[发明专利]高舒适性湿式离合器铁基摩擦片和对偶片摩擦组件

说明书

技术领域

本发明涉及摩托车行业的离合器用湿式摩擦片及对偶片组件，以及采用本摩擦片和对偶片摩擦组件装配的摩托车离合器。

背景技术

摩托车离合器的摩擦片工作在油浴中，其工作油温通常为-40℃到+120℃，当摩擦片工作面在半离合状态下工作时，其温度常常超过+120℃，而且随着发动机转速升高和和半离合时间延长，摩擦片工作面温度不断提高。目前在摩托车离合器中广泛使用的湿式摩擦片采用的是橡胶软木基材料，存在不耐高温、工作寿命短、抗过载能力弱等问题。尤其随着摩托车技术的发展，排量不断增大，现有湿式摩擦片常常在重载起步时发生异响、产生振动，并早期烧蚀。在摩托车经常出现的故障中，摩擦片烧蚀占了很大比例，特别是三轮车、沙滩车、大排量的赛车及越野车，摩擦片烧蚀失效已经严重影响其市场，迫切需要开发一种抗烧蚀能力强，并具有高耐磨性和高摩擦系数的摩擦片和与之匹配的对偶片。

铜基和纸基摩擦材料在湿式摩擦条件下具有优良的性能，但是其工艺复杂价格较贵，不适合在摩托车行业广泛使用。针对这一现状，中国专利文献ZL20091002442.9公开了一种可以用于湿式条件的摩托车离合器铁基摩擦片和对偶片，该摩擦片与对偶片在摩托离合器工作时的湿式摩擦条件下的动摩擦系数可以达到0.09-0.13，满足摩托车离合器湿式摩擦片的设计要求；而且该摩擦片和对偶片可以承受很大的载荷突变，不会发生烧蚀，非常适合摩托车离合器中的使用条件，解决了摩擦片烧蚀的难题。然而，在使用中发现，这种摩擦片和对偶片组成的摩擦副，在湿式条件下存在动静摩擦系数比偏低的问题，配对用于摩托车离合器中，起动时经常出现异响和振动，极大地降低了驾乘人员的舒适感。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，特别是湿式铁基摩擦片和对偶片动静摩擦系数比偏低，导致摩托车驾乘舒适性下降的问题，提出一种铁基粉末冶金摩擦片和对偶片摩擦组件，用于摩托车湿式离合器，在保证抗烧蚀、耐磨损抗和过载能力的前提下，提高摩擦副的动静摩擦系数比，改善摩托车的驾乘舒适性。

本发明的技术方案如下：

本发明提出的摩托车离合器铁基摩擦片采用铁基粉末冶金材料烧结而成，摩擦片采用铁基粉末冶金材料烧结而成，该铁基摩擦片的成分为（重量百分比）：锰1.0-5.0%、铜1.0-5.5%、石墨4.5-9.5%，其余为铁。

进一步，在基粉末冶金摩擦片中还可以含有以下物质中的一种或几种做辅助组分：硅、钼、铬、镍、钨、二氧化硅、硫化钙、二硫化钼，这几种辅助组分的添加量按重量百分比计分别为0.2-5.0%，总量不超过10%。

若要达到较优的综合性能（包括耐磨性、强度、性价比等），该铁基摩擦片的材料配方最好按以下重量百分比的组分进行配比：锰1.5-3.5%、石墨5.0-8.5%、铜1.0-3.5%、镍1.0-2.5%、硅1.0-3.5%、钼0.5-1.5%、二氧化硅1.0-4.5%，其余为铁。

采用上述组成的摩擦片经过表面处理，表面处理的方式为渗硫、蒸汽处理、渗铝、氮化或渗硼中的任何一种。

与上述摩擦片配对的对偶片为经过表面处理的钢片，其中钢材可以采用08Al、10、15、20、09Mn2或15Cr钢中的任何一种，表面处理的方式为渗碳、渗硫、渗硼、氮化或软氮化中的任何一种。

本发明人在充分考虑配对使用的摩擦片和对偶片应具备合理动静摩擦系数及其比值、耐磨性、强度、抗咬合等性能的基础上。采用粉末冶金技术，以铁为基，加入一些合金元素和化合物，合理组配这些合金元素和化合物的含量，通过适当的压制、烧结工艺制成摩擦片；选择合适的钢板，采用冲压工艺制成对偶片；在对二者的配对摩擦性能进行研究的基础上，进一步开发出适用于二者的表面处理技术，使二者在湿式条件下配对使用时，表现出十分优异的性能，充分满足摩托车离合器的使用要求。

本发明在铁基中添加石墨在压制过程中具有较好的润滑作用，保证粉末的压制成形性能；烧结高温过程中，部分石墨固溶于奥氏体状态的铁基体中，冷却时形成铁素体、渗碳体和珠光体，使材料具有良好的基体组织，具备一定的摩擦性能和力学性能；同时，保持2.5%以上的石墨不固溶于铁基体中，仍然以游离石墨状态保留在材料中，产生稳定摩擦系数和固体润滑的作用，改善材料的湿式摩擦性能。