CN107559358A

CN107559358A - 一种用于电梯刹车片的粉末冶金材料及用途

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Publication number: CN107559358A
Application number: CN201710640747.7A
Authority: CN
Inventors: 刘桂香; 甄明晖; 孟宪华
Original assignee: Shandong Gold Phoenix Co Ltd
Current assignee: Shandong Gold Phoenix Co Ltd
Priority date: 2017-07-31
Filing date: 2017-07-31
Publication date: 2018-01-09
Anticipated expiration: 2037-07-31
Also published as: CN107559358B

Abstract

本发明公开了一种用于电梯刹车片的粉末冶金材料及用途，属于刹车片技术领域。以粉末冶金材料的原料组分的总质量为基准计，所述粉末冶金材料包括以下原料组分及质量百分含量：铜粉25％～70％、弥散强化铜粉5％～25％、铁粉4％～20％、软性泡沫铁粉2％～10％、钴合金粉2％～10％、铁镍合金粉2％～8％、铝粉4％～10％、硅酸铝空心球3％～15％、钇稳定氧化锆3％～8％、石墨3％～12％、二硫化钼3％～8％、蛭石2％～7％、氢化钛粉2％～8％、碳纤维1％～7％。采用本发明的粉末冶金材料制得的电梯刹车片摩擦系数稳定，噪音小，磨损率低，成本低廉，其寿命长、环保、制动性能、磨损等均能满足电梯的使用要求。

Description

一种用于电梯刹车片的粉末冶金材料及用途

技术领域

本发明涉及刹车片技术领域，具体涉及一种用于电梯刹车片的粉末冶金材料及用途。

背景技术

随着社会的发展，高层建筑及大型商场越来越多，使用载人电梯成为发展趋势。电梯的安全直接关系到人民的生命安全，特别是近年来电梯安全事故频繁发生。造成此类事故的原因通常有两方面，一方面为电梯电气控制系统原因；另一方面为电梯刹车片的原因，电梯刹车片可能导致此类问题的原因为刹车片热膨胀系数大、冲击性能差、刹车片易磨损、断裂等。

由于电梯刹车片直接关乎电梯刹车的安全，因此，即便电梯出现意外事故，性能较好的电梯刹车片可以紧急刹车使电梯紧急停止运行，从而避免造成人员的伤害。目前，随着越来越多的电梯事故的频繁发生，电梯安全性能的提高成为社会发展趋势，而电梯刹车片的性能要求也成为必然趋势。因此，亟待需要研究一种高性能、事故发生率低的电梯刹车片。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于电梯刹车片的粉末冶金材料及用途，克服现有技术中存在的电梯刹车片热膨胀系数大、冲击性能差、刹车片易磨损、断裂等问题。

为了实现上述目的或者其他目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于电梯刹车片的粉末冶金材料，以粉末冶金材料的原料组分的总质量为基准计，所述粉末冶金材料包括以下原料组分及质量百分含量：铜粉25％～70％、弥散强化铜粉 5％～25％、铁粉4％～20％、软性泡沫铁粉2％～10％、钴合金粉2％～10％、铁镍合金粉2％～8％、铝粉4％～10％、硅酸铝空心球3％～15％、钇稳定氧化锆3％～8％、石墨3％～12％、二硫化钼 3％～8％、蛭石2％～7％、氢化钛粉2％～8％、碳纤维1％～7％。

优选地，所述粉末冶金材料包括以下原料组分及质量百分含量：铜粉30％～50％、弥散强化铜粉6％～20％、铁粉6％～20％、软性泡沫铁粉4％～10％、钴合金粉2％～8％、铁镍合金粉 2％～7％、铝粉4％～8％、硅酸铝空心球5％～10％、钇稳定氧化锆3％～8％、石墨6％～12％、二硫化钼3％～8％、蛭石2％～7％、氢化钛粉2％～8％、碳纤维2％～6％。

