CN100491494C - 泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料构件的制备方法 - Google Patents
泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料构件的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100491494C CN100491494C CN 200610046242 CN200610046242A CN100491494C CN 100491494 C CN100491494 C CN 100491494C CN 200610046242 CN200610046242 CN 200610046242 CN 200610046242 A CN200610046242 A CN 200610046242A CN 100491494 C CN100491494 C CN 100491494C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- foam silicon
- silicon carbon
- metal
- continuous phase
- friction material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 135
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 135
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 126
- 239000002783 friction material Substances 0.000 title claims abstract description 107
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 85
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 84
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 43
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 11
- 238000005187 foaming Methods 0.000 title abstract 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 169
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 48
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 283
- HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N [C].[Si] Chemical compound [C].[Si] HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 222
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 75
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 74
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 52
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 47
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 40
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 33
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 claims description 27
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 16
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 15
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 claims description 14
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 10
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 claims description 9
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 claims description 9
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 claims description 9
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 9
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 6
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 claims description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 4
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 2
- 238000000280 densification Methods 0.000 claims 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 claims 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims 1
- 238000009716 squeeze casting Methods 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 61
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 36
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 35
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 33
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 31
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 28
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 22
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 20
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 20
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 10
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 10
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 9
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 description 6
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 6
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 5
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 5
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 5
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 5
- 241000357293 Leptobrama muelleri Species 0.000 description 4
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 4
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 4
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 208000037656 Respiratory Sounds Diseases 0.000 description 2
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 208000020442 loss of weight Diseases 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 2
