CN107447155A - 一种铁基粉末冶金摩擦材料 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种铁基粉末冶金摩擦材料，包括以下重量份数的原料组成：铁粉55~72份，铜粉6~15份，石墨4~10份，二氧化硅粉3~6份，碳化硼粉2~5份，碳化硅粉3~6份，二氧化钼粉2~6份，二氧化锆粉1~4份，沉淀硫酸钡粉3~10份，氧化铬粉1~3份，镍粉1~4份。本发明所提出的摩擦材料提高了摩擦系统，同时起到对偶件的保护，有效地提高了材料的承载能力、热稳定性、耐磨性能，而且，导热性能好，降低磨损，减少了噪音和振动，便得摩擦副的工作更加平稳，使用寿命更长。

Description

一种铁基粉末冶金摩擦材料
技术领域
本发明涉及摩擦材料技术领域，具体涉及一种铁基粉末冶金摩擦材料。
背景技术
粉末冶金摩擦材料是以金属及其合金为基体,添加摩擦组元和润滑组元,用粉末冶金技术制成,主 要用于制造摩擦式制动器与摩擦式离合器的摩擦片。由于该材料具有摩擦因数高且稳定、耐磨性好、磨合性好、导热性优良、环境污染小、强度高、使用负荷高及工作平稳可靠等优点，由于粉末冶金的种种优点，粉末冶金相关企业已经适用于汽车行业、装备制造业、金属行业、航空航天、军事工业、仪器仪表、五金工具、电子家电等领域的零配件生产和研究，相关原料、辅料生产，各类粉末制备设备、烧结设备制造。产品包括轴承、齿轮、硬质合金刀具、模具、摩擦制品等等。军工企业中，重型的武器装备如穿甲弹，鱼雷等，飞机坦克等刹车副均需采用粉末冶金技术生产。粉末冶金汽车零件近年来已成为为中国粉末冶金行业最大的市场，约 50% 的汽车零部件为粉末冶金零部件。
粉末冶金摩擦材料按基体成分可分为铜基和铁基两大类。虽然铁基的比铜基的有稍高的硬度、强度、摩擦系数，允许承受的工作比压和表面瞬时温度也较高；但是较差的耐热系数和较高的磨损率。磨损率过大，降低刹使用寿命；耐热系数低，易引起摩擦材料烧伤，产品被破坏，其性能随之丧失。而我国目前有关粉末冶金减摩材料的原料配方和烧结工艺相对于国外还处于落后阶段，从而导致粉末冶金减摩材料的物理性能和工艺性能偏低。与国外技术相比还存在很大的差距。所以，要想将以上种种不足和弱点得以改善，那粉末冶金及相关的技术水平必需得到提高和发展。因此迫切需要寻找一种具有摩擦系数适当，磨损率小，耐热系数高等优点的铁基粉末冶金摩擦材料及其制备方法。
因此，针对上述问题，本发明提出了一种新的技术方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种配方合理，热稳定性强，耐磨性高，制备方法简单的一种铁基粉末冶金摩擦材料。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种铁基粉末冶金摩擦材料，包括以下重量份数的原料组成：铁粉55~72份，铜粉6~15份，石墨4~10份，二氧化硅粉3~6份，碳化硼粉2~5份，碳化硅粉3~6份，二氧化钼粉2~6份，二氧化锆粉1~4份，沉淀硫酸钡粉3~10份，氧化铬粉1~3份，镍粉1~4份。
进一步地，所述铁粉为200目、铜粉为250目、石墨为80目、镍粉150目。
进一步地，所述二氧化硅粉、碳化硼粉、碳化硅粉、二氧化钼粉、二氧化锆粉、沉淀硫酸钡粉和氧化铬粉为100~200目。
进一步地，一种铁基粉末冶金摩擦材料的制备方法，包括以下步骤：
a、将铁粉置于真空还原炉中，以10~15℃/min升温至800～1000℃，保温1~3h，得到还原后的铁粉；
b、按上述配比称取还原后的铁粉以及各原料组分，置至混料器中，加入适量的混合油，然后混合4~6h，直至混合均匀后得到混合原料；
c、将上述所得混合原料装入模具中，经冷压压制成密度为4.8~5.2g/cm3的压坯；
d、将压坯放入真空煅烧炉中煅烧，温度以10~15℃/min升温至970~1030℃，保温3~4h，压力控制在5.5~7.5MPa，然后在压力不变的情况下，水冷至60~100℃卸压，即得到所需的摩擦材料。
本发明的有益效果是：本发明所提出的摩擦材料提高了摩擦系数，同时起到对偶件的保护，有效地提高了材料的承载能力、热稳定性、耐磨性能，而且，导热性能好，降低 磨损，减少了噪音和振动，便得摩擦副的工作更加平稳，使用寿命更长。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步地说明。
实施例1
一种铁基粉末冶金摩擦材料，包括以下重量份数的原料组成：铁粉55份，铜粉6份，石墨4份，二氧化硅粉3份，碳化硼粉2份，碳化硅粉3份，二氧化钼粉2份，二氧化锆粉1份，沉淀硫酸钡粉3份，氧化铬粉1份，镍粉1份。
进一步地，所述铁粉为200目、铜粉为250目、石墨为80目、镍粉150目。
进一步地，所述二氧化硅粉、碳化硼粉、碳化硅粉、二氧化钼粉、二氧化锆粉、沉淀硫酸钡粉和氧化铬粉为100目。
进一步地，一种铁基粉末冶金摩擦材料的制备方法，包括以下步骤：
a、将铁粉置于真空还原炉中，以10℃/min升温至800℃，保温1h，得到还原后的铁粉；
b、按上述配比称取还原后的铁粉以及各原料组分，置至混料器中，加入适量的混合油，然后混合4h，直至混合均匀后得到混合原料；
c、将上述所得混合原料装入模具中，经冷压压制成密度为4.8g/cm3的压坯；
d、将压坯放入真空煅烧炉中煅烧，温度以10℃/min升温至970℃，保温3h，压力控制在5.5MPa，然后在压力不变的情况下，水冷至100℃卸压，即得到所需的摩擦材料。
实施例2
一种铁基粉末冶金摩擦材料，包括以下重量份数的原料组成：铁粉65份，铜粉10份，石墨8份，二氧化硅粉4份，碳化硼粉3份，碳化硅粉4份，二氧化钼粉3份，二氧化锆粉3份，沉淀硫酸钡粉6份，氧化铬粉2份，镍粉2份。
进一步地，所述铁粉为200目、铜粉为250目、石墨为80目、镍粉150目。
进一步地，所述二氧化硅粉、碳化硼粉、碳化硅粉、二氧化钼粉、二氧化锆粉、沉淀硫酸钡粉和氧化铬粉为150目。
进一步地，一种铁基粉末冶金摩擦材料的制备方法，包括以下步骤：
a、将铁粉置于真空还原炉中，以12℃/min升温至900℃，保温2h，得到还原后的铁粉；
b、按上述配比称取还原后的铁粉以及各原料组分，置至混料器中，加入适量的混合油，然后混合5h，直至混合均匀后得到混合原料；
c、将上述所得混合原料装入模具中，经冷压压制成密度为5.0g/cm3的压坯；
d、将压坯放入真空煅烧炉中煅烧，温度以12℃/min升温至1000℃，保温3.5h，压力控制在6.5MPa，然后在压力不变的情况下，水冷至80℃卸压，即得到所需的摩擦材料。
实施例3
一种铁基粉末冶金摩擦材料，包括以下重量份数的原料组成：铁粉72份，铜粉15份，石墨10份，二氧化硅粉6份，碳化硼粉5份，碳化硅粉6份，二氧化钼粉6份，二氧化锆粉4份，沉淀硫酸钡粉10份，氧化铬粉3份，镍粉4份。
进一步地，所述铁粉为200目、铜粉为250目、石墨为80目、镍粉150目。
进一步地，所述二氧化硅粉、碳化硼粉、碳化硅粉、二氧化钼粉、二氧化锆粉、沉淀硫酸钡粉和氧化铬粉为200目。
进一步地，一种铁基粉末冶金摩擦材料的制备方法，包括以下步骤：
a、将铁粉置于真空还原炉中，以15℃/min升温至1000℃，保温3h，得到还原后的铁粉；
b、按上述配比称取还原后的铁粉以及各原料组分，置至混料器中，加入适量的混合油，然后混合6h，直至混合均匀后得到混合原料；
c、将上述所得混合原料装入模具中，经冷压压制成密度为5.2g/cm3的压坯；
d、将压坯放入真空煅烧炉中煅烧，温度以15℃/min升温至1030℃，保温4h，压力控制在7.5MPa，然后在压力不变的情况下，水冷至100℃卸压，即得到所需的摩擦材料。
本发明所提出的摩擦材料提高了摩擦系统，同时起到对偶件的保护，有效地提高了材料的承载能力、热稳定性、耐磨性能，而且，导热性能好，降低 磨损，减少了噪音和振动，便得摩擦副的工作更加平稳，使用寿命更长。
以上所述，仅是本发明的实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明所提出的实施例所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。