进一步地，所述铜粉的粒度为150～200目。优选地，铜粉为紫铜粉，含铜量高于98.5％。

进一步地，所述弥散强化铜粉的粒度为150～200目，铜含量大于99％。

进一步地，所述铁粉的粒度为150～200目。

进一步地，所述软性泡沫铁粉的粒度为80～100目，是铁粉在1500度以上的高温炉里加入发泡剂，使铁粉变成疏松多孔物体所得到。

进一步地，所述钴合金粉的粒度为100～200目。

进一步地，所述铁镍合金粉的粒度为200～325目。进一步地，所述铝粉的粒度为150～180 目。

进一步地，所述硅酸铝空心球的粒度为100～120目，密度为200-450Kg/cm³。

进一步地，所述石墨的粒度为80～120目。

进一步地，所述二硫化钼的粒度为200～230目。

进一步地，所述蛭石的粒度为40～60目。

进一步地，所述氢化钛粉的粒度为200～260目。

进一步地，所述碳纤维的纤维长度为6～10μm，本发明所采用的碳纤维为增韧碳纤维，具有较好的增韧效果。

本发明还提供了上述粉末冶金材料在电梯刹车片中的用途。

本发明还提供了一种电梯刹车片，包括上述粉末冶金材料和镀铜钢背。

本发明进一步提供了制备上述电梯刹车片的方法，包括以下步骤：

(1)混料：将粉末冶金材料的各原料组分放入混料机中，使原料混合均匀；

(2)冷压成型：将步骤(1)中混合后的原料加入到模具型腔内，摊平，然后放入表面镀铜的钢背，进行压制成型，脱模；

(3)烧结：将步骤(2)脱模得到的粗品在氨气保护下，在烧结炉内进行烧结；

(4)磨削、打码：将步骤(3)中烧结处理后的刹车片进行磨削处理，磨削处理的刹车片进行喷码，得到产品。

进一步地，步骤(2)中表面镀铜的钢背，是本领域常用技术，有利于钢背与混合料粘结在一起。

进一步地，步骤(2)中冷压成型的加载压力为3000～6000kg/cm²，冷压时间为1～2.5min。

进一步地，步骤(3)中烧结温度为910℃～930℃，烧结时间为300～450min。

进一步地，步骤(4)中采用组合磨床对刹车片进行磨削处理，使刹车片满足厚度为17mm，平行度为0.1mm，平面度为0.2mm，从而增加刹车片与对偶之间贴合面积，减少磨合时间。

进一步地，磨削处理后的刹车片再使用开槽、磨斜机，通过开槽砂轮锯片或杯形砂轮进行加工处理，精加工保证刹车片的接触面积，减少磨合时间。

进一步地，步骤(4)中处理后的刹车片进行喷码，使用喷码机和专用油墨，在刹车片表面或侧面，喷印不同客户的不同信息及产品的加工批号，形成最终产品。

本发明的粉末冶金材料，包括基体材料、合金化材料、增磨材料、减磨材料和增强材料。其中，基体材料为铜粉，具有高的导热率，保证了在摩擦过程中很好的散热；具有较好的塑性，易于压制；具有相对较低的熔点，烧结的工艺性较好；铜还可以在摩擦材料和对偶间形成转移膜，既能提高摩擦力矩和提高摩擦系数，又能减小对对偶的损伤，提高整个摩擦副的耐磨性能。

合金化材料包括弥散强化铜粉、钴合金粉、铁镍合金粉、铁粉、铝粉和软性泡沫铁粉，这些材料的加入会在烧结过程中和基体材料铜进行合金化，增加刹车片的强度，同时软性泡沫铁粉用于摩擦材料，可调节摩擦性能，使摩擦系数稳定，相对于还原铁粉它的比重较轻，尤其是它的多空结构有利于减少摩擦材料在使用中的制动噪音。

氢化钛粉、蛭石、碳纤维为增磨材料，氢化钛粉具有高强度、高硬度，用于刹车片中能增强刹车片的耐磨性能，提高摩擦系数；蛭石主要是利用其具有优异的吸声功能，减少制动器的噪音；增韧碳纤维具有高比强度、高比模量，能明显提高刹车片的强度和韧性。

石墨和二硫化钼为减磨材料，由于石墨具有层状结构，可以有效的降低摩擦系数，在摩擦过程中能够起到良好的减磨作用，同时也会降低刹车片的磨损，保护对偶，稳定摩擦系数。由此生产的刹车片对对偶盘的磨损小，摩擦系数稳定，噪音出现概率小，寿命长，磨损、环保、制动性能均能满足电梯的使用要求。

