CN102534379A - 一种粉末冶金摩擦材料及其制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种粉末冶金摩擦材料，包括铁粉、铜粉、锌粉、石墨、锑粉、铅粉、二硫化钼、碳化硅、磷粉、莫乃石均匀混合而成的铁基粉末；其组分（重量百分比）为：铜粉15-25%，锌粉3-7%，锑粉0.5-3%，铅粉3-8%，二硫化钼1-3%，石墨6-12%，碳化硅1.5-4%，磷粉0.2-1%，莫乃石5-8%，其余为铁粉；由于加大了铜的含量，因而使材料的导热性较好，避免了莫乃石因过热而产生不良反应;由于成分中适量的锑、锌、铅形成共晶化合物，因而使材料具有良好的摩擦性能，起到抗粘结作用;由于成分中含有适量的磷,在烧结过程中，磷扩散形成磷化共晶网状物，稳定了摩擦系数，提高了材料的抗弯强度和抗剪强度。

Description

一种粉末冶金摩擦材料及其制造工艺

技术领域

本发明涉及一种摩擦材料，尤其是一种粉末冶金摩擦材料及其制造工艺。 

背景技术

铁路机车车辆闸瓦过去一直采用铸铁材料，它的摩擦系数不稳，耐磨性差，并且易于断裂，只能在120公里时速以下使用。后来出现了一种合成材料闸瓦，就是基体组元采用酚醛树脂、腰果树脂等有机材料合成的摩擦材料，虽然采用这种合成材料在一定程度上改善了闸瓦的摩擦性能，但是它在夏季制动时易于粘结车轮，冬季又易于断裂，列车时速超过120公里时摩擦性能严重恶化。

近年来，随着科学技术的发展，粉末冶金材料开始在闸瓦上得到应用。已有技术的粉末冶金闸瓦一般采用铁基粉末冶金摩擦材料。虽然摩擦性能和抗断裂性能均好于上述两种材料，可以在120公里以上时速情况下使用，但是它在使用中易于形成粘结或金属镶嵌，使车轮磨耗较大，产生局部过热现象，甚至使两体式车轮轮箍脱落。另外，已有技术认为，制动时的局部过热现象会使二氧化硅、 氧化铝产生不良反应，因而在高速重载情况下，粉末冶金摩擦材料组元中不宜含有二氧化硅、 氧化铝。 

发明内容

为了克服以上缺陷，本发明要解决的技术问题是：提出一种摩擦性能好、散热快、无粘结、无金属镶嵌的粉末冶金摩擦材料。

本发明所采用的技术方案为：一种粉末冶金摩擦材料，包括铁粉、铜粉、锌粉、石墨、锑粉、铅粉、二硫化钼、碳化硅、磷粉、莫乃石均匀混合而成的铁基粉末。

根据本发明的另外一个实施例，一种粉末冶金摩擦材料进一步包括所述铁基粉末中的组分（重量百分比）为：铜粉15-25%，锌粉3-7%，锑粉0.5-3%，铅粉3-8%，二硫化钼1-3%，石墨6-12%，碳化硅1.5-4%，磷粉0.2-1%，莫乃石5-8%，其余为铁粉。

根据本发明的另外一个实施例，一种粉末冶金摩擦材料进一步包括所述莫乃石成分主要为氧化铝、二氧化硅，该粉末材料中也可选用至少其中一种材料制作。

根据本发明的另外一个实施例，一种粉末冶金摩擦材料进一步包括所述铁基粉末中的组分（重量百分比）为：铜粉15-25%，锌粉3-7%，锑粉0.5-3%，铅粉3-8%，二硫化钼1-3%，石墨6-12%，碳化硅1.5-4%，磷粉0.2-1%，氧化铝1.5-6%，其余为铁粉。

根据本发明的另外一个实施例，一种粉末冶金摩擦材料进一步包括所述铁基粉末中的组分（重量百分比）为：铜粉15-25%，锌粉3-7%，锑粉0.5-3%，铅粉3-8%，二硫化钼1-3%，石墨6-12%，碳化硅1.5-4%，磷粉0.2-1%，二氧化硅1.5-6%，其余为铁粉。

根据本发明的另外一个实施例，一种粉末冶金摩擦材料进一步包括一种粉末冶金摩擦材料的制造工艺，工艺步骤依次如下:

A、混料 将金属粉末放入盆内，放入适量机油将其混均匀，过筛后投入混料桶机混10分钟;然后将其它原材料倒入混料桶，继续混10分钟;最后进行第三次投料，机混60分钟，出料后过筛；

B、压制 将混合好的粉料按照一定的产品规格在压模中成型，形成具有一定强度的压坯；

C、烧结 将压坯装入烧结炉中，在一定的升温速度、温度、保温时间和加压压力下，进行烧结，得到具有一定力学和摩擦磨损性能的烧结件；

D、机加工到设计尺寸。

本发明的有益效果是：本发明的技术方案由于加大了铜的含量，因而使材料的导热性较好，避免了莫乃石因过热而产生不良反应;由于成分中适量的锑、锌、铅形成共晶化合物，因而使材料具有良好的摩擦性能，起到抗粘结作用;由于成分中含有适量的磷,在烧结过程中，磷扩散形成磷化共晶网状物，稳定了摩擦系数，提高了材料的抗弯强度和抗剪强度。 

