[发明专利]一种粉末冶金摩擦材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及摩擦材料技术领域，公开了一种粉末冶金摩擦材料及其制备方法和应用，该粉末冶金摩擦材料按照重量份数计，包括如下原料组分：鳞片状的石墨5～7份和颗粒状的石墨4～6份。本发明粉末冶金摩擦材料含有特定比例的鳞片状的石墨和颗粒状的石墨，鳞片状的石墨和颗粒状的石墨相结合，提高了材料力学性能，摩擦和磨耗性能，避免了现有技术中因单一使用鳞片状的石墨造成的搭桥效应，造成材料易脱落、掉块、加剧磨损的问题。

技术领域

本发明涉及摩擦材料技术领域，特别涉及一种粉末冶金摩擦材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着我国铁路运输行业技术的迅猛发展，城际列车、动车及高铁列车运行列数逐年增多，相应的中、高载荷列车制动装置及制动闸片摩擦材料的应用也越来越多，同时制动装置的安全性及稳定性也变得极其重要。其制动闸片摩擦材料必须达到相应的力学性能及摩擦磨耗性能要求才能保证其制动的可靠性和稳定性。

粉末冶金摩擦材料是在基体中添加润滑组元和摩擦组元，采用粉末冶金工艺制备而成的复合材料。该材料具有摩擦系数高且稳定、耐磨性好、导热性优良、强度高、使用在中、高负荷运载设备下，工作平稳可靠。

目前，传统的粉末冶金摩擦材料，所使用石墨为鳞片状的石墨，其粒度为100～200目，由于其含量较高，易造成材料颗粒间的搭桥效应，与基体之间的界面结合强度低，导致颗粒易在摩擦过程中由于剪切力作用而脱落，产生掉块、加剧磨损及性能不稳定等。

发明内容

本发明目的在于提供一种粉末冶金摩擦材料，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

一种粉末冶金摩擦材料，按照重量份数计，包括如下原料组分：鳞片状的石墨5~7份和颗粒状的石墨4~6份。

优选地，按照重量份数计，还包括如下原料组分：铜粉51~63份、铁粉10~17份、锡粉1~3份、二硫化钼0.5~1份、三氧化二铝2~3份、锆英石3~5份、碳化硼0.5~1.5份和铬铁7~10份。

优选地，所述原料组分的尺寸规格分别为：铜粉：50~200目、铁粉：50~200目、锡粉：50~200目、鳞片状的石墨：30~80目、颗粒状的石墨：30~100目、锆英石：40~70目、铬铁：60~120目。

本发明的第二个目的在于提供上述所述的粉末冶金摩擦材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、将铜粉、铁粉、锡粉、二硫化钼、三氧化二铝、锆英石、碳化硼、铬铁以及润滑油人工初步混匀后，再放入V型混料机中混合1~3小时，得混料A，然后往混料A中加入鳞片状的石墨和颗粒状的石墨继续混合8~10小时，得到混料B；

S2、将所述混料B进行压制，得到压坯；

S3、将所述压坯装入石墨模具内固定好形状，并于钟罩式加压烧结炉内进行烧结，冷却后，即得所述粉末冶金摩擦材料。将压坯装于石墨模具内予以加压烧结，使产品在烧结过程中受到全方位加压，即横向与纵向同时受压，而传统烧结工艺未对压坯的形状进行限位，受压方式为纵向受压，相对于传统烧结工艺，提高了产品整体强度。

优选地，S1中，所述润滑油占所述混料A的质量百分比为0.5~0.7%。

优选地，S2中，所述压制的压力为300~500MPa。

优选地，S3中，所述烧结的条件为：烧结温度为870~900℃，保温时间为1~3小时，烧结压力为1.5~2Mpa。

优选地，S3中，所述烧结过程中，所用的气氛为液氨分解气体或纯氢气。

优选地，S3中，所述冷却的具体过程为：烧结保温结束后，仍保持压力随炉降温至600~650℃，然后移除烧结炉罩，加上冷却水套进行水冷，直至温度降至80℃以下出炉。