[发明专利]一种摩擦材料及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及制动材料技术领域，具体涉及一种摩擦材料及其制备方法和用途。本发明提供的摩擦材料的制备方法，包括对摩擦材料原料依次进行的配料、混料、压制和烧结步骤，所述烧结步骤包括以下步骤：1)在氢气和/或氮气的气氛下，将摩擦材料压坯在950‑1050℃，2‑4MPa下进行一次保温15‑30min；2)将所述摩擦材料压坯在2‑4MPa下降温至750‑850℃，并进行二次保温15‑30min；3)将所述摩擦材料压坯在2‑4MPa下降温至550‑650℃，并进行三次保温15‑30min；4)三次保温结束后，卸去压力，冷却至室温，得到所述摩擦材料。本发明提供的摩擦材料的制备方法可有效避免摩擦材料在高温条件下因为压力卸载后发生膨胀而致使材料的摩擦系数一致性变差的问题。

技术领域

本发明涉及制动材料技术领域，具体涉及一种摩擦材料及其制备方法和用途。

背景技术

摩擦材料是航空、车辆、机械等组成摩擦式制动器与离合器的关键材料。随着科学技术的发展，机器的功率、速度和载荷日益提高，工况则日益恶劣，故对摩擦材料的综合性能也提出了更高的要求，即通常除了要求耐磨性好、强度高、导热性好、耐腐蚀、噪声小外，还要有稳定的摩擦系数，使车辆在高速和高压下保持稳定。

现有摩擦材料一般有石棉型、半金属型、以及陶瓷型。石棉型摩擦材料是以石棉为基材料和以酚醛树脂为粘结剂的摩擦材料，由于石棉型刹车片具有致癌性，不仅会危害人体健康，在反复制动后，热量累积还会产生“制动萎缩”现象，甚至刹车失灵，严重危害交通安全，如今已经被市场淘汰；陶瓷型因制造成本高、性能不稳定，在民用品上应用较少。半金属型摩擦材料分为铁基摩擦材料和铜基摩擦材料，铁基摩擦材料耐高温，能承受较大负荷、机械强度大且价格便宜；然而易与对偶件表面发生粘着，耐磨性不佳。相比于铁基摩擦材料，铜基摩擦材料的抗粘结、耐磨性、导热性好，但摩擦系数小，摩擦系数的稳定性不佳。

半金属基摩擦材料大多采用粉末冶金技术来制备，它们是以金属粉末为基体，加入适当减磨剂和增磨剂，均匀混合后压制成型或加压烧结而成的。现有铜基粉末冶金摩擦材料的制备过程包括配料→混料→压制→烧结，其中烧结过程是影响材料性能的关键工序。现有铜基粉末冶金摩擦材料的烧结过程多采用在高温高压条件下进行烧结，烧结结束后，卸去压力，直接冷却至室温，但是上述操作易造成摩擦材料在高温条件下因为压力卸载后发生膨胀而影响材料的稳定性和一致性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有铜基粉末冶金摩擦材料在高温高压烧结结束后进行降温的过程中由于压力卸载所导致的材料稳定性和一致性差的问题，进而提供一种摩擦材料及其制备方法和用途。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种摩擦材料的制备方法，包括对摩擦材料原料依次进行的配料、混料、压制和烧结步骤，所述烧结步骤包括以下步骤：

1)在氢气和/或氮气的气氛下，将摩擦材料压坯在950-1050℃，2-4MPa下进行一次保温15-30min；

2)一次保温结束后，将所述摩擦材料压坯在2-4MPa下降温至750-850℃，并在2-4MPa，750-850℃下进行二次保温15-30min；

3)二次保温结束后，将所述摩擦材料压坯在2-4MPa下降温至550-650℃，并在2-4MPa，550-650℃下进行三次保温15-30min；

4)三次保温结束后，卸去压力，将所述摩擦材料压坯冷却至室温，得到所述摩擦材料。

优选的，所述氢气和氮气的体积比为5:95-10:90。

优选的，所述一次保温、二次保温和三次保温的压力相等。

优选的，所述烧结步骤包括以下步骤：

1)在氢气和氮气的气氛下，将摩擦材料压坯在1000℃，3MPa下进行一次保温30min，所述氢气和氮气的体积比为5:95；