具体实施方式

现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

一种粉末冶金摩擦材料，包括铁粉、铜粉、锌粉、石墨、锑粉、铅粉、二硫化钼、碳化硅、磷粉、莫乃石均匀混合而成的铁基粉末。

铁基粉末中的组分（重量百分比）为：铜粉15-25%，锌粉3-7%，锑粉0.5-3%，铅粉3-8%，二硫化钼1-3%，石墨6-12%，碳化硅1.5-4%，磷粉0.2-1%，莫乃石5-8%，其余为铁粉。本发明的技术方案由于加大了铜的含量，因而使材料的导热性较好，避免了莫乃石因过热而产生不良反应。由于成分中适量的锑、锌、铅形成共晶化合物，因而使材料具有良好的摩擦性能，起到抗粘结作用。

莫乃石成分主要为氧化铝、二氧化硅，该粉末材料中也可选用至少其中一种材料制作。

铁基粉末中的组分（重量百分比）为：铜粉15-25%，锌粉3-7%，锑粉0.5-3%，铅粉3-8%，二硫化钼1-3%，石墨6-12%，碳化硅1.5-4%，磷粉0.2-1%，氧化铝1.5-6%，其余为铁粉。

铁基粉末中的组分（重量百分比）为：铜粉15-25%，锌粉3-7%，锑粉0.5-3%，铅粉3-8%，二硫化钼1-3%，石墨6-12%，碳化硅1.5-4%，磷粉0.2-1%，二氧化硅1.5-6%，其余为铁粉。

由于成分中含有适量的磷,在烧结过程中，磷扩散形成磷化共晶网状物，稳定了摩擦系数，提高了材料的抗弯强度和抗剪强度。

一种粉末冶金摩擦材料的制造工艺，工艺步骤依次如下:

A、混料 将金属粉末放入盆内，放入适量机油将其混均匀，过筛后投入混料桶机混10分钟;然后将其它原材料倒入混料桶，继续混10分钟;最后进行第三次投料，机混60分钟，出料后过筛；

B、压制 将混合好的粉料按照一定的产品规格在压模中成型，形成具有一定强度的压坯；

C、烧结 将压坯装入烧结炉中，在一定的升温速度、温度、保温时间和加压压力下，进行烧结，得到具有一定力学和摩擦磨损性能的烧结件；

D、机加工到设计尺寸。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种粉末冶金摩擦材料，其特征在于：包括铁粉、铜粉、锌粉、石墨、锑粉、铅粉、二硫化钼、碳化硅、磷粉、莫乃石均匀混合而成的铁基粉末。

2.根据权利要求1所述的一种粉末冶金摩擦材料，其特征在于：所述铁基粉末中的组分（重量百分比）为：铜粉15-25%，锌粉3-7%，锑粉0.5-3%，铅粉3-8%，二硫化钼1-3%，石墨6-12%，碳化硅1.5-4%，磷粉0.2-1%，莫乃石5-8%，其余为铁粉。

3.根据权利要求1所述的一种粉末冶金摩擦材料，其特征在于：所述莫乃石成分主要为氧化铝、二氧化硅，该粉末材料中也可选用至少其中一种材料制作。

4.根据权利要求2或3所述的一种粉末冶金摩擦材料，其特征在于：所述铁基粉末中的组分（重量百分比）为：铜粉15-25%，锌粉3-7%，锑粉0.5-3%，铅粉3-8%，二硫化钼1-3%，石墨6-12%，碳化硅1.5-4%，磷粉0.2-1%，氧化铝1.5-6%，其余为铁粉。

5.根据权利要求2或3所述的一种粉末冶金摩擦材料，其特征在于：所述铁基粉末中的组分（重量百分比）为：铜粉15-25%，锌粉3-7%，锑粉0.5-3%，铅粉3-8%，二硫化钼1-3%，石墨6-12%，碳化硅1.5-4%，磷粉0.2-1%，二氧化硅1.5-6%，其余为铁粉。

6.根据权利要求1所述的一种粉末冶金摩擦材料的制造工艺，其特征在于：工艺步骤依次如下:

A、混料 将金属粉末放入盆内，放入适量机油将其混均匀，过筛后投入混料桶机混10分钟;然后将其它原材料倒入混料桶，继续混10分钟;最后进行第三次投料，机混60分钟，出料后过筛；

B、压制 将混合好的粉料按照一定的产品规格在压模中成型，形成具有一定强度的压坯；

C、烧结 将压坯装入烧结炉中，在一定的升温速度、温度、保温时间和加压压力下，进行烧结，得到具有一定力学和摩擦磨损性能的烧结件；

D、机加工到设计尺寸。