本发明的粉末冶金材料以具有高导热率及良好塑性的铜为基体，以弥散强化铜粉、钴合金粉、铁镍合金粉等材料作为合金化材料，对基体进行合金化的同时起一定的增强作用，明显提高刹车片的分散均匀性、粘接性、内剪切性强度、添加铁在烧结过程中合金化，降低烧结温度，改善摩擦性能，添加钇稳定氧化锆、氢化钛粉提高摩擦系数，用石墨、二硫化钼作为润滑组元，保护对偶，稳定摩擦系数，添加蛭石、软性泡沫铁粉、硅酸铝空心球在烧结过程中形成一些微孔，显著降低刹车片噪音。本发明由此生产的刹车片对对偶盘的磨损小，噪音出现概率小，摩擦系数稳定，寿命长、磨损、环保、制动性能均能满足电梯的使用要求。

总之，采用本发明的粉末冶金材料制得的电梯刹车片摩擦系数稳定，噪音小，磨损率低，成本低廉，其寿命长、环保、制动性能、磨损等均能满足电梯的使用要求。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明实施例中所用到的原料均为本领域技术人员所熟知的常规物料，可通过一般商业途径获得。

实施例1-实施例7的原料百分比含量如表1所示，

表1实施例1-实施例7的原料配比

按照上述表中的配方比例，分别制备电梯刹车片，制备方法包括以下步骤：

(1)混料：将粉末冶金材料的各原料组分放入V型混料机中混料80～120min，使原料混合均匀；

(2)冷压成型：将步骤(1)中混合后的原料加入到模具型腔内，摊平，然后放入表面镀铜的钢背，利用FSP系列数控高精密粉末冶金成形压力机进行压制成型，冷压成型的加载压力为3000～6000kg/cm²，冷压时间为1～2.5min；脱模；

(3)烧结：将步骤(2)脱模得到的粗品在氨气保护下，在烧结炉内进行烧结，烧结温度为910℃～930℃，烧结时间为300～450min；

(4)磨削、打码：将步骤(3)中烧结处理后的刹车片进行磨削处理，使刹车片满足厚度为17mm，平行度为0.1mm，平面度为0.2mm，磨削处理的刹车片进行喷码，得到产品。

性能测试：

分别对实施例1-实施例7中获得电梯刹车片进行性能测试，其中，摩擦系数和磨耗参考台架测试程序SAE J2522进行测试，噪音参考台架测试程序SAE J2521进行测试。

测试结果如表2所示，

表2性能测试结果

通过上述性能测试结果可以看出，本发明所制得的电梯刹车片在温度高于700℃时，热衰退现象不明显，说明制动性能稳定；在噪音大于70db时噪音频率在2～5％之间，大于80db 时为零；摩擦系数变化范围小，0.32＜μ＜0.45，磨耗量0.1～0.5cm³/MJ。可见，本发明所提供的粉末冶金材料制得的电梯刹车片制动性稳定，摩擦系数稳定、波动范围小，噪音出现概率低，磨损量低，电梯刹车片寿命长，且与现有的C/C复合材料电梯刹车片相比制造工艺简单，成本低。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种用于电梯刹车片的粉末冶金材料，其特征在于，以粉末冶金材料的原料组分的总质量为基准计，所述粉末冶金材料包括以下原料组分及质量百分含量：铜粉25％～60％、弥散强化铜粉5％～25％、铁粉4％～20％、软性泡沫铁粉2％～10％、钴合金粉2％～10％、铁镍合金粉2％～8％、铝粉4％～10％、硅酸铝空心球3％～15％、钇稳定氧化锆3％～8％、石墨3％～12％、二硫化钼3％～8％、蛭石2％～7％、氢化钛粉2％～8％、碳纤维1％～7％。

2.根据权利要求1所述的粉末冶金材料，其特征在于，所述钴合金粉的粒度为100～200目。

3.根据权利要求1所述的粉末冶金材料，其特征在于，所述硅酸铝空心球的粒度为100～120目。

4.根据权利要求1所述的粉末冶金材料，其特征在于，氢化钛粉的粒度为200～260目。

5.根据权利要求1所述的粉末冶金材料，其特征在于，碳纤维的纤维长度为6～10μm。

6.权利要求1至5任一项所述粉末冶金材料在电梯刹车片中的用途。

7.一种电梯刹车片，包括如权利要求1至5任一项所述粉末冶金材料和镀铜钢背。

8.制备如权利要求7所述的电梯刹车片的方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(2)中冷压成型的加载压力为3000～6000kg/cm²，冷压时间为1～2.5min。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(3)中烧结温度为910℃～930℃，烧结时间为300～450min。