[发明专利]一种环保高耐磨风电制动摩擦片材料

说明书

技术领域

本发明属于工业材料制造技术领域，是一种摩擦片的材料。

背景技术

制动摩擦片是风力发电机中的关键部件，其性能直接影响风力发电的可靠性和安全性及风力发电的效率，在风力发电机中起着重要的作用。制动摩擦片材料不仅需要有高的摩擦系数和低的磨损率，还应具有良好的导热性及机械性能等，传统的制动摩擦片耐热温度低，磨损率大，含铅等重金属，使用周期短，影响了风机的发电效率。

当前国内摩擦材料的主性能缺陷是：密度大、阻燃性能差、高温瞬时摩擦系数低且不稳定、磨耗大寿命短、噪音污染严重。同时摩擦材料中普遍存在的重金属Pb对环境的污染也是相当严重，无法满足现代工业发展及环保要求，目前国内市场上的风电摩擦片均为进口，价格非常高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种环保高耐磨风电制动摩擦片材料。

本发明解决技术问题的方案是采用铜、铁、锡、锆英石、石墨和碳纤维作为原材料，其重量百分比为：

石墨       10~15%；

碳纤维     1~3%；

铁         4~7%；

锡         6~7%；

锆英石     1~3%；

余量为铜；

其中，锆英石-70目；铁粉 -200目；锡粉-70目；铜粉70目；石墨片长为260~300μm，宽为180~200μm，厚度为180~200μm；碳纤维为片状，长为260~300μm，宽为100~200μm，碳纤维片厚度为1~2μm；

制备步骤如下：

首先按成分配比将除石墨和碳纤维以外的其它材料充分混合，然后再加入石墨和碳纤维充分均匀混合；将混合后的粉末进行冷压，压强为570MPa，成型后保持1min；在氢气氛下进行烧结，温度为830℃，烧结时间为35min。

本发明优选原材料重量百分比为：

石墨       11~14%；

碳纤维     1~3%；

铁         5~6%；

锡         6~7%；

锆英石     1~3%；

余量为铜。

本发明最佳原材料重量百分比为：

石墨       13%；

碳纤维     2%；

铁         5 %；

锡         7%；

锆英石     2%；

铜         71%。

通过MM-1000摩擦磨损试验机测试摩擦磨损性能，利用多用途冲击试验机测试冲击强度。摩擦系数在0.32～0.37之间，磨损率≤0.25×10^-7cm³/（N.m），冲击强度≥4.5J/cm²，寿命是常规摩擦片的2～3倍。

本发明的有益效果是：成分中不含铅符合环保要求，摩擦系数稳定，产品使用寿命长；由一定量的碳纤维、较大石墨片及颗粒硬质点组成的多孔性结构设计可以很好地控制摩擦材料密度、气孔率、导热性等，且有利于减少制动盘损伤和降低产生制动噪音的程度。

附图说明

图1是成分为石墨 15%，碳纤维 3%， 铁4%，锆英石2%，锡 6%，铜 70 的烧结组织扫描电镜图片；

图2是成分为石墨 10%，碳纤维 1%，铁 7% ，锆英石2%，锡7%，铜 73 的烧结组织扫描电镜图片；

图3是成分为 石墨 12%，碳纤维 2%，铁 6% ；锆英石3%，锡6%，铜 70 的烧结组织扫描电镜图片；

图4是成分为 石墨 10%，碳纤维 1%，铁 4% ；锆英石3%，锡 7%，铜 75 的烧结组织扫描电镜图片；

图5 是成分为石墨 10%，碳纤维 1%，铁4% ；锆英石3%，锡 7%，铜 75 的烧结组织摩擦磨损表面形貌金相照片；

图6是成分为石墨 15%，碳纤维 3%，铁 4%，锆英石2%，锡6%，铜70 的烧结组织摩擦磨损表面形貌金相照片；

图7是成分为石墨 10%，碳纤维 1%，铁 7%，锆英石2%，锡7%，铜73的烧结组织X射线衍射图。

具体实施方式

实施例1、