[发明专利]一种粉末冶金摩擦材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种粉末冶金摩擦材料的制备方法，属于摩擦材料技术领域。本发明中镀铜碳化硅颗粒与基体间的结合紧密，碳化硅具有密度低、热膨胀系数小、强度高、弹性模量高、熔点高和化学性能稳定等突出优点，能够在高能制动过程中保持材料摩擦性能稳定，其良好的导热性能亦能加速高能制动过程中材料摩擦表面摩擦热量的传导；本发明采用顺丁树脂和稀土元素改性环氧树脂，由于低表面能的橡胶倾向于吸附在高表面能的稀土颗粒表面上，这种吸附作用可以提高橡胶强度，在应力作用下，能够在稀土粒子表面产生滑动，使材料中的应力重新分布，避免了应力集中，提高了改性树脂的力学性能，从而使粉末冶金摩擦材料的耐磨性提高。

技术领域

本发明涉及一种粉末冶金摩擦材料的制备方法，属于摩擦材料技术领域。

背景技术

摩擦材料可分为非金属基和金属基两大类，传统非金属基摩擦材料主要是石棉摩擦材料，因其造成环境污染和高温稳定性不好，已逐渐被金属纤维、无机纤维和有机纤维所取代，特别是近些年来炭炭复合材料的出现，拓宽了摩擦材料的应用领域。金属基摩擦材料分为单体金属和粉末冶金摩擦材料，前者主要是指钢、铸铁、青铜等，粉末冶金摩擦材料则主要是指铁基、铜基以及铁铜基摩擦材料。单体金属摩擦材料由于易粘结和高温高速下摩擦因数低等缺点而被其它材料所取代，粉末冶金摩擦材料在材料配比方面具有特别的灵活性和广泛性，且在高速、高负荷条件下表现出良好的摩擦磨损性能，因此其应用范围较其它材料广泛。目前使用的摩擦材料主要有：石棉有机摩擦材料、非石棉有机摩擦材料及混杂摩擦材料、半金属摩擦材料、粉末冶金摩擦材料、炭炭复合摩擦材料及陶瓷基摩擦材料等等。

粉末冶金摩擦材料又称烧结金属摩擦材料，是以金属及其合金为基体，添加摩擦组元和润滑组元，用粉末冶金技术制成的复合材料，是摩擦式离合器与制动器的关键组件。为了提高摩擦材料的摩擦因数和热稳定性，其摩擦添加剂在一些材料中己达到相当多的比例，材料几乎变成了金属陶瓷，因此这些摩擦材料有时也称作金属陶瓷摩擦材料。粉末冶金摩擦材料具有足够的强度，合适而稳定的摩擦因数，工作平稳可靠，耐磨及污染少等优点，是现代摩擦材料家族中应用面最广、量最大的材料。粉末冶金摩擦材料主要为铁基和铜基摩擦材料，为充分利用二者性能优势又发展了铁铜基摩擦材料。另外还有铝基、镍基、铝基、被基等摩擦材料，这些材料不常用，一般用于条件比较特殊的场合。

粉末冶金摩擦材料主要由三大部分组成：基体组元、摩擦组元和润滑组元。粉末冶金摩擦材料基体具有金属特性，其组织结构、物理和化学性能在很大程度上决定了摩擦材料的力学性能、摩擦磨损性能、热稳定性和导热性等整体性能的发挥。金属基体的主要作用是以机械结合方式将摩擦颗粒和润滑剂保持于其中，形成具有一定力学性能的整体。基体不仅作为载体，将互相分离的各种添加物与自身结为一体，使它们各自发挥作用，而且是承受载荷和热传导的主体，是摩擦热逸散的主要通道，具有足够的抗磨、耐热能力。

摩擦组元亦称增摩剂，是由多种固态陶瓷粉末颗粒或高熔点金属及其化合物组成，它们均匀地分布在基体中，起着摩擦、抗磨、耐热、耐蚀等作用，既可提高摩擦因数，弥补润滑组元造成的材料摩擦因数的降低，又可去除低熔点金属的粘附，消除与对偶之间的材料转移，使摩擦副工作表面具有最佳啮合状态。增摩剂应具有高硬度和良好的高温稳定性，且对摩擦表面擦伤要小。其含量和粒度对材料的摩擦磨损性能有很大的影响，含量过多就会成为磨粒而加剧磨损，造成对偶材料的严重磨损。

润滑组元又称作减摩剂，主要起固体润滑作用，它能提高摩擦材料的工作稳定性、抗擦伤性、抗咬合性、抗粘接性和耐磨性，特别有利于降低对偶材料的磨损，并使摩擦副工作平稳。润滑组元的含量对材料的摩擦磨损性能影响较大，含量越多，材料的耐磨性能越好，摩擦因数也越小，但过量的润滑组元会使材料的摩擦因数和机械强度降低。

粉末冶金摩擦材料虽具有类似于金属的物理力学性能，但因含有较多的非金属颗粒，由于其分散隔离作用，其量值要远低于致密金属。尽管如此，和其它摩擦材料相比，它具有一系列优异的使用特性：（1）高的机械强度。（2）高的使用温度。（3）大的热容量。（4）优良的导热性能。（5）高的抗腐蚀能力。（6）优良的抗磨损性能。（7）稳定的摩擦特性。（8）可以制成薄型摩擦材料，减小材料体积。