶金摩擦材料。樹脂基摩擦材料采用樹脂和橡膠作為基體，添加金屬和非金屬的摩擦組元及潤滑組元，采用熱壓工藝制備而成，具有工藝簡單，但耐溫性和抗熱衰退能力較差，主要應用在低功率密度如汽車離合器中。粉末冶金摩擦材料是以金屬及其合金粉末為基體，添加合適的潤滑組元和摩擦組元，采用粉末冶金工藝制成，具有導熱性好，耐熱性好，抗熱衰性能強，使用壽命長，摩擦性能穩定等特點。由于離合器工作時，頻繁的脫接排導致離合器摩擦副表面溫度高、散熱的潤滑油傳導熱量多，粉末冶金摩擦材料將被推廣應用于離合器中。

中國專利文獻CN 112123646 A公開一種低磨損碳纖維汽車離合器摩擦片生產用硫化方法，包括以下步驟：混合原料制備、投料合模、加壓熱硫化、排壓取件、胚料后處理和半成品檢驗；其重量份比為碳纖維20份、無機類陶瓷纖維材料15份、六鈦酸鉀晶須15份、芳綸纖維10份、樹脂粘接劑8份、纖維類增強劑5份、工藝調節劑5份、摩擦調節劑3份、石墨顆粒8份、氮化硼4份和竹炭纖維6份。該材料為汽車離合器用樹脂基摩擦材料，組元配比采用重量百分比。

中國專利文獻CN 112010584 A一種高強度耐磨損復合纖維汽車離合器摩擦片，包括以下重量份原料：玻璃纖維35～45份、碳纖維30～40份、碳化硅10～15份、石墨粉15～20份、藍晶石粉末5～10份、六鈦酸鉀晶須10～15份、芳綸纖維10～15份、環氧樹脂膠粘劑10～16份、纖維類增強劑5～10份、工藝調節劑5～10份、摩擦調節劑5～10份、氮化硼3～5份、竹炭纖維10～20份；該材料也是一種樹脂基汽車離合器摩擦材料，組元多，也采用重量百分比。

中國專利文獻CN112176216A公開了一種銅基粉末冶金摩擦材料及其制備方法。該銅基粉末冶金摩擦材料是由原料經過配料混合后，經過冷壓后在高溫熱壓燒結而成，原料按質量百分比計，包括鐵粉8～15％；錫粉5～8％；二氧化硅4～7％；碳化硅2～3％；石墨粉12～16％；二硫化鉬粉3～6％；余量為銅粉。該摩擦材料具有高強度、好的耐熱性及耐磨性，采用的石墨粉，未采用顆粒石墨和顆粒石墨與鱗片石墨的組合體系。計量采用質量百分比，不能直觀了解各組元在摩擦表面的分布狀態。

中國專利文獻CN101493127公開了一種銅基粉末冶金高速閘片，該材料的各組分按照質量劃分，包括銅粉50～70％、鉍粉2～5％、粒狀石墨5～11％、氮化硼1～4％、錫粉4～8％、鉻粉1～5％、鈦粉1～5％、鎳粉2～6％、鐵粉3～8％、氧化鋁2～6％、二氧化硅3～8％、鋯英石2～7％。該摩擦材料含有12種組元，組元復雜，也采用的質量百分比，未采用鱗片石墨和顆粒石墨與鱗片石墨的組合體系。