一種鐵基粉末冶金摩擦材料的製作方法

2023-06-03 07:29:06

本發明涉及摩擦材料技術領域，具體涉及一種鐵基粉末冶金摩擦材料。

背景技術：

粉末冶金摩擦材料是以金屬及其合金為基體,添加摩擦組元和潤滑組元,用粉末冶金技術製成,主要用於製造摩擦式制動器與摩擦式離合器的摩擦片。由於該材料具有摩擦因數高且穩定、耐磨性好、磨合性好、導熱性優良、環境汙染小、強度高、使用負荷高及工作平穩可靠等優點，由於粉末冶金的種種優點，粉末冶金相關企業已經適用於汽車行業、裝備製造業、金屬行業、航空航天、軍事工業、儀器儀表、五金工具、電子家電等領域的零配件生產和研究，相關原料、輔料生產，各類粉末製備設備、燒結設備製造。產品包括軸承、齒輪、硬質合金刀具、模具、摩擦製品等等。軍工企業中，重型的武器裝備如穿甲彈，魚雷等，飛機坦克等剎車副均需採用粉末冶金技術生產。粉末冶金汽車零件近年來已成為為中國粉末冶金行業最大的市場，約50%的汽車零部件為粉末冶金零部件。

粉末冶金摩擦材料按基體成分可分為銅基和鐵基兩大類。雖然鐵基的比銅基的有稍高的硬度、強度、摩擦係數，允許承受的工作比壓和表面瞬時溫度也較高；但是較差的耐熱係數和較高的磨損率。磨損率過大，降低剎使用壽命；耐熱係數低，易引起摩擦材料燒傷，產品被破壞，其性能隨之喪失。而我國目前有關粉末冶金減摩材料的原料配方和燒結工藝相對於國外還處於落後階段，從而導致粉末冶金減摩材料的物理性能和工藝性能偏低。與國外技術相比還存在很大的差距。所以，要想將以上種種不足和弱點得以改善，那粉末冶金及相關的技術水平必需得到提高和發展。因此迫切需要尋找一種具有摩擦係數適當，磨損率小，耐熱係數高等優點的鐵基粉末冶金摩擦材料及其製備方法。

因此，針對上述問題，本發明提出了一種新的技術方案。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種配方合理，熱穩定性強，耐磨性高，製備方法簡單的一種鐵基粉末冶金摩擦材料。

本發明是通過以下技術方案來實現的：

一種鐵基粉末冶金摩擦材料，包括以下重量份數的原料組成：鐵粉55~72份，銅粉6~15份，石墨4~10份，二氧化矽粉3~6份，碳化硼粉2~5份，碳化矽粉3~6份，二氧化鉬粉2~6份，二氧化鋯粉1~4份，沉澱硫酸鋇粉3~10份，氧化鉻粉1~3份，鎳粉1~4份。

進一步地，所述鐵粉為200目、銅粉為250目、石墨為80目、鎳粉150目。

進一步地，所述二氧化矽粉、碳化硼粉、碳化矽粉、二氧化鉬粉、二氧化鋯粉、沉澱硫酸鋇粉和氧化鉻粉為100~200目。

進一步地，一種鐵基粉末冶金摩擦材料的製備方法，包括以下步驟：

a、將鐵粉置於真空還原爐中，以10~15℃/min升溫至800～1000℃，保溫1~3h，得到還原後的鐵粉；

b、按上述配比稱取還原後的鐵粉以及各原料組分，置至混料器中，加入適量的混合油，然後混合4~6h，直至混合均勻後得到混合原料；

c、將上述所得混合原料裝入模具中，經冷壓壓製成密度為4.8~5.2g/cm3的壓坯；

d、將壓坯放入真空煅燒爐中煅燒，溫度以10~15℃/min升溫至970~1030℃，保溫3~4h，壓力控制在5.5~7.5mpa，然後在壓力不變的情況下，水冷至60~100℃卸壓，即得到所需的摩擦材料。

本發明的有益效果是：本發明所提出的摩擦材料提高了摩擦係數，同時起到對偶件的保護，有效地提高了材料的承載能力、熱穩定性、耐磨性能，而且，導熱性能好，降低磨損，減少了噪音和振動，便得摩擦副的工作更加平穩，使用壽命更長。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明做進一步地說明。

實施例1

一種鐵基粉末冶金摩擦材料，包括以下重量份數的原料組成：鐵粉55份，銅粉6份，石墨4份，二氧化矽粉3份，碳化硼粉2份，碳化矽粉3份，二氧化鉬粉2份，二氧化鋯粉1份，沉澱硫酸鋇粉3份，氧化鉻粉1份，鎳粉1份。