- 229910018134 Al-Mg Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018125 Al-Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018137 Al-Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018182 Al—Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018467 Al—Mg Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018520 Al—Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018573 Al—Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001339 C alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010011376 Crepitations Diseases 0.000 description 1
- 229910000570 Cupronickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017818 Cu—Mg Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000737 Duralumin Inorganic materials 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001340 Leaded brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000617 Mangalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001181 Manganese brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- GANNOFFDYMSBSZ-UHFFFAOYSA-N [AlH3].[Mg] Chemical compound [AlH3].[Mg] GANNOFFDYMSBSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- HXFVOUUOTHJFPX-UHFFFAOYSA-N alumane;zinc Chemical compound [AlH3].[Zn] HXFVOUUOTHJFPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N copper nickel Chemical compound [Ni].[Cu] YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 229920006332 epoxy adhesive Polymers 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 238000007499 fusion processing Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- -1 phenolic aldehyde Chemical class 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 229910021426 porous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 230000000979 retarding effect Effects 0.000 description 1
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000002153 silicon-carbon composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
本发明涉及摩擦材料的制备技术，具体地说是一种具有双连续相结构特征的泡沫碳化硅/金属复合摩擦材料及其构件和制备方法。泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料是由一定体积分数的泡沫碳化硅陶瓷与基体金属通过合适的复合方法获得的、具有双连续相结构特征的、以摩擦性能为基本功能的复合材料，其成份为15%～60%的泡沫碳化硅陶瓷和85%～40%的金属基体组成。泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料构件是由双连续相复合材料摩擦层与金属层(或称金属背)组合而成的、能同时发挥摩擦作用和承载或载荷(力或热负荷)传递作用的构件。本发明可作为新型高性能摩擦制动材料在飞机、轨道交通列车、履带车辆、轮式车辆、舰船等现代交通工具的制动系统中取得广泛应用。
Description
技术领域
本发明涉及摩擦材料的制备技术，具体地说是一种具有双连续相结构特征的泡沫碳化硅/金属复合摩擦材料及其构件和制备方法。
背景技术
摩擦制动材料是飞机、轨道交通列车、履带车辆和轮式车辆、舰船等现代交通工具的制动系统中用量最大的关键材料，主要包括C/C复合材料、钢铁材料(铸铁、铸钢、锻钢)、金属基复合材料、粉末冶金材料和半金属材料等等几大类型，并以摩擦片、制动盘、轴瓦和闸片等构件形式加以使用。其中，半金属制动材料主要用于轻型车辆的制动系统，而其它几类主要用于重型交通工具的制动系统。随着上述交通工具不断向大功率、高速度、轻量化方向发展，其制动系统必须更加安全、可靠、耐用和轻型，因而对先进摩擦制动材料的需求变得更加急迫。
先进的摩擦制动材料应该能在不同的工况下保持稳定的摩擦性能，并同时具备低的磨损率、高的机械性能、优异的抗变形和抗破坏能力、以及低的质量密度。然而，现有的各类摩擦制动材料并不能很好地满足这些要求。
例如，广泛应用于飞机和装甲车辆制动系统的粉末冶金摩擦片，包括铁基和铜基粉末冶金摩擦片，存在制动压力高、制动响应速度慢、磨耗大、易破损等主要问题；
又如，近几十年来在飞机(主要是民用飞机)上获得成功应用的碳/碳复合摩擦材料，具有极其显著的减重优势，但依然存在吸潮导致摩擦系数低、在沙尘环境中磨粒磨损严重、以及制造成本高等问题，限制了其应用范围的扩大；
再如，以碳化硅陶瓷颗粒增强的铝基复合材料为代表的陶瓷/金属复合摩擦材料，具有减重、降噪和摩擦性能不受水影响的优点，并在理论上具有将金属的摩擦作用与陶瓷的减磨作用有机结合的潜在优势。但由于这种材料在结构本质上属于1-3连接型复合材料，陶瓷颗粒与铝基体之间缺乏强烈的相互约束作用。在高温摩擦时，由于铝基体的软化甚至流变，陶瓷颗粒的增强作用减弱直至消失，反而变成磨料，造成严重的磨粒磨损；同时，摩擦系数快速增加，导致与对偶的粘着，出现“抱死”。换言之，陶瓷颗粒增强的金属复合材料作为摩擦制动材料使用时存在摩擦系数随工况变化显著和高温环境中磨粒磨损严重的问题。
近年来，出现的多孔陶瓷骨架增强整体增强的金属基复合材料，因其特有的3-3型(三维摩擦组元和三维基体)连接结构，使陶瓷和金属之间形成很强的相互约束作用。因而，作为一种新型的摩擦材料，这种材料除了在理论上具有将金属的摩擦作用与陶瓷的减磨作用完美结合的优势外，陶瓷与金属之间的强约束作用完全有可能使这种材料能在不同的工况下保持稳定的摩擦性能和低的磨损率。已有的实验室研究和制动台架试验结果不仅证实了上述推断，而且还发现它能在很宽的工作压力范围显现出高的制动响应速度。
泡沫陶瓷，一种特殊的多孔陶瓷材料，具有孔隙结构、尺寸和陶瓷体积分数容易调控的特点，不仅易于与金属的复合，而且还能根据不同的应用对象，通过陶瓷相体积分数的调控，实现复合材料摩擦性能的设计。因此，具有双连续相结构特征的泡沫陶瓷/金属复合材料在多孔陶瓷骨架增强的金属基复合材料中最适宜作摩擦材料使用。
但是，已有的泡沫陶瓷/金属复合材料由于材料自身特性和制备技术方面的原因，作为摩擦制动材料使用时，仍存在以下有待解决的问题：
第一，泡沫陶瓷强度低(抗压强度一般小于5MPa)，与金属形成复合材料后，基本不能起到承载作用。在较高面压下摩擦时，泡沫陶瓷极易出现破坏，不能正常发挥复合材料的摩擦件功能；
第二，泡沫陶瓷与金属的热膨胀系数差别很大，复合后材料内部产生很大的内应力，往往导致陶瓷骨架断裂，从而在材料内部形成大量的宏观和微观缺陷，严重降低材料的力学性能和导热性能；
第三，真空熔渗复合工艺，泡沫陶瓷/金属复合材料制备的基本方法，既不利于降低复合材料的制造成本，也不利于实际摩擦构件的短流程制造。
本发明将针对上述问题，基于先前发明的高强度碳化硅泡沫陶瓷制备技术，利用压力挤压铸造方法，采取内应力控制措施，制造摩擦性能稳定、磨损率低、耐热性能好、机械强度高、抗变形和破坏能力强的泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料及其构件，以满足飞机、高速列车、装甲车辆和其它重载车辆、以及舰船等交通工具对先进摩擦制动材料的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料及其构件和制备方法。用本发明提供的泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料具有耐热性能好、摩擦性能优良、机械强度高、工艺性能好的特点。
定义：
1、泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料——由一定体积分数的泡沫碳化硅陶瓷与基体金属通过合适的复合方法获得的具有双连续相结构特征的、以摩擦性能为基本功能的复合材料。
2、泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料构件一由双连续相复合材料摩擦层与金属层(也称金属背)组合而成的、能同时发挥摩擦作用和承载或载荷(力或热负荷)传递作用的构件。
