[發明專利]一種高耐熱濕式銅基摩擦片及其制作方法

有效

• 申請號: 202210406177.6
• 申請日: 2022-04-18
• 公開（公告）號: CN115074574B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 許成法;胡錚;張國洪;張坤;王志濤;張登;金孔杰;戴國文;韓明;魏炳忱;楊水余;周煥輝;錢富
• 申請（專利權）人: 杭州前進齒輪箱集團股份有限公司;中國北方車輛研究所
• 主分類號: C22C9/02
• 分類號: C22C9/02;C22C9/04;C22C32/00;B22F3/02;C25D7/00;C25D3/38;B22F3/10;B22F3/24;B22F7/04;F16D69/02
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務所有限公司 33214
• 代理人: 李久林

本發明公開了一種高耐熱濕式銅基摩擦片及其制作方法，該摩擦片包括如下組分及質量百分比：電解銅粉60?70％，錫粉3?7％，鋅粉5?9％，天然鱗片石墨6?12％，人造石墨10?15％，二氧化硅2?5％，鉬1?3％，焙燒鉬精礦1?3％，并通過配料、混料、壓型、芯板鍍銅、加壓燒結和油槽加工的步驟制備，在加壓燒結步驟中，燒結溫度是：820℃?900℃，保溫2.5?3.5小時，氣氛為：氨分解氣體，燒結壓力1.7?2.5MPa。本技術方案中的摩擦片大幅提升了銅基摩擦片耐熱能力，與傳統方法生產的摩擦片相比，本發明中的摩擦片耐熱系數提高近40％，摩擦系數提高近20％，而且摩擦系數在試驗過程中不發生衰減，穩定性大幅提高。

技術領域

本發明涉及粉末冶金摩擦材料技術領域，尤其涉及一種高耐熱濕式銅基摩擦片及其制作方法。

背景技術

在許多重負荷非公路車輛傳動變速箱中，采用濕式銅基摩擦片作為傳動的部件，由于負荷大，使用工況條件惡劣，濕式銅基摩擦片易發生發熱燒損故障，因此，對濕式銅基摩擦片耐熱能力提出了較高的要求。

目前，銅基粉末冶金摩擦片，一般由基體組元、潤滑組元、摩擦組元組成。基體組元一般為錫青銅，美國及日本近來采用黃銅及錫補充強化的黃銅作為基體，黃銅具有較高的孔隙率，可容留更多的冷卻油，具有較高的摩擦系數；潤滑組元一般采用石墨、鉛、重晶石等材料組成，國外產品由于環保的原因一般不用鉛作為潤滑組元；摩擦組元一般采用鐵、二氧化硅、硅酸鋯、長石等硬質材料。作為高功率密度摩擦片，首先應具有強固的機體以夾持摩擦組元和潤滑組元，保證兩種組元在摩擦片滑動摩擦時不嚴重脫落；其次潤滑組元含量要足夠高，以形成穩定的潤滑膜，潤滑膜可保證摩擦片具有相對穩定的摩擦系數，降低摩擦片材料向對偶摩擦片表面的轉移，即過銅的發生。目前，銅基摩擦片現有生產過程為芯板加工—摩擦層配料—壓制坯料—加壓燒結—后續平面、油槽加工。

在現有技術中，公開文件CN1230634C采用青銅和黃銅的混合物為基體，采用高比例的石墨含量作為潤滑組元，能在一定程度解決銅基摩擦片的耐熱問題，但由于其采用高比例石墨，摩擦片在加工油槽及實際使用時崩塊嚴重，不適合批量生產及在高耐熱工況下使用。

公開文件CN102094916B中采用納米二氧化硅對銅基摩擦片進行強化，提高了材料耐磨性和耐熱系數，但其制備工藝較為復雜，得到的銅基摩擦片的耐熱性仍然不足。

公開文件CN102506107B采用纖維強化來提高摩擦材料的使用壽命和耐熱系數，并通過浸漬高溫樹脂進一步提高摩擦材料的強度減少磨損，提高了濕式摩擦材料的摩擦系數，但該方法制備的摩擦材料耐熱系數較低，不適宜在高耐熱工況下使用。

公開文件CN113153927A提出通過采用適當粒徑以及適當比例的顆粒石墨和鱗片石墨的組合石墨體系，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。此方案雖然采用了顆粒石墨和鱗片石墨的組合石墨體系，但由于其采用高比例石墨，摩擦片在加工油槽及實際使用時也極易崩塊嚴重，并不適合批量生產及在高耐熱工況下使用。

CN102329980B提出使用藍晶石作為摩擦組元混合在基體中，使材料在使用過程中保持一定的摩擦系數，但是其摩擦系數較低，僅為0.25-0.45，不適宜在高耐熱工況下使用。

由于受材料配方限制及燒結工藝因素影響，目前生產摩擦片無法滿足特種車輛中換擋摩擦副的耐熱要求。

發明內容

為了解決上述的技術問題，本發明的目的是提供一種高耐熱濕式銅基摩擦片及其制作方法，該高耐熱濕式銅基摩擦片具有耐熱性能好，耐熱系數高達47061JW/cm⁴，能夠滿足特種車輛中換擋摩擦副的耐熱要求。

為了達到上述的目的，本發明采用了以下的技術方案：