[发明专利]铜基粉末冶金摩擦材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种铜基粉末冶金摩擦材料及其制备方法，涉及材料技术领域。该铜基粉末冶金摩擦材料是由原料烧结而成，原料按质量百分比计，包括：锡粉6‑8％；铁粉3‑6％；镍粉4‑7％；二氧化硅4‑7％；石墨粉：5‑6％；纳米碳化硅：0.5‑4％；余量为铜粉，其耐磨性佳。该制备方法为：将纳米碳化硅和工业酒精混合，超声处理，得第一混合浆料；将石墨粉、锡粉、铁粉、镍粉、二氧化硅，以及铜粉加入第一混合浆料中，超声处理并搅拌，干燥，将得到的混合粉末冷压压制，再将得到的压坯烧结成型，冷却，有效提高铜基粉末冶金摩擦材料的强度及耐磨性。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，且特别涉及一种铜基粉末冶金摩擦材料及其制备方法。

背景技术

铜基粉末冶金摩擦材料是以铜及其合金为基体，同时添加摩擦组元和润滑组元，采用粉末冶金技术制备而成的复合材料。和有机类摩擦材料相比，该摩擦材料具有耐热性好、机械强度高、摩擦磨损性能稳定等优点，因而在汽车领域被广泛应用。但是随着汽车向高速、重载方向的发展，传统的铜基粉末冶金摩擦材料在使用过程中，磨损严重，已经不能满足当代社会对于汽车制动材料综合性能的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铜基粉末冶金摩擦材料，其摩擦系数稳定，磨损率低，耐磨性佳，强度高。

本发明的另一目的在于提供一种铜基粉末冶金摩擦材料的制备方法，制得摩擦系数稳定，磨损率低、强度高的铜基粉末冶金摩擦材料。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出一种铜基粉末冶金摩擦材料，其是由原料烧结而成，原料按质量百分比计，包括：锡粉6-8％；铁粉3-6％；镍粉4-7％；二氧化硅4-7％；石墨粉：5-6％；纳米碳化硅：0.5-4％；余量为铜粉。

本发明提出一种制造上述铜基粉末冶金摩擦材料的制备方法，其包括：将纳米碳化硅与工业酒精混合，于频率为20-30KHz的条件下进行超声处理30-35min，得第一混合浆料。

将石墨粉、锡粉、铁粉、镍粉、二氧化硅，以及铜粉加入第一混合浆料中，于超声波频率为20-30KHz的条件下搅拌50-60min，干燥，得混合粉末。

将混合粉末置于300-350MPa环境下保压110-130s进行冷压压制，得压坯。

将压坯置于3-4MPa条件下的氮气氛围中，由常温升温至850-900℃保温2.4-2.7h，烧结成型，冷却。

本发明较佳的实施例提供的铜基粉末冶金摩擦材料及其制备方法的有益效果是：采用铜、铁、锡、镍金属组元进行优化组合，获得一种具有高耐热性、对其他组元形成良好包裹镶嵌效果的金属基体；采用二氧化硅、纳米碳化硅作为摩擦组元提供稳定的摩擦系数，其中纳米碳化硅的添加可以提高材料的抗热震、和高温摩擦性能，采用石墨作为润滑组元降低材料磨损率，防止磨损对偶。混合步骤在工业酒精中进行，并配合两次超声处理，提高原料混合的均匀性，同时工业酒精可以防止混合过程中原料，例如铁被氧化，且工业酒精容易挥发，不影响后续的压制和烧结。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为载荷80N时不同转速下纳米碳化硅的添加量对铜基粉末冶金摩擦材料的摩擦系数的影响的曲线图；

图2为载荷80N时不同转速下纳米碳化硅的添加量对铜基粉末冶金摩擦材料的磨损量的影响的曲线图；

图3为对比例提供的铜基粉末冶金摩擦材料在80N转速2000r/min下的摩擦形貌；