3、基体金属——特指与泡沫碳化硅复合形成泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料的金属材料。它既可以与泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料构件中的金属背同质，也可以不同质。
本发明的技术方案是：
泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料，按体积分数计，其成份由15％～60％的泡沫碳化硅陶瓷、85％～40％的金属基体组成。金属为铸造性能较好的铜及其合金、铝及其合金、铁及其合金。
泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料构件，其双连续相复合材料摩擦层与金属层的厚度比可在1/100—10/1范围变化。金属层的材质既可是与双连续相复合材料摩擦层中金属相同的同质材料，也可不同的异质材料。当摩擦材料构件为摩擦片时，如金属层为钢，则可简称为钢背，摩擦片则相应简称为钢背摩擦片。
所述的泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料及其构件，其采用的泡沫碳化硅是一种陶瓷相与其中的孔隙存在三维互贯通关系的、在宏观尺度上呈现三维网状形貌的多孔陶瓷，孔隙的等效直径为：0.1mm～10mm，孔隙率为85％—40％，构成三维网的陶瓷筋既可是致密的，也可是多孔的。陶瓷筋为致密结构时，对应的泡沫碳化硅称之为致密泡沫碳化硅；陶瓷筋为多孔结构时，对应的泡沫碳化硅称之为多孔泡沫碳化硅。
所述的致密泡沫碳化硅按申请号为03134039.3(公开号CN1600742A)的专利所提供的方法制备。按重量分数计，其成份由90％～98％的碳化硅和10％～2％的硅组成；构成多边形封闭环单元的陶瓷筋的相对致密度≥99％，平均晶粒尺寸在50nm～10μm。
所述的多孔泡沫碳化硅的制备方法是：在利用专利申请号为03134039.3的专利提供的方法制备出致密泡沫碳化硅后，进一步进行高温真空抽硅处理。工艺条件为：温度为1500℃～2250℃、真空度为20Pa～2×10-3Pa，保温20min～2h，获得多孔泡沫碳化硅，多孔泡沫碳化硅陶瓷筋的相对致密度为95％～80％，孔隙的等效直径为0.5—100μm，孔隙率为5％—20％。为了增加陶瓷筋中的微孔数量，可在专利申请号为03134039.3指出的一个组份的陶瓷料浆配方中添加硅粉。添加的硅粉占料浆总重量的1％—40％，作为造孔剂。进而，按本发明制备方法获得陶瓷筋中的微孔数量可调的多孔泡沫碳化硅陶瓷。
所述的泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料及其构件的制备方法是：将制备好的碳化硅泡沫陶瓷预热后放入模具中，在空气条件下，利用挤压铸造的方法将液态基体金属压入碳化硅泡沫陶瓷的三维连通孔隙中并凝固。而后出模，冷至室温，再按需要的尺寸进行机加工。如将泡沫碳化硅区域以外的金属全部加工去除后，所得的材料即为泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料；如在一个方向保留一定厚度的金属层，则所得的材料即为金属背与泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料中基体金属同质的泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料构件。
所述的泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料构件的制备方法是：将制备好的碳化硅泡沫陶瓷与金属背组合成预连接体，经预热后放入模具中，在空气条件下，利用挤压铸造的方法将液态基体金属压入碳化硅泡沫陶瓷的三维连通孔隙中并凝固，实现碳化硅泡沫陶瓷、基体金属和金属背的一步复合。出模后，冷至室温，再按需要的尺寸进行机加工，即获得泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料构件。摩擦材料构件可以根据使用制动系统的要求制造成平板状、环状、管状、棒状、轴瓦及其它异形结构。还可以先将泡沫碳化硅和泡沫碳化硅陶瓷与金属背的预连接体制备成摩擦材料和构件的所要求的要求形状和尺寸，复合后，通过加工去除多余金属，最终得到平板状、环状、管状、棒状、以及其它异形结构的复合摩擦材料及构件。
所述的泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料和所述的泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料构件的制备方法，泡沫碳化硅陶瓷、基体金属、以及金属背的复合是通过挤压铸造方法实现的，具体步骤如下：
(1)将泡沫碳化硅陶瓷或泡沫碳化硅陶瓷与金属背的预连接体预热到100℃～1200℃，基体金属(铜、铝、铁或它们的合金)加热到熔点以上50℃～400℃；
(2)将预热后的泡沫碳化硅陶瓷或泡沫碳化硅陶瓷与金属背的预连接体放入模具中，倒入熔化的基体金属，加以50～200MPa的压力并保压20秒～2分钟，之后，卸压、出模，完成泡沫碳化硅陶瓷、基体金属、以及金属背的复合。
本发明金属背与泡沫碳化硅陶瓷的固定方式采用螺钉固定或卡装的方式。模具内侧面与泡沫碳化硅陶瓷或泡沫碳化硅陶瓷与金属背的预连接体边缘的距离为1～10mm，以利于保持基体金属熔液在碳化硅泡沫陶瓷内部温度的一致性，提高复合质量。
本发明所述的基体金属选用：
纯铜或黄铜、青铜、白铜等铜合金，例如：铬青铜(0.1～1.5Cr)、铁青铜(1～15Fe)、锡青铜、铝青铜等；铅黄铜、铁黄铜、锰黄铜、硅黄铜等。
纯铝或铝合金等，例如：Al-Si、Al-Cu、Al-Mg、Al-Zn、Al-Cu-Mg、Al-Cu-Mg-Fe-Ni系列等。
铁合金选用碳钢、低合金耐磨钢、铸铁、铸钢、轴承钢等，例如：BJ2、BJ2F、BJ5、45#钢、60#钢、T8、T12、ZG40CrMn2SiMo、HT10-26、HT25-47、KT30-8、KTZ50-4、QT60-2等。
本发明所述的金属背选用65Mn钢、不锈钢、45#钢、耐热钢等铁合金和高温合金、铜合金以及铝合金等。金属背的结构可为：板状、管状、棒状及其它异形状等结构，其上事先预留一定数量的钻孔。
所述的泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料极其构件的制备方法，在碳化硅泡沫陶瓷网孔内添加陶瓷颗粒(包括SiC、Al2O3或SiO2等)，添加量为碳化硅泡沫陶瓷总重量的1％—30％，其中陶瓷颗粒利用粘接剂造颗粒，粘接剂采用树脂或其他粘接剂(如硅酸乙脂、水玻璃等)，粘接剂的加入量为颗粒重量的2％—20％，制造的颗粒粒度为：0.1—3mm；或者直接采用陶瓷颗粒以松装的方式添加。其目的是：一方面，减小碳化硅泡沫陶瓷和金属基体的膨胀系数差异，消除复合过程中产生的裂纹，提高复合质量；另一方面，通过颗粒增强，使基体金属的耐热性提高，从而使双连续相复合材料的耐热性也得到相应提高。
所述的泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料及其构件的制备方法，在碳化硅泡沫陶瓷网孔内填入摩擦组元，摩擦组元包括一些耐热性较高的合金元素(如铁、镍、钨等)或润滑组元(石墨、二硫化钼等)，添加量为碳化硅陶瓷总重量的1％—30％，其中摩擦组元或润滑组元利用粘接剂造颗粒，粘接剂采用树脂或其他有机粘接剂，粘接剂的加入量为颗粒重量的2％—20％，制造的颗粒粒度为：0.1—3mm；或者直接采用摩擦组元或润滑组元以松装的方式添加。以提高材料的耐热性或降低摩擦表面的温度，改善复合材料的摩擦性能，同时也起到降低基体金属热膨胀系数的作用。
添加铁和石墨使双连续相复合材料耐热性提高的原因主要是，铁的热容量比铜大[Fe的比热容为461J/(kg·℃)-1，Cu的比热容为385J/(kg·℃)-1]，因而加入铁粉在某种程度上提高了基体铜的耐热性；更主要的是，加入石墨有高温润滑作用，使摩擦时表面温升降低，从而起到保护基体(Cu、Al、Fe或它们的合金)的作用。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明提出的泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料，泡沫陶瓷与基体金属形成相互贯通的三维连通网络关系，使陶瓷和金属之间形成很强的相互约束，即紧约束关系。这种紧约束关系，一方面，使金属的摩擦作用与陶瓷的耐磨作用完美结合；另一方面，为复合材料同时具备高的刚性、硬度、冲击韧性和抗变形、抗流变能力，进而使复合材料具备稳定的摩擦性能和良好的耐热性能提供了材料结构基础。
2、本发明提出的泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料的摩擦性能可以通过调整基体金属的组成、泡沫陶瓷的体积分数、陶瓷颗粒及摩擦组元的组成和数量等几种参数进行设计，从而表现出很好的摩擦性能的可设计性。
3、本发明提出的泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料，所采用的控制材料内应力的两种方法，能够非常有效地降低三维双连续复合材料由于陶瓷与金属相之间明显存在的热膨胀系数差别所造成内应力(该内应力足以使陶瓷断裂，从而在材料内部形成大量的裂纹)，避免复合材料内部出现内裂纹。其结果，一方面，显著地提高了复合材料的机械强度和传热能力，保证材料使役的可靠性；另一方面，增强了紧约束关系给材料摩擦性能和耐热性能所带来的益处。当采用在泡沫陶瓷往孔中添加陶瓷颗粒或摩擦组元时，还能通过提高基体金属的耐热性达到进一步提高复合材料耐热性的目的。
4、本发明提出的泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料及其构件，所采用的制备方法——空气气氛下的挤压铸造复合方法，高效、经济，既可直接获得泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料，也可一步完成几何结构和尺寸与传统摩擦构件相同的带背复合摩擦材料构件的复合。这一特点，十分有利于新材料对传统摩擦材料构件的直接替代。
