[发明专利]一种适用于碳陶制动盘的铜基摩擦材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种适用于碳陶制动盘的铜基摩擦材料及其制备方法，所述摩擦材料由下述组分按质量百分比组成：铜粉52‑60％，铁粉12‑20％，二硫化钼粉2‑4％，颗粒石墨粉5‑9％，鳞片石墨粉3‑6％，铬铁粉1‑4％，硅铁粉1‑4％，硼铁粉2‑6％，锰铁粉4‑8％，钒铁粉1‑3％。所述铜基摩擦材料通过配料、混料、压制和加压烧结制备而成。所述铜基摩擦材料采用包括铬铁、硅铁、锰铁、硼铁和钒铁的预合金粉作为摩擦组元，充分利用预合金粉的良好导热性和高硬高韧特性，进一步提高摩擦材料的导热性，改善摩擦材料的综合力学性能，在摩擦材料与碳陶制动盘配副时获得较高的摩擦系数和良好的耐磨性，确保优异的制动效果。

技术领域

本发明涉及摩擦材料领域，具体涉及一种适用于碳陶制动盘的铜基摩擦材料及其制备方法。

背景技术

碳陶材料是以碳纤维增强碳化硅制备而成的陶瓷基复合材料，是近些年发展的具有优异摩擦磨损性能的新型材料，目前正作为制动盘材料逐步推广使用。与传统铸铁、钢等金属制动盘相比，碳陶制动盘具有密度低、耐高温、使用寿命长等一系列优点，不仅可以实现交通运输工具的轻量化要求，还可以满足交通运输工具因运行速度和承载能力提高而带来的愈加苛刻的高能高速制动工况，在高速列车、汽车、飞机等领域具有广阔的应用前景。铜基摩擦材料是以铜作为基体，添加摩擦组元和润滑组元制备而成的金属基复合材料。虽然与铸铁、钢等金属制动盘配副的传统铜基摩擦材料性能可靠并已广泛应用，但是其与碳陶制动盘配副时却表现出磨损大、摩擦系数低的不理想情况，不能满足正常使用要求。因此，随着碳陶制动盘的不断推广使用，如何充分发挥碳陶制动盘的优异摩擦磨损性能，与其配副的摩擦材料是关键。

尽管众多人对铜基摩擦材料展开了研究工作，如专利CN107326248A“一种高铁制动粉末冶金铜基摩擦材料的制备方法”、专利CN109468487A“一种碳化钨增强铜基粉末冶金摩擦材料及其制备方法”、专利CN106011520A“一种离合器用干式铜基粉末冶金摩擦材料及其制备方法”、专利CN101666364A“一种铜基粉末冶金离合器摩擦体”、专利CN105179537A“一种重型载重汽车离合器铜基摩擦片及制作方法”、专利CN106702204A“铜基粉末冶金摩擦材料及其制备方法”、专利CN1594621A“一种铜基粉末冶金摩擦材料”、专利CN103639414A“高硬度低磨损的铜基摩擦材料的制备方法”和专利CN108916277A“一种铜基刹车片摩擦材料的制备方法”，但这些都是针对铜基摩擦材料与传统铸铁、钢制动盘配副使用的情况，而专门针对与碳陶制动盘配副的铜基摩擦材料的相关报道却很少见。

针对上述情况，本发明提出一种适用于碳陶制动盘的铜基摩擦材料及其制备方法，通过对铜基摩擦材料中摩擦组元的优化选择，解决铜基摩擦材料与碳陶制动盘之间的适配性问题，制备出综合性能优异的碳陶制动盘用新型铜基摩擦材料。

发明内容

本发明提出一种适用于碳陶制动盘的铜基摩擦材料及其制备方法，该方法通过对铜基摩擦材料中摩擦组元的优化选择，制备出综合性能优异的碳陶制动盘用新型铜基摩擦材料。

本发明提出一种适用于碳陶制动盘的铜基摩擦材料，所述摩擦材料所用原料包括下述按质量百分比组成的组分：铜粉52-60％，铁粉12-20％，二硫化钼粉2-4％，颗粒石墨粉5-9％，鳞片石墨粉3-6％，铬铁粉1-4％，硅铁粉1-4％，硼铁粉2-6％，锰铁粉4-8％，钒铁粉1-3％。

本发明提出一种适用于碳陶制动盘的铜基摩擦材料，所述铜粉的粒度为25～75μm，所述铁粉的粒度为25～75μm，所述二硫化钼的粒度为3～10μm，所述颗粒石墨的粒度为180～270μm，所述鳞片石墨的粒度为270～400μm，所述铬铁粉的粒度为25～75μm，所述硅铁粉的粒度为25～75μm，所述硼铁粉的粒度为25～75μm，所述锰铁粉的粒度为25～75μm，所述钒铁粉的粒度为25～75μm。