[发明专利]一种铜基粉末冶金摩擦材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种铜基粉末冶金摩擦材料及其制备方法和应用，所述粉末冶金摩擦材料，由摩擦层材料和结合层材料层叠组成；所述摩擦层材料由主要原料与辅料组成，其主要原料按质量百分比计，组成如下：铜粉65～72％，铁粉6～9％，颗粒石墨2～8％，鳞片石墨3～7％，钼粉2～5％，硅砂3～6％，锡粉2～6％。所述辅料为煤油；所述结合层材料，按质量百分比计，组成如下：铜粉70～80％，铁粉10～20％，锡粉5～15％。本发明采用双层材料配方，在不影响摩擦材料摩擦磨损性能前提下，利用结合材料层提高摩擦材料与支撑钢背的结合力，解决风电闸片摩擦块剥落问题。

技术领域

本发明属于粉末冶金摩擦材料制备技术领域，具体涉及一种铜基粉末冶金摩擦材料及其制备方法和应用。

背景技术

全世界为应对能源需求日益增加，资源日益减少的问题，大力发展清洁能源。目前主流采用的石油、天然气资源属于不可再生资源，相关资源价格日益高涨、能源安全成为各国发展必需解决的问题。因此，开发清洁、环保、可再生的新能源成为各国发展的重点。风力发电机组作为一种应用广泛的发电装备，使用安全性尤为重要。而风电制动器作为风电机组的关键部件，在制动过程中摩擦发热，会产生大量的热量，温度升高导致摩擦材料出现热衰退现象。因此其摩擦材料性能优劣关系到风电发电机组安全性、发电时效比。随着更大功率风电机组逐步装机使用，要求制动用摩擦材料拥有更优异性能，具备高能条件下，高系数、低磨损等特点。同时满足大动能转化热能后，导致摩擦材料温度升高出现的热应力。保证风电发电机组稳定运行。

常见的摩擦材料如树脂基摩擦材料、碳碳复合摩擦材料应用于风电主轴制动具有一定局限性，难以满足需求。树脂基摩擦材料导热性较差，当制动时温度超过400℃时，磨损率快速升高，摩擦系数随本身组分下降，只适用于小功率风电机组。碳碳复合摩擦材料具有良好的力学性能，耐高温制动性能好，重量轻等优点。但在雨雪潮湿工况下，摩擦系数快速下降，且成本昂贵不适用风电机组。而粉末冶金方法制备的铜基摩擦材料，适用于较高温度下的制动工况条件，具有摩擦系数稳定、强度高、导热性好、磨损小的特点。而风力发电设备要求在户外长期稳定运行，需要面对复杂的环境考验，而高性能铜基粉末冶金摩擦材料优异的性能，可有效提高风电机组的运行时间，降低维修成本，是风电制动器的理想选择。目前风电制动器用铜基粉末冶金摩擦材料也存在一些问题，最主要的是高温(600℃以上)性能不稳定，在制动过程中常出现热衰退现象，摩擦系数不稳定，磨损量变大、热应力差导致摩擦块剥落等缺陷，不满足风电机组使用需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的第一个目的在于提供一种铜基粉末冶金摩擦材料。

本发明的第二个目的在于提供一种铜基粉末冶金摩擦材料的制备方法。

本发明的第三个目的在于提供一种铜基粉末冶金摩擦材料的应用，将所述粉末冶金摩擦材料用于风电机组制动装置。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明一种铜基粉末冶金摩擦材料，所述粉末冶金摩擦材料，由摩擦层材料和结合层材料层叠组成；所述摩擦层材料由主要原料与辅料制成，其主要原料按质量百分比计，组成如下：铜粉65～72％，铁粉6～9％，颗粒石墨2～8％，鳞片石墨3～7％，钼粉2～5％，硅砂3～6％，锡粉2～6％；所述辅料为煤油；所述结合层材料，按质量百分比计，原料组成如下：铜粉70～80％，铁粉10～20％，锡粉5～15％。