5、本发明提出的泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料及其构件，具有很好的摩擦性能的可设计性和很高的稳定性、磨损率低、耐热性能好、机械强度高、抗变形和破坏能力强、制造方法简单、可制造异形构件等特点，因而可以作为新型高性能摩擦制动材料在以下几个方面获得广泛应用：
(1)用于民用飞机和军用飞机的刹车，具有刹车响应速度快、刹车平稳、磨损率低寿命长、制动性能受环境影响小、所需制动压力低、以及低成本等优势。
(2)替代传统的粉末冶金刹车片，用于军用履带车辆和重型轮式运输车辆的制动，提高刹车片的使用寿命和制动系统的整体效能。
(3)替代传统的金属或粉末冶金刹车片，用于民用重型履带车辆(如吊车、推土机、清障车等)和重型轮式运输车辆，提高制动片的使用寿命，减少故障率，提高安全性。
(4)替代陶瓷颗粒增强金属基复合材料刹车片，用于高速列车、城市等轨道交通工具的制动，提高制动可靠性，延长使用寿命、降低制动噪音。
(5)替代传统的粉末冶金制动材料和金属摩擦制动材料，用于舰船制动系统，提高制动可靠性，延长使用寿命、降低制动噪音。
(6)替代传动的半金属摩擦刹车片，用于高级轿车制动系统，减小噪音，提高制动性能，延长使用寿命。
6、本发明中，摩擦层的组成与泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料的组成一致，而金属层既可是与摩擦层中的金属相同的材质，也可是不同的其它金属材质。泡沫碳化硅陶瓷、基体金属、以及金属背的复合都是采用挤压铸造方法在空气气氛下一步完成。采取两种能显著减小复合材料内应力的措施，消除了双连续相复合材料内部裂纹等缺陷。
附图说明
图1为泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料及其构件的制备工艺流程。
图2a-c为泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料及其构件的复合过程示意图；其中，图2a为泡沫碳化硅陶瓷骨架；图2b为复合摩擦材料及其构构件复合过程示意图，1为金属合金溶液，2为泡沫碳化硅陶瓷；图2c为复合摩擦材料及其构件。
图3a-b为致密泡沫碳化硅陶瓷形貌；其中，图3a为宏观形貌；图3b为微观形貌。
图4a-b为多孔泡沫碳化硅陶瓷形貌；其中，图4a为宏观形貌；图4b为微观形貌。
图5a-b为多孔泡沫碳化硅陶瓷与铜合金复合的形貌；其中，图5a是宏观形貌，图5b是泡沫陶瓷骨架筋内部微观形貌。
图6为添加Al2O3颗粒的双连续相复合材料的形貌。
图7为添加铁和石墨的双连续相复合材料形貌图。
图8a-b为泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料及其构件；其中，图8a为泡沫碳化硅陶瓷骨架；图8b为复合摩擦材料构件—航空刹车片静片。
图9为泡沫碳化硅/金属双连续相复合材料航空刹车片结构示意图。
图10a-b为泡沫碳化硅/陶瓷孔径为2mm的泡沫碳化硅/铜双连续相复合材料摩擦片与铜合金的摩擦系数、磨损率随温度的变化；其中，图10a为摩擦系数随温度的变化；图10b为磨损率随温度的变化。
图11ab为泡沫碳化硅陶瓷孔径为1.4mm的泡沫碳化硅/铜双连续相复合材料摩擦片与铜合金的摩擦系数、磨损率随载荷的变化。其中，图11a为摩擦系数随载荷的变化；图11b为磨损率随载荷的变化。
图12a-b为泡沫碳化硅/陶瓷孔径为0.8mm的泡沫碳化硅/铜双连续相复合材料摩擦片与铜合金的摩擦系数、磨损率随速度的变化。其中，图12a为摩擦系数随速度的变化；图12b为磨损率随速度的变化。
图10a-b、图11a-b、图12a-b中，Cu代表85Cu-6Sn-6Zn-3Pb合金，10％、20％、30％分别代表泡沫碳化硅/陶瓷骨架的体积分数。
图13a-b添加SiC颗粒的泡沫碳化硅/铜双连续相复合材料的形貌；其中，图13a是宏观形貌，图13b是泡沫陶瓷骨架筋内部微观形貌。
图14泡沫碳化硅/铝双连续相复合摩擦材料表面形貌。
图15泡沫碳化硅/铝双连续相复合摩擦材料、碳化硅颗粒增强的铝复合材料摩擦系数、磨损率随温度变化曲线。
图16a泡沫碳化硅/铝双连续相复合摩擦材料摩擦磨损表面形貌，图16b碳化硅颗粒增强的铝复合材料摩擦磨损表面形貌。
图17a体积分数分别为10％、20％、30％的大小两种孔径的双连续相复合材料摩擦片摩擦系数随滑行距离的变化曲线(大孔：2mm、小孔：0.8mm)，图17b大小两种孔径的双连续相复合材料磨损率与泡沫陶瓷体积分数的关系。
图18a体积分数分别为10％、20％、30％的大小两种孔径的双连续相复合摩擦材料摩擦系数随温度的变化曲线，图18b体积分数分别为10％、20％、30％的大小两种孔径的双连续相复合摩擦材料的磨损率随温度升高的变化。
具体实施方式
本发明涉及的高强度泡沫碳化硅陶瓷的特征和制备方法与专利申请03134039.3中提供的方法一致。
本发明泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料及其构件，按体积分数计，其成份由15％～60％的泡沫碳化硅陶瓷和85％～40％的金属基体组成，其中泡沫碳化硅陶瓷的孔径为：0.1mm～10mm，孔隙率为85％～40％。金属为纯铜及其可常压熔炼的合金、纯铝及其可常压熔炼的合金、铁及其可常压熔炼的合金。
1、泡沫碳化硅/铜双连续相复合摩擦材料构件的制备
采用挤压铸造的方法将熔融的铜合金压注到泡沫碳化硅陶瓷网孔内，经机加工到需要尺寸即获得泡沫碳化硅/铜双连续相复合摩擦材料构件，制备过程如图1、图2a-c。
(1)高强度致密碳化硅泡沫陶瓷制备
按专利申请号为：03134039.3(公开号CN1600742A)提供的方法制备高强度致密碳化硅泡沫陶瓷，如图3a-b。
(2)多孔碳化硅泡沫陶瓷制备
采用添加造孔剂(硅粉)的方法或高温、真空除硅的方法制备多孔泡沫碳化硅/陶瓷，如图4a-b、图5a-b。
(3)金属背的选择
金属背选用65Mn钢、不锈钢、45#钢或耐热钢等铁合金以及高温合金、铜合金等材料。金属背的结构可为：板状、管状、棒状及其它异形状等结构，其上事先预留一定数量的钻孔。
(4)泡沫碳化硅陶瓷与金属背的连接
采用卡装或螺钉固定的方式将碳化硅泡沫陶瓷与金属背连接在一起，金属背尺寸与泡沫陶瓷骨架尺寸一致或大1～3mm。
(5)泡沫碳化硅陶瓷网孔内组分的添加
在泡沫碳化硅陶瓷网孔内选择性地添加：粒度为1～50μm的陶瓷颗粒(包括SiC、Al2O3或SiO2等)，如图6、图13a-b，或摩擦组元耐热性较高的合金元素(如铁、镍、钨等)粒度为1～50μm，如图7，或润滑组元(石墨、二硫化钼等)粒度为0.5～50μm，如图7。
(3)碳化硅泡沫陶瓷骨架与金属背的预热与铜合金的熔化
将泡沫碳化硅陶瓷骨架钢背预热到100℃～1200℃，铜合金加热到熔点以上50℃～400℃，在熔炼过程中添加覆盖剂并脱氧、打渣以提高熔炼合金的性能。
(4)复合
在空气条件下，将预热后的陶瓷骨架金属背放入模具(材质可以为45#钢或耐热钢等)中，模具尺寸比钢背尺寸大1～10mm，倒入熔化的铜合金，加压：50MPa～200MPa，保压：20秒～2分钟，使熔融的铜合金充满泡沫碳化硅陶瓷中的所有空隙、原位凝固并不出现缩孔，得到泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料构件。
(5)出模与机加工
将泡沫碳化硅/铜双连续相复合摩擦材料构件出模后机加工到需要的尺寸，即获得泡沫碳化硅/铜双连续相复合摩擦材料构件，如图8a-b、9。复合摩擦材料构件的尺寸可以按照具体的应用需要来确定。
采用本发明制备的摩擦制动片工作温度为：室温～800℃；制动或传动力矩平稳、摩擦系数稳定、磨损率低(见图10a-b、图11ab、图12a-b)；力学性能为：冲击功在38.3～89.7kJ/m-2、压缩强度在：400～560MPa、弯曲强度在：260～370MPa范围内变化；碳化硅陶瓷泡沫的制备工艺完善可靠、复合是在空气气氛中一步完成、适合于大批量生产。
2、泡沫碳化硅/铝双连续相复合摩擦材料构件的制备
与泡沫碳化硅/铜双连续相复合摩擦材料构件的制备方法相同。铝合金的熔化温度较低，复合过程简单。复合摩擦材料构件的形貌和摩擦性能如图14—18。
3、泡沫碳化硅/铁双连续相复合摩擦材料构件的制备
与泡沫碳化硅/铜双连续相复合摩擦材料构件的制备方法相同。铁合金的熔化温度较高，对模具的高温强度要求高一些。
下面通过实施例详述本发明。
实施例1—21为泡沫碳化硅/铜双连续相复合摩擦材料及其构件的制备。
实施例22—41为泡沫碳化硅/铝双连续相复合摩擦材料及其构件的制备。
实施例42—51为泡沫碳化硅/铁双连续相复合摩擦材料极其构件的制备。
实施例1
先按专利申请号为03134039.3提供的方法制备泡沫碳化硅陶瓷骨架，尺寸如图8a、图9。其中泡沫碳化硅陶瓷的厚度为4mm，网孔(泡沫碳化硅陶瓷的孔径)大小0.5mm，泡沫碳化硅陶瓷/金属双连续相复合材料中，泡沫碳化硅陶瓷体积分数是15％，利用四个中心孔用螺钉固定在相同尺寸的不锈钢网上，加热到300℃后放入Φ100mm的模具内。
采用压铸法，将铁黄铜Hfe59—1—1加热到熔点温度(901℃)200℃以上，除去覆盖剂并脱氧、打渣后倒入模具中，采用压力为50MPa，保压时间20秒，压入到泡沫碳化硅陶瓷骨架内，机加工到需要尺寸，即可获得泡沫碳化硅/铜双连续相复合摩擦材料构件——摩擦片(见图8b)。该摩擦片具有耐热性能好、摩擦性能优良、机械强度高、工艺性能好的特点。
实施例2
与实施例1不同之处在于：
按实施例1制备泡沫碳化硅陶瓷，在温度1800℃、真空2Pa、保温时间1小时的条件下，将泡沫陶瓷骨架筋内部的残余硅抽掉，获得多孔泡沫碳化硅陶瓷。多孔泡沫碳化硅陶瓷筋的相对致密度为90％，孔隙的等效直径为2μm，孔隙率为10％。
实施例3
与实施例1不同之处在于：