Claims (4)

1.一种铁基粉末冶金摩擦材料，其特征在于：包括以下重量份数的原料组成：铁粉55~72份，铜粉6~15份，石墨4~10份，二氧化硅粉3~6份，碳化硼粉2~5份，碳化硅粉3~6份，二氧化钼粉2~6份，二氧化锆粉1~4份，沉淀硫酸钡粉3~10份，氧化铬粉1~3份，镍粉1~4份。
2.根据权利要求1所述一种铁基粉末冶金摩擦材料，其特征在于：所述铁粉为200目、铜粉为250目、石墨为80目、镍粉150目。
3.根据权利要求1所述一种铁基粉末冶金摩擦材料，其特征在于：所述二氧化硅粉、碳化硼粉、碳化硅粉、二氧化钼粉、二氧化锆粉、沉淀硫酸钡粉和氧化铬粉为100~200目。
4.根据权利要求1所述一种铁基粉末冶金摩擦材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、将铁粉置于真空还原炉中，以10~15℃/min升温至800～1000℃，保温1~3h，得到还原后的铁粉；
b、按上述配比称取还原后的铁粉以及各原料组分，置至混料器中，加入适量的混合油，然后混合4~6h，直至混合均匀后得到混合原料；
c、将上述所得混合原料装入模具中，经冷压压制成密度为4.8~5.2g/cm3的压坯；
d、将压坯放入真空煅烧炉中煅烧，温度以10~15℃/min升温至970~1030℃，保温3~4h，压力控制在5.5~7.5MPa，然后在压力不变的情况下，水冷至60~100℃卸压，即得到所需的摩擦材料。
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