含硫鐵基摩阻材料的製作方法
2023-11-02 08:49:22
專利名稱：含硫鐵基摩阻材料的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種含硫鐵基摩阻材料，適用於各種摩擦制動、摩擦傳動部件。
傳統的摩阻材料多為石棉材料，其摩擦係數一般在0.4左右，不能滿足某些實用部件要求，而且強度低，衝擊韌性差、導熱性差，石棉本身又是致癌物質，一些國家已禁止生產、使用任何石棉製品，有報導國內研製出一種鐵基T22摩阻材料(孫學廣，固體潤滑，10(1990)3，P196)，採用添加劑摩擦組元(如Sic)和潤滑組成多相複合材料的方法製備，抗壓強度為0.88～1.08×108Pa，摩擦只在0.4左右。普通鋼鐵材料中硫含量卻不超過0.2(wt)%，因為硫在固態鐵中溶解度很小，硫含量高時易形成網狀的硫+硫代亞鐵低熔點共晶，導致材料機械強度下降。
本發明的目的在於提供一種不含石棉類有害物質，摩擦係數高而且穩定，自身耐磨壽命長，對偶磨損小，且有優良導熱性和較高機械強度的含硫鐵基摩阻材料及其製備方法。
本發明的摩阻材料含有Fe60～80%、Mo20～30%、S3～10%(重量百分比)。
本發明的製備方法包括1.混合，將上述原料按比例稱取後置球磨罐中磨混1小時。
2.冷壓，將混合料裝入石墨模具，用油壓施加1.2×107Pa壓力，保壓2分鐘。
3.燒結，將保壓後的冷壓料連同石墨模具一齊置於中頻感應熱壓裝置中進行熱壓燒結，升溫速度為150℃/分，溫度保壓950℃前，壓力保持在1.2×107Pa，溫度升至950℃時壓力升至2.45×107Pa，保溫保壓5～10分鐘。然後停止加熱，停止保壓，令其自然降溫降壓，冷卻到室溫後加壓脫模。
採取快速熱壓工藝，可保證燒結材料有較高的機械強度。較短的燒結時間和石墨模具高溫時產生的還原性氣氛，可以避免硫元素的氧化損失。
4.真空熱處理，燒結後的樣品可通過真空熱處理對其組織結構進行調節，從而使其某些性能得到改善。處理設備為SL63-8真空爐，處理溫度為900℃，真空度為1.3×10-1～1.4×10-2Pa，處理時間為2小時。
本發明所述的材料性能列於表1及表2
表2本發明與45號鋼的摩擦磨損性能對比
摩擦性能測試設備為栓-盤式試驗機，試驗條件為負荷＝19.6N，速度-1.125m/s，時間＝40分鐘本發明的磨損率隨著運行時間的延長還會進一步降低，而摩擦係數保持穩定。
實施例1配方為Fe64，Mo28，S8，(wt%)。製備工藝為熱壓燒結。該材料密度為7.06g/CM3硬度為1.90×109Pa，抗壓強度6.93×108Pa，衝擊強度3.0×10-14j/M2，材料與45號鋼盤對摩時(條件同前)摩擦係數為0.75，栓磨損率為8.16×10-14M3/N.M，盤的磨損率為1.21×10-14M3/N.M，該材料適用於除要求摩擦對偶雙方磨損均小外特別要求對對偶材料磨損小的部件，如各種摩擦制動器等。
實施例2配方為Fe70，Mo25，S5，(wt%)。製備工藝為熱壓燒結。再進行真空處理，該材料密度為7.43g/cm3，硬度為1.90×109Pa，抗壓強度7.53×108Pa，衝擊強度4.1×104j/M2，栓與45號鋼盤對摩時(條件同前)摩擦係數為0.77，栓磨損率為3.20×10-14M3/N.M，盤的磨損率為4.58×10-14M3/N.M，該材料適用於除要求摩擦對偶雙方磨損均小外特別要求自身耐磨性好的部件，如滾動軸承的內外滾道等。
實施例3，配方為Fe74，Mo23，S3，(wt%)。製備工藝為熱壓燒結。該材料密度為7.76g/cm3，硬度為2.46×109Pa，抗壓強度9.49×108Pa，衝擊強度5.3×104j/M2，HFLM-CA栓與45號鋼盤對摩時(條件同前)摩擦係數為0.78，栓磨損率為3.99×10-14M3/N.M，盤的磨損率為3.54×10-14M3/N.M，該材料適用於要求摩擦對偶雙方磨損均小的摩部件，也適用於對機械強度要求較高的部件，如軟起動電機的摩擦傳動盤及有衝擊負荷的摩阻部件等。
權利要求
1.一種含硫鐵基摩阻材料，含有Fe 60～80%，Mo 20～30%，S 3-10%(重量百分比)。
2.如權利要求1所說的含硫鐵基摩阻材料的製備方法，操作步驟，包括混合、冷壓、燒結、真空熱處理，其特徵在於燒結溫度為95℃，燒結壓力為2.45×107Pa，真空熱處理溫度為900℃，真空度為1.3×10-1～1.4×10-2Pa。
全文摘要
一種含硫鐵基摩阻材料，含有Fe60—80％、Mo20—30％、S3—10％(wt)，採用熱壓燒結的方法製備。材料摩擦係數高而且較穩定，自身耐磨壽命長，對偶磨損小，且有優良導熱性和較高機械強度。
文檔編號C09K3/14GK1101656SQ9311901
公開日1995年4月19日 申請日期1993年10月15日 優先權日1993年10月15日
發明者張國威, 孟秀坤, 馬勵, 劉近朱, 歐陽錦林 申請人:中國科學院蘭州化學物理研究所