采用添加造孔剂(硅粉)的方法制备多孔泡沫碳化硅陶瓷，在专利申请号为03134039.3提供的方法制备泡沫碳化硅陶瓷的陶瓷料浆中，按该申请中实施例1组份的配方中添加20g硅粉的方法制备多孔泡沫碳化硅陶瓷。多孔泡沫碳化硅陶瓷筋的相对致密度为85％，孔隙的等效直径为10μm，孔隙率为15％。
实施例4
先按专利申请号为03134039.3提供的方法制备泡沫碳化硅陶瓷，尺寸为：直径为Φ90mm厚为5mm的圆片，网孔大小0.2mm，体积分数是20％，钢背选用Φ97mm、厚4mm的65锰钢片上，在钢背上钻间距10mm均匀分布的通孔，孔径尺寸是与泡沫陶瓷接触面孔径为Φ4mm、背面的孔径尺寸为Φ6mm，利用一个M4的螺钉将泡沫陶瓷固定在钢背上，加热到500℃后放入Φ100mm的模具内。
采用压铸法，将硅黄铜Hsi80—3加热到熔点温度(900℃)250℃以上，除去渣滓后，采用压力为80MPa，保压时间30秒，压入到泡沫碳化硅陶瓷骨架内，机加工到需要尺寸，即可获得泡沫碳化硅/铜双连续相复合摩擦材料构件——摩擦片。
实施例5
先按专利申请号为03134039.3提供的方法制备泡沫碳化硅陶瓷，尺寸为：直径为Φ200mm、厚为5mm的圆片，网孔大小1mm，体积分数是30％，用螺钉固定在直径为Φ210mm的不锈钢网上，加热到800℃后放入Φ220mm的模具内。
采用压铸法，将锡青铜QSn6—6—3加热到熔点温度(1019℃)200℃以上，除去渣滓后，采用压力为100MPa，保压时间40秒，压入到泡沫碳化硅陶瓷骨架内，机加工到需要尺寸，即可获得泡沫碳化硅/铜双连续相复合摩擦材料构件——摩擦片。
实施例6
先按专利申请号为03134039.3提供的方法制备泡沫碳化硅陶瓷，尺寸见图8a、图9、厚度为4mm，网孔大小1mm，体积分数是40％，利用四个中心孔用螺钉固定在相同尺寸的不锈钢网上，加热到800℃后放入模具内。
采用压铸法，将铬青铜(0.8Cr)加热到1380℃，除去覆盖剂和脱氧、打渣后倒入模具内，采用压力为120MPa，保压时间2min，压入到泡沫碳化硅陶瓷骨架内，机加工到需要尺寸，即可获得泡沫碳化硅/铜双连续相复合摩擦材料构件——摩擦片(图8b、图9)。
实施例7
与实施例6不同之处在于：
先按专利申请号为03134039.3提供的方法制备泡沫碳化硅陶瓷，尺寸见图8a、图9，厚度为5mm，网孔大小0.5mm，体积分数是40％。钢背采用45#钢，在钢背上钻间距10mm均匀分布的通孔，孔径尺寸是与泡沫陶瓷接触面孔径为Φ4mm、背面的孔径尺寸为Φ6mm，利用一个M4mm的螺钉将泡沫陶瓷固定在45#钢钢背上，加热到400℃后放入模具内。
采用压铸法，将铬青铜(1.2Cr)加热到1380℃，除去覆盖剂并脱氧、打渣后中倒入模具内，采用压力为100MPa，保压时间1.5min，压入到泡沫碳化硅陶瓷骨架内，机加工到需要尺寸，即可获得泡沫碳化硅/铜双连续相复合摩擦材料构件——摩擦片。
实施例8
与实施例6不同之处在于：
先按专利申请号为03134039.3提供的方法分别制备泡沫碳化硅陶瓷，尺寸见图8a、图9，厚度为4mm，网孔大小2mm，体积分数是50％，利用一个中心孔用螺钉固定在具有均匀分布通孔的不锈钢背上，通孔的间距为10mm，孔径尺寸是与泡沫陶瓷接触面孔径为Φ3mm、背面的孔径尺寸为Φ6mm，利用一个M3的螺钉将泡沫陶瓷固定在不锈钢背上，加热到800℃后放入模具内。
采用压铸法，将锡青铜QSn5—4—4加热到1280℃，除去渣滓后，倒入模具内，采用压力为120MPa，保压时间30秒，压入到泡沫碳化硅陶瓷骨架内，机加工到需要尺寸，即可获得泡沫碳化硅/铜双连续相复合摩擦材料构件——摩擦片。
实施例9
与实施例7不同之处在于：
先按专利申请号为03134039.3提供的方法制备泡沫碳化硅陶瓷，在温度1780℃、真空0.5Pa、保温时间1小时的条件下，将泡沫陶瓷骨架筋内部的残余硅抽掉，获得多孔泡沫碳化硅陶瓷，多孔泡沫碳化硅陶瓷筋的相对致密度为95％，孔隙的等效直径为15μm，孔隙率为5％。钢背采用45#钢，在钢背上钻间距15mm均匀分布的通孔，孔径尺寸是与泡沫陶瓷接触面孔径为Φ4mm、背面的孔径尺寸为Φ8mm，利用一个M4的螺钉将泡沫陶瓷固定在45#钢钢背上，加热到400℃后放入模具内。
采用压铸法，将铬青铜(1.2Cr)加热到1400℃，除去覆盖剂并脱氧、打渣后倒入模具内，采用压力为100MPa，保压时间1.5min，压入到泡沫碳化硅陶瓷骨架内，机加工到需要尺寸，即可获得泡沫碳化硅/铜双连续相复合摩擦材料构件——摩擦片。
实施例10
与实施例7不同之处在于：
采用添加造孔剂(硅粉)的方法制备多孔泡沫碳化硅陶瓷，在专利申请号为03134039.3提供的方法制备泡沫碳化硅陶瓷的陶瓷料浆中，按该申请中实施例2组份的配方中添加10g硅粉的方法制备多孔泡沫碳化硅陶瓷，多孔泡沫碳化硅陶瓷筋的相对致密度为85％，孔隙的等效直径为20μm，孔隙率为15％。钢背采用45#钢，在钢背上钻间距15mm均匀分布的通孔，孔径尺寸是与泡沫陶瓷接触面孔径为Φ4mm、背面的孔径尺寸为Φ6mm，利用一个M4的螺钉将泡沫陶瓷固定在45#钢钢背上，加热到400℃后放入模具内。
采用压铸法，将铁青铜(6Fe)加热到1420℃，除去覆盖剂和打渣剂后倒入模具内，采用压力为120MPa，保压时间1min，压入到泡沫碳化硅陶瓷骨架内，机加工到需要尺寸，即可获得泡沫碳化硅/铜双连续相复合摩擦材料构件——摩擦片。
实施例11
先按专利申请号为03134039.3提供的方法制备泡沫碳化硅陶瓷，泡沫碳化硅陶瓷骨架见图8a、图9，厚度为6mm，网孔大小1mm，体积分数是40％，加热到800℃后放入模具内。
采用压铸法，将铬青铜(0.8Cr)加热到1380℃后，除去渣滓后倒入模具内，采用压力为120MPa，保压时间2min，压入到泡沫碳化硅陶瓷骨架内，机加工到需要尺寸，其中在复合材料的金属层留出2mm厚的铜做为铜背，即可获得泡沫碳化硅/铜双连续相复合摩擦材料构件——摩擦片(图8b、图9)。
实施例12
先按专利申请号为03134039.3提供的方法制备泡沫碳化硅陶瓷。泡沫陶瓷的网孔大小0.5mm，体积分数是40％，外径为Φ250mm、内径为Φ200mm、高为400mm的半轴瓦两块。钢背采用不锈钢，在钢背上钻间距10mm均匀分布的通孔，孔径尺寸是与泡沫陶瓷接触面孔径为Φ4mm、背面的孔径尺寸为Φ6mm，利用四个M4的螺钉将泡沫陶瓷固定在不锈钢钢背上，加热到400℃后放入外径为Φ270mm、内径为Φ180mm、高为600mm的模具内。
采用压铸法，将铬青铜(1.2Cr)加热到1380℃，除去覆盖剂和打渣剂后中倒入模具内，采用压力为100MPa，保压时间1.5min，压入到泡沫碳化硅陶瓷骨架内，机加工到需要尺寸，即可获得泡沫碳化硅/铜双连续相复合摩擦材料构件——刹车轴瓦。该刹车轴瓦具有耐热性能好、摩擦性能优良、机械强度高、工艺性能好的特点。
实施例13
与实施例2的不同之处在于铜合金选用铝青铜QAl11—6—6。
实施例14
与实施例3的不同之处在于：采用压力为80MPa。
实施例15
与实施例6的不同之处在于：铜合金选用铁青铜(8Fe)。
实施例16
与实施例5的不同之处在于：保压时间为0.5min。
实施例17
与实施例8的不同之处在于：在泡沫碳化硅陶瓷的网孔内添加粒度为7μm的铁粉和粒度为10μm的碳粉，添加量分别为泡沫碳化硅陶瓷总重量的5％和15％，以松装方式直接添加。
实施例18
与实施例6的不同之处在于：铜选用99.9％的纯铜加热到1300℃后倒入模具内。
实施例19
与实施例2的不同之处在于：在泡沫碳化硅陶瓷的网孔内添加粒度为5μm的碳化硅微粉，添加量分别为泡沫碳化硅陶瓷总重量的10％，采用树脂制造颗粒，树脂的加入量为碳化硅微粉重量的10％，制造0.5mm的颗粒后松装添加。
实施例20
与实施例6的不同之处在于：钢背选用65Mn钢。
实施例21
与实施例6不同之处是：
泡沫碳化硅陶瓷骨架的孔径分别为：2mm(大孔)、1.4mm(中孔)、0.8mm(小孔)，基体材料选用85Cu-6Sn-6Zn-3Pb合金。在1200℃、120MPa条件压铸成泡沫碳化硅/铜双连续相复合摩擦材料构件——摩擦片，对摩副选用Φ6mm的Si3N4陶瓷球。摩擦性能如图10—12。
实施例22
先按专利申请号为03134039.3提供的方法制备泡沫碳化硅陶瓷。其中泡沫碳化硅陶瓷的尺寸为：外径为Φ85mm、内径为Φ75mm、厚为3mm的圆环，网孔(碳化硅泡沫陶瓷的孔径)大小0.5mm，体积分数是15％，用螺钉固定在外径为Φ97mm、内径为Φ75mm、厚10mm的45#钢环上，加热到300℃后放入Φ100mm的模具内。
采用压铸法，将铸造铝合金ZL101加热到熔点温度150℃以上，除去覆盖剂和打渣剂后倒入模具中，采用压力为50MPa，保压时间20秒，压入到泡沫碳化硅陶瓷骨架内，机加工到需要尺寸，即可获得泡沫碳化硅/铝双连续相复合摩擦材料构件——摩擦片。该摩擦片具有耐热性能好、摩擦性能优良、机械强度高、工艺性能好的特点。
实施例23
与实施例22的不同之处在于：
按实施例22制备泡沫碳化硅陶瓷，在温度1800℃、真空2Pa、保温时间1小时的条件下，将泡沫陶瓷骨架筋内部的残余硅抽掉，获得多孔泡沫碳化硅陶瓷，多孔泡沫碳化硅陶瓷筋的相对致密度为80％，孔隙的等效直径为25μm，孔隙率为20％。
实施例24
与实施例22的不同之处在于：
采用添加造孔剂(硅粉)的方法制备多孔泡沫碳化硅陶瓷，在专利申请号为03134039.3提供的方法制备泡沫碳化硅陶瓷的陶瓷料浆中，按该申请中实施例3组份的配方中添加20g硅粉的方法制备多孔泡沫碳化硅陶瓷，多孔泡沫碳化硅陶瓷筋的相对致密度为88％，孔隙的等效直径为20μm，孔隙率为12％。
实施例25
与实施例22的不同之处在于：
按实施例22制备泡沫碳化硅陶瓷，在泡沫碳化硅陶瓷的网孔内添加粒度为7μm的碳化硅微粉，直至添满为止。
实施例26
与实施例22不同之处在于：
先按专利申请号为03134039.3提供的方法制备泡沫碳化硅陶瓷。其中泡沫碳化硅陶瓷的尺寸为：外径为Φ90、内径为Φ75mm、厚为3mm的圆环，网孔大小0.2mm，体积分数是20％，用螺钉固定在外径为Φ97mm、内径为Φ75mm、厚10mm的45#钢环上，钢环均匀钻Φ4mm的直孔，孔间距为5mm，加热到500℃后放入Φ100mm的模具内。