進一步地，所述鐵粉為200目、銅粉為250目、石墨為80目、鎳粉150目。

進一步地，所述二氧化矽粉、碳化硼粉、碳化矽粉、二氧化鉬粉、二氧化鋯粉、沉澱硫酸鋇粉和氧化鉻粉為100目。

進一步地，一種鐵基粉末冶金摩擦材料的製備方法，包括以下步驟：

a、將鐵粉置於真空還原爐中，以10℃/min升溫至800℃，保溫1h，得到還原後的鐵粉；

b、按上述配比稱取還原後的鐵粉以及各原料組分，置至混料器中，加入適量的混合油，然後混合4h，直至混合均勻後得到混合原料；

c、將上述所得混合原料裝入模具中，經冷壓壓製成密度為4.8g/cm3的壓坯；

d、將壓坯放入真空煅燒爐中煅燒，溫度以10℃/min升溫至970℃，保溫3h，壓力控制在5.5mpa，然後在壓力不變的情況下，水冷至100℃卸壓，即得到所需的摩擦材料。

實施例2

一種鐵基粉末冶金摩擦材料，包括以下重量份數的原料組成：鐵粉65份，銅粉10份，石墨8份，二氧化矽粉4份，碳化硼粉3份，碳化矽粉4份，二氧化鉬粉3份，二氧化鋯粉3份，沉澱硫酸鋇粉6份，氧化鉻粉2份，鎳粉2份。

進一步地，所述鐵粉為200目、銅粉為250目、石墨為80目、鎳粉150目。

進一步地，所述二氧化矽粉、碳化硼粉、碳化矽粉、二氧化鉬粉、二氧化鋯粉、沉澱硫酸鋇粉和氧化鉻粉為150目。

進一步地，一種鐵基粉末冶金摩擦材料的製備方法，包括以下步驟：

a、將鐵粉置於真空還原爐中，以12℃/min升溫至900℃，保溫2h，得到還原後的鐵粉；

b、按上述配比稱取還原後的鐵粉以及各原料組分，置至混料器中，加入適量的混合油，然後混合5h，直至混合均勻後得到混合原料；

c、將上述所得混合原料裝入模具中，經冷壓壓製成密度為5.0g/cm3的壓坯；

d、將壓坯放入真空煅燒爐中煅燒，溫度以12℃/min升溫至1000℃，保溫3.5h，壓力控制在6.5mpa，然後在壓力不變的情況下，水冷至80℃卸壓，即得到所需的摩擦材料。

實施例3

一種鐵基粉末冶金摩擦材料，包括以下重量份數的原料組成：鐵粉72份，銅粉15份，石墨10份，二氧化矽粉6份，碳化硼粉5份，碳化矽粉6份，二氧化鉬粉6份，二氧化鋯粉4份，沉澱硫酸鋇粉10份，氧化鉻粉3份，鎳粉4份。

進一步地，所述鐵粉為200目、銅粉為250目、石墨為80目、鎳粉150目。

進一步地，所述二氧化矽粉、碳化硼粉、碳化矽粉、二氧化鉬粉、二氧化鋯粉、沉澱硫酸鋇粉和氧化鉻粉為200目。

進一步地，一種鐵基粉末冶金摩擦材料的製備方法，包括以下步驟：

a、將鐵粉置於真空還原爐中，以15℃/min升溫至1000℃，保溫3h，得到還原後的鐵粉；

b、按上述配比稱取還原後的鐵粉以及各原料組分，置至混料器中，加入適量的混合油，然後混合6h，直至混合均勻後得到混合原料；

c、將上述所得混合原料裝入模具中，經冷壓壓製成密度為5.2g/cm3的壓坯；

d、將壓坯放入真空煅燒爐中煅燒，溫度以15℃/min升溫至1030℃，保溫4h，壓力控制在7.5mpa，然後在壓力不變的情況下，水冷至100℃卸壓，即得到所需的摩擦材料。

本發明所提出的摩擦材料提高了摩擦系統，同時起到對偶件的保護，有效地提高了材料的承載能力、熱穩定性、耐磨性能，而且，導熱性能好，降低磨損，減少了噪音和振動，便得摩擦副的工作更加平穩，使用壽命更長。

以上所述，僅是本發明的實施例而已，並非是對本發明作任何其他形式的限制，而依據本發明所提出的實施例所作的任何修改或等同變化，仍屬於本發明所要求保護的範圍。