采用压铸法，将防锈铝合金LF5加热到熔点温度200℃以上，除去渣滓后，采用压力为80MPa，保压时间30秒，压入到泡沫碳化硅陶瓷骨架内，机加工到需要尺寸，即可获得泡沫碳化硅/铝双连续相复合摩擦材料构件——摩擦片。
实施例27
与实施例22不同之处在于：
先按专利申请号为03134039.3提供的方法制备泡沫碳化硅陶瓷。其中泡沫碳化硅陶瓷的尺寸为：外径为Φ200mm、内径为Φ160mm、厚为3mm的圆环，网孔大小1mm，体积分数是30％，用螺钉固定在外径为Φ210mm、内径为Φ160mm、厚2mm的不锈钢网上，加热到800℃后放入Φ220mm的模具内。
采用压铸法，将铸造铝合金ZL101加热到熔点温度200℃以上，除去渣滓后，采用压力为100MPa，保压时间40秒，压入到泡沫碳化硅陶瓷骨架内，机加工到需要尺寸，即可获得泡沫碳化硅/铝双连续相复合摩擦材料构件——摩擦片。
实施例28
先按专利申请号为03134039.3提供的方法制备泡沫碳化硅陶瓷，其中泡沫碳化硅陶瓷的尺寸为：Φ90×6mm的圆片，网孔大小1mm，体积分数是40％，利用四个中心孔用螺钉固定在相同尺寸的不锈钢网上，加热到800℃后放入模具内。
采用压铸法，将铸造铝合金ZL109加热到熔点温度150℃以上，除去覆盖剂和打渣剂后倒入模具内，采用压力为120MPa，保压时间2min，压入到泡沫碳化硅陶瓷骨架内，机加工到需要尺寸，即可获得泡沫碳化硅/铝双连续相复合摩擦材料构件——摩擦片(图8b、图9)。
实施例29
与实施例28不同之处在于：
先按专利申请号为03134039.3提供的方法制备泡沫碳化硅陶瓷，尺寸如图8a、图9、厚度为4mm，网孔大小0.5mm，体积分数是40％。钢背采用45#钢，在钢背上钻间距10mm均匀分布的通孔，孔径尺寸是与泡沫陶瓷接触面孔径为Φ4mm、背面的孔径尺寸为Φ6mm，利用一个M4的螺钉将泡沫陶瓷固定在相同尺寸的45#钢钢背上，加热到400℃后放入模具内。
采用压铸法，将防锈铝合金LF11加热到熔点温度150℃以上，除去覆盖剂和打渣剂后中倒入模具内，采用压力为100MPa，保压时间1.5min，压入到泡沫碳化硅陶瓷骨架内，机加工到需要尺寸，即可获得泡沫碳化硅/铝双连续相复合摩擦材料构件——摩擦片。
实施例30
与实施例28不同之处在于：
先按专利申请号为03134039.3提供的方法制备泡沫碳化硅陶瓷。利用一个中心孔用螺钉固定在具有均匀分布通孔的相同尺寸的不锈钢背上，通孔的间距为10mm，孔径尺寸是与泡沫陶瓷接触面孔径为Φ3mm、背面的孔径尺寸为Φ6mm，利用一个M3的螺钉将泡沫陶瓷固定在不锈钢背上，加热到800℃后放入模具内。
采用压铸法，将防锈铝合金LF11加热到熔点温度150℃以上，除去渣滓后，倒入模具内，采用压力为120MPa，保压时间30Sec，压入到泡沫碳化硅陶瓷骨架内，机加工到需要尺寸，即可获得泡沫碳化硅/铝双连续相复合摩擦材料构件——摩擦片。
实施例31
与实施例28不同之处在于：
先按专利申请号为03134039.3提供的方法制备泡沫碳化硅陶瓷，在温度1780℃、真空0.5Pa、保温时间1小时的条件下，将泡沫陶瓷骨架筋内部的残余硅抽掉，获得多孔泡沫碳化硅陶瓷，多孔泡沫碳化硅陶瓷筋的相对致密度为80％，孔隙的等效直径为100μm，孔隙率为20％。钢背采用45#钢，在钢背上钻间距15mm均匀分布的通孔，孔径尺寸是与泡沫陶瓷接触面孔径为Φ4mm、背面的孔径尺寸为Φ8mm，利用一个M4的螺钉将泡沫陶瓷固定在相同尺寸的45#钢钢背上，加热到400℃后放入模具内。
采用压铸法，将防锈铝合金LF8加热到熔点温度220℃以上，除去覆盖剂和打渣剂后倒入模具内，采用压力为100MPa，保压时间1.5min，压入到泡沫碳化硅陶瓷骨架内，机加工到需要尺寸，即可获得泡沫碳化硅/铝双连续相复合摩擦材料构件——摩擦片。
实施例32
与实施例28不同之处在于：
采用添加造孔剂(硅粉)的方法制备多孔泡沫碳化硅陶瓷，在专利申请号为03134039.3提供的方法制备泡沫碳化硅陶瓷的陶瓷料浆中，按该申请中实施例4组份的配方中添加10g硅粉的方法制备多孔泡沫碳化硅陶瓷，多孔泡沫碳化硅陶瓷筋的相对致密度为92％，孔隙的等效直径为30μm，孔隙率为8％。钢背采用45#钢，在钢背上钻间距15mm均匀分布的通孔，孔径尺寸是与泡沫陶瓷接触面孔径为Φ4mm、背面的孔径尺寸为Φ6mm，利用一个M4的螺钉将泡沫陶瓷固定在相同尺寸的45#钢钢背上，加热到400℃后放入模具内。
采用压铸法，将铸造铝合金ZL101加热到熔点温度150℃以上，除去覆盖剂和打渣剂后倒入模具内，采用压力为120MPa，保压时间1min，压入到泡沫碳化硅陶瓷骨架内，机加工到需要尺寸，即可获得泡沫碳化硅/铝双连续相复合摩擦材料构件——摩擦片。
实施例33
先按专利申请号为03134039.3提供的方法制备泡沫碳化硅陶瓷，泡沫碳化硅陶瓷骨架尺寸为：Φ150×5mm的圆片。网孔大小1mm，体积分数是60％，加热到800℃后放入模具内。
采用压铸法，将锻铝合金LD5加热到熔点180℃以上，除去渣滓后倒入模具内，采用压力为120MPa，保压时间2min，压入到泡沫碳化硅陶瓷骨架内，机加工到需要尺寸，其中在复合材料的金属层留出2mm厚的铝作为铝背，即可获得泡沫碳化硅/铝双连续相复合摩擦材料构件——摩擦片。
实施例34
与实施例29的不同之处在于：在泡沫碳化硅陶瓷的网孔内添加粒度为10μm的碳粉，添加量为泡沫碳化硅陶瓷总重量的15％，采用酚醛或环氧树脂粘结剂制造颗粒，粘结剂的加入量为碳化硅微粉重量的20％，制造0.2mm的颗粒松装添加。
实施例35
与实施例24的不同之处在于：采用压力为80MPa。
实施例36
与实施例22的不同之处在于铝合金选用铝锌合金ZL401。
实施例37
与实施例28的不同之处在于：铝合金选用硬铝合金LY12。
实施例38
与实施例27的不同之处在于：保压时间为1min。
实施例17
与实施例22的不同之处在于铝合金选用铝镁合金ZL302。
实施例39
与实施例28的不同之处在于：铝选用99.9％的纯铝加热到800℃后倒入模具内。
实施例40
与实施例24的不同之处在于：在泡沫碳化硅陶瓷的网孔内添加粒度为5μm的碳化硅微粉，添加量为泡沫碳化硅陶瓷总重量的8％，采用了硅酸乙脂粘结剂制造颗粒，粘结剂的加入量为碳化硅微粉重量的2％，制造0.2mm的颗粒松装添加。
实施例41
与实施例28的不同之处在于：钢背选用65Mn钢。
实施例42
先按专利申请号为03134039.3提供的方法制备泡沫碳化硅陶瓷，其中泡沫碳化硅陶瓷的尺寸为：外径为Φ95mm、内径为Φ75mm、厚为3mm的圆环，网孔(碳化硅泡沫陶瓷的孔径)大小0.5mm，体积分数是15％，利用四个螺钉固定在相同尺寸的不锈钢网上加热到300℃后放入Φ100mm的模具内。
采用压铸法，将45#钢加热到熔点温度150℃以上，除去覆盖剂和打渣剂后倒入模具中，采用压力为50MPa，保压时间20秒，压入到泡沫碳化硅陶瓷骨架内，机加工到需要尺寸，在摩擦面的背面留出1mm的钢背，即可获得泡沫碳化硅/铁双连续相复合摩擦材料构件——摩擦片。
实施例43
与实施例22的不同之处在于：
采用添加造孔剂(硅粉)的方法制备多孔泡沫碳化硅陶瓷，在专利申请号为03134039.3提供的方法制备泡沫碳化硅陶瓷的陶瓷料浆中，按该申请中实施例5组份的配方中添加15g硅粉的方法制备多孔泡沫碳化硅陶瓷，多孔泡沫碳化硅陶瓷筋的相对致密度为83％，孔隙的等效直径为30μm，孔隙率为17％。
实施例44
与实施例22的不同之处在于：
按实施例22制备泡沫碳化硅陶瓷，在泡沫碳化硅陶瓷的网孔内添加粒度为7μm的碳化硅微粉，直至添满为止。
实施例45
与实施例22不同之处在于：
先按专利申请号为03134039.3提供的方法制备泡沫碳化硅陶瓷。其中泡沫碳化硅陶瓷的尺寸为：外径为Φ200mm、内径为Φ160mm、厚为3mm的圆环，网孔大小1mm，体积分数是30％，用螺钉固定在外径为Φ210mm、内径为Φ160mm、厚2mm的不锈钢网上，加热到800℃后放入Φ220mm的模具内。
采用压铸法，将BJ2碳钢加热到熔点温度200℃以上，除去渣滓后，采用压力为100MPa，保压时间40秒，压入到泡沫碳化硅陶瓷骨架内，机加工到需要尺寸，即可获得泡沫碳化硅/铁双连续相复合摩擦材料构件——摩擦片。
实施例46
先按专利申请号为03134039.3提供的方法制备泡沫碳化硅陶瓷，其中泡沫碳化硅陶瓷的尺寸为：Φ90×6mm的圆片，网孔大小1mm，体积分数是40％，用螺钉固定在直径为Φ100mm的不锈钢网上加热到800℃后放入模具内。
采用压铸法，将铸铁HT15-33加热到熔点温度150℃以上，除去覆盖剂和打渣剂后倒入模具内，采用压力为120MPa，保压时间2min，压入到泡沫碳化硅陶瓷骨架内，机加工到需要尺寸，即可获得泡沫碳化硅/铁双连续相复合摩擦材料构件——摩擦片。
实施例47
与实施例46不同之处在于：
先按专利申请号为03134039.3提供的方法制备泡沫碳化硅陶瓷，尺寸如图8a、图9、厚度为5mm，网孔大小2mm，体积分数是50％，加热到800℃后放入模具内。
采用压铸法，将铸铁KTZ50-4加热到熔点温度250℃以上，除去渣滓后，倒入模具内，采用压力为120MPa，保压时间30Sec，压入到泡沫碳化硅陶瓷骨架内，机加工到需要尺寸，与摩擦面相反的面留2mm的铸铁背。即可获得泡沫碳化硅/铁双连续相复合摩擦材料构件——摩擦片。
实施例48
与实施例47不同之处在于：
先按专利申请号为03134039.3提供的方法制备泡沫碳化硅陶瓷，在温度1780℃、真空0.5Pa、保温时间1小时的条件下，将泡沫陶瓷骨架筋内部的残余硅抽掉，获得多孔泡沫碳化硅陶瓷，多孔泡沫碳化硅陶瓷筋的相对致密度为85％，孔隙的等效直径为15μm，孔隙率为15％。
采用压铸法，将低合金耐磨钢ZG40GrMn2SiMo加热到熔点温度220℃以上，除去覆盖剂和打渣剂后倒入模具内，采用压力为100MPa，保压时间1.5min，压入到泡沫碳化硅陶瓷骨架内，机加工到需要尺寸，即可获得泡沫碳化硅/铁双连续相复合摩擦材料构件——摩擦片。
实施例49
先按专利申请号为03134039.3提供的方法制备泡沫碳化硅陶瓷，网孔大小0.5mm，体积分数是40％，外径为Φ250mm、内径为Φ200mm、高为400mm的半轴瓦两块。加热到400℃后放入外径为Φ270mm、内径为Φ180mm、高为600mm的模具内。
采用压铸法，将抗磨铸铁KmTBCr20Mo2Cu1加热到熔点温度300℃以上，除去覆盖剂和打渣剂后中倒入模具内，采用压力为100MPa，保压时间1.5min，压入到泡沫碳化硅陶瓷骨架内，机加工到需要尺寸，即可获得泡沫碳化硅/铁双连续相复合摩擦材料构件——刹车轴瓦。
实施例50
与实施例46不同之处在于：铁选用铸铁QT60-2。
实施例51
与实施例46的不同之处在于：在泡沫碳化硅陶瓷的网孔内添加粒度为5μm的碳化硅微粉，添加量为泡沫碳化硅陶瓷总重量的5％，采用水玻璃粘结剂制造颗粒，粘结剂的加入量为碳化硅微粉重量的5％，制造0.2mm的颗粒松装添加。
Claims (8)
1、一种泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料构件的制备方法，其特征在于：该构件由所述泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料摩擦层与金属层组成，摩擦层与金属层的厚度比可在1/100—10/1范围变化；金属层的材质采用与双连续相复合材料摩擦层中金属相同的同质材料或不同的异质材料；按体积分数计，泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料成份由15％～60％的泡沫碳化硅陶瓷和85％～40％的基体金属组成；
金属层选用65Mn钢、不锈钢、45#钢、耐热钢铁合金、铜合金或铝合金；金属层的结构为：板状、管状、棒状或其它异形状结构，其上事先预留钻孔；
泡沫碳化硅是一种陶瓷相与其中的孔隙存在三维互贯通关系的、在宏观尺度上呈现三维网状形貌的多孔陶瓷，孔隙的等效直径为：0.1mm～10mm，孔隙率为：85％—40％，构成三维网的陶瓷筋是致密的或者是多孔的；陶瓷筋为致密结构时，对应的泡沫碳化硅称之为致密泡沫碳化硅；陶瓷筋为多孔结构时，对应的泡沫碳化硅称之为多孔泡沫碳化硅；
通过料浆配制、浸挂、热压致密化、热解、填充碳骨架中心孔、渗硅，制备致密泡沫碳化硅，在制备出致密泡沫碳化硅后，进一步进行高温真空抽硅处理：工艺条件为：温度为1500℃～2250℃、真空度为20Pa～2×10-3Pa，保温20min～2h，获得多孔泡沫碳化硅；
在空气条件下复合，通过挤压铸造方式将液态基体金属压入碳化硅泡沫陶瓷的三维连通孔隙中并凝固，从而实现泡沫碳化硅陶瓷、基体金属、以及金属层的复合；具体步骤如下：
(1)将泡沫碳化硅陶瓷与金属层的预连接体预热到100℃～1200℃，基体金属加热到熔点以上50℃～400℃；
(2)将预热后的泡沫碳化硅陶瓷与金属层的预连接体放入模具中，倒入熔化的基体金属，加以50～200MPa的压力并保压20秒～2分钟，之后，卸压、出模，完成泡沫碳化硅陶瓷、基体金属、以及金属层的复合。
2、按权利要求1所述的泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料构件的制备方法，其特征在于：金属层与泡沫碳化硅陶瓷的固定方式采用螺钉固定或卡装的方式。
3、按权利要求1所述的泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料构件的制备方法，其特征在于：模具内侧面与泡沫碳化硅陶瓷与金属层的预连接体边缘的距离为1～10mm。
4、按权利要求1所述的泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料构件的制备方法，其特征在于：先将泡沫碳化硅陶瓷与金属层的预连接体制备成构件的所要求的形状和尺寸，复合后，通过加工去除多余金属，最终得到平板状、环状、管状、棒状、以及其它异形结构的复合摩擦材料及构件。
5、按权利要求1所述的泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料构件的制备方法是，其特征在于：在料浆配制中添加占料浆总重量的1％-40％硅粉，作为造孔剂。
6、按权利要求1所述的泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料构件的制备方法，其特征在于：在泡沫碳化硅陶瓷网孔内填入陶瓷颗粒，包括SiC、Al2O3或SiO2，添加量为泡沫碳化硅陶瓷总重量的1％—30％，其中陶瓷颗粒利用粘接剂造颗粒，粘接剂采用树脂或其他有机粘接剂，粘接剂的加入量为颗粒重量的2％—20％，制造的颗粒粒度为：0.1—3mm；或者直接采用陶瓷颗粒以松装的方式添加。
7、按权利要求1所述的泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料构件的制备方法，其特征在于：在碳化硅泡沫陶瓷网孔内填入摩擦组元，摩擦组元包括一些耐热性较高的合金元素：铁、镍、钨，或者润滑组元：石墨、二硫化钼，摩擦组元或润滑组元的添加量为泡沫碳化硅陶瓷总重量的1％—30％，其中摩擦组元或润滑组元利用粘接剂造颗粒，粘接剂采用树脂或其他有机粘接剂，粘接剂的加入量为颗粒重量的2％—20％，制造的颗粒粒度为：0.1—3mm；或者直接采用摩擦组元或润滑组元以松装的方式添加。
8、按权利要求1所述的泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料构件的制备方法，其特征在于：先将泡沫碳化硅制备成摩擦材料所要求的形状和尺寸，复合后，通过加工去除多余金属，最终得到平板状、环状、管状、棒状、以及其它异形结构的复合摩擦材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200610046242 CN100491494C (zh) | 2006-04-05 | 2006-04-05 | 泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料构件的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200610046242 CN100491494C (zh) | 2006-04-05 | 2006-04-05 | 泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料构件的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1896171A CN1896171A (zh) | 2007-01-17 |
| CN100491494C true CN100491494C (zh) | 2009-05-27 |
Family
ID=37608821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200610046242 Active CN100491494C (zh) | 2006-04-05 | 2006-04-05 | 泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料构件的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100491494C (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108084601A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-05-29 | 洛阳名力科技开发有限公司 | 一种树脂基陶瓷摩擦材料的制备方法 |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102401051B (zh) * | 2010-09-10 | 2014-12-03 | 北京天宜上佳新材料有限公司 | 一种铁路机车粉末冶金闸瓦 |
| CN102357652B (zh) * | 2011-08-30 | 2013-12-11 | 辽宁卓异新材料有限公司 | 多尺度陶瓷／金属复合耐磨材料及其制备方法 |
| CN102350490A (zh) * | 2011-09-07 | 2012-02-15 | 南昌大学 | 一种低成本、环保、耐磨双连续相复合材料的制备方法 |
| CN102506268B (zh) * | 2011-09-26 | 2013-11-06 | 辽宁卓异新材料有限公司 | 一种金属构件表面耐磨防腐改性的方法 |
| CN102433526B (zh) * | 2011-12-08 | 2013-09-25 | 马鞍山市兴隆铸造有限公司 | 一种具有陶瓷基热喷涂涂层的耐腐蚀船用侧板 |
| CN104235237B (zh) * | 2014-05-09 | 2017-05-10 | 石家庄东大汇通新材料有限公司 | 碳化硅泡沫陶瓷/铝合金复合材料制动盘及制备方法 |
| US10317322B2 (en) * | 2014-11-19 | 2019-06-11 | The Boeing Company | Combined loading in composite materials |
| CN105728007A (zh) * | 2014-12-10 | 2016-07-06 | 中国石油天然气股份有限公司 | 用于天然气水蒸气重整制合成气反应过程的泡沫碳化硅结构化催化材料及其制备方法 |
| CN106499754A (zh) * | 2015-09-06 | 2017-03-15 | 房殊 | 周期桁架结构陶瓷骨架增强轻金属复合材料制动盘 |
| CN105272264B (zh) * | 2015-11-04 | 2018-04-20 | 陕西科技大学 | 一种复式双连续相SiC/Si复合材料的制备方法 |
| CN106917918B (zh) * | 2015-12-28 | 2019-05-14 | 中国科学院金属研究所 | 具有碳化硅陶瓷耐磨、蚀衬层的管道或管件及其制备方法 |
| US10995192B2 (en) | 2016-03-21 | 2021-05-04 | Central South University | Composite material reinforced by foamed skeleton and preparation method and uses thereof |
| CN105779804B (zh) * | 2016-03-21 | 2018-01-02 | 中南大学 | 一种泡沫骨架结构增强金属基复合材料及制备方法 |
| CN108488281B (zh) * | 2018-03-22 | 2020-03-20 | 杭州科技职业技术学院 | 一种耐磨低噪音汽车刹车片及其制备方法 |
| CN108571443A (zh) * | 2018-04-11 | 2018-09-25 | 合肥工业大学 | 一种双骨架结合的金属-陶瓷复合缸套及其制造方法 |
| CN108788161A (zh) * | 2018-06-25 | 2018-11-13 | 卓尔博（宁波）精密机电股份有限公司 | 一种高强度转子 |
| CN109261941B (zh) * | 2018-10-17 | 2020-03-17 | 西安交通大学 | 一种多孔网状陶瓷增强钢铁基复合刹车块的制备方法 |
| CN111660622A (zh) * | 2019-03-07 | 2020-09-15 | 永德利硅橡胶科技(深圳)有限公司 | 平面复合板及生产方法 |
| CN111660623A (zh) * | 2019-03-07 | 2020-09-15 | 永德利硅橡胶科技(深圳)有限公司 | 弧面复合板 |
| CN111644599B (zh) * | 2020-06-10 | 2022-04-12 | 广东科学技术职业学院 | 一种三维连续网络结构石墨/铸钢复合材料及其制备方法 |
| CN112481540B (zh) * | 2020-11-10 | 2021-12-14 | 中国北方车辆研究所 | 一种耐高温制动摩擦材料及其制备方法 |
| CN116332668A (zh) * | 2022-12-06 | 2023-06-27 | 浙江同华陶铝新材料有限公司 | 一种低温烧结制备碳化硅泡沫材料的方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4075303A (en) * | 1975-06-23 | 1978-02-21 | Swiss Aluminium Ltd. | Method of preparation of ceramic foam |
| CN1325832A (zh) * | 2000-05-31 | 2001-12-12 | 中国科学院金属研究所 | 一种高强度碳化硅泡沫陶瓷及其制备方法 |
| DE10130395A1 (de) * | 2000-08-12 | 2002-02-28 | Mannesmann Sachs Ag | Reibwerkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung sowie Reibelement |
| CN1471501A (zh) * | 2000-08-22 | 2004-01-28 | ̩ | 双连续复合材料 |
| CN1600742A (zh) * | 2003-09-22 | 2005-03-30 | 中国科学院金属研究所 | 一种高强度致密的泡沫碳化硅陶瓷材料及其制备方法 |
-
2006
- 2006-04-05 CN CN 200610046242 patent/CN100491494C/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4075303A (en) * | 1975-06-23 | 1978-02-21 | Swiss Aluminium Ltd. | Method of preparation of ceramic foam |
| CN1325832A (zh) * | 2000-05-31 | 2001-12-12 | 中国科学院金属研究所 | 一种高强度碳化硅泡沫陶瓷及其制备方法 |
| DE10130395A1 (de) * | 2000-08-12 | 2002-02-28 | Mannesmann Sachs Ag | Reibwerkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung sowie Reibelement |
| CN1471501A (zh) * | 2000-08-22 | 2004-01-28 | ̩ | 双连续复合材料 |
| CN1600742A (zh) * | 2003-09-22 | 2005-03-30 | 中国科学院金属研究所 | 一种高强度致密的泡沫碳化硅陶瓷材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 三维网络SiC增强铜基复合材料的干摩擦磨损性能. 谢素菁，曹小明，张劲松，李曙，刘阳.摩擦学学报，第23卷第2期. 2003 * |
| 双连续相复合材料在高速列车制动盘及闸片中的应用. 张劲松，曹小明，胡宛平.机动电传动，第增刊期. 2003 * |
| 金属液渗透法制造铸铁/陶瓷复合材料的研究. 张友寿，夏露，黄晋.热加工工艺，第12期. 2005 * |
| 骨架表面改性对SiC/Al复合材料性能的影响. 赵龙志，曹小明，胡宛平，张劲松.材料研究学报，第19卷第5期. 2005 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108084601A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-05-29 | 洛阳名力科技开发有限公司 | 一种树脂基陶瓷摩擦材料的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1896171A (zh) | 2007-01-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100491494C (zh) | 泡沫碳化硅/金属双连续相复合摩擦材料构件的制备方法 | |
| CN102102720B (zh) | 一种陶瓷/金属双连续相复合材料闸片及其制备方法 | |
| CN107876730B (zh) | 耐磨材料、局部增强轻金属基复合材料及制备方法 | |
| CN104235237B (zh) | 碳化硅泡沫陶瓷/铝合金复合材料制动盘及制备方法 | |
| CN103939509B (zh) | 一种用于轨道车辆的Al/Sic和Cu/Sic复合材料摩擦副及其制备方法 | |
| CN100465470C (zh) | 一种泡沫碳化硅陶瓷增强铜基复合材料摩擦片的制备方法 | |
| US3608170A (en) | Metal impregnated composite casting method | |
| AU2012201391B2 (en) | Method for in situ synthesis of titanium carbide based hard alloy coating on casting | |
| JP2010508442A (ja) | 摩擦学的適用分野のための材料 | |
| CN102912173A (zh) | 一种耐磨件、陶瓷金属复合材料及其制备方法 | |
| CN106424740A (zh) | 一种碳化钨颗粒增强钢基表层复合材料及其制备方法 | |
| CN106367661A (zh) | 一种颗粒增强铁基表面复合材料的制备方法 | |
| CN105016758A (zh) | 耐磨陶瓷材料、陶瓷局部增强铝基复合材料及制备方法 | |
| CN101905310A (zh) | 球墨铸铁基刹车盘制备工艺 | |
| CN107214319A (zh) | 一种颗粒增强金属基复合材料的制备方法 | |
| CN106499755A (zh) | 柱状陶瓷增强轻金属复合材料制动盘 | |
| CN102358928A (zh) | 自生混合颗粒增强铝合金缸套及其制备方法 | |
| CN102676956B (zh) | 一种原位合成铁基表面复合材料的制备方法 | |
| CN205013525U (zh) | 泡沫陶瓷增强轻金属复合材料摩擦离合片、制动盘 | |
| EP2429742B1 (en) | Method for the manufacturing of a component for a braking system | |
| CN114406258B (zh) | 铝热还原反应粉末包覆的zta陶瓷颗粒及其制法和应用 | |
| JPS6089558A (ja) | アルミニウムベース・ブレーキ部材及びその製造方法 | |
| CN105422307A (zh) | 一种轻型耐磨汽车发动机活塞及其制备方法 | |
| CN108315629A (zh) | 一种Al/SiC金属陶瓷复合材料的制备方法 | |
| CN109261941B (zh) | 一种多孔网状陶瓷增强钢铁基复合刹车块的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Liaoning Zhuoyi New Material Co., Ltd. Assignor: Institute of metal research, Chinese Academy of Sciences Contract record no.: 2011210000121 Denomination of invention: Preparation method of bi-continuous-phase composite friction material member of foaming silicon carbide/metal Granted publication date: 20090527 License type: Exclusive License Open date: 20070117 Record date: 20110824 |