[发明专利]一种具有铜基粉末冶金摩擦材料的板材及其制备方法

说明书

本发明实施例公开了一种具有铜基粉末冶金摩擦材料的板材及其制备方法，铜基粉末冶金摩擦材料包括铜粉、合金粉、石墨粉、石英粉和铜基非晶粉。所述制备方法包括：将铜粉、合金粉、石墨粉、石英粉和铜基非晶粉混合压制成坯，得到坯件；将制得的坯件置于芯板上，在加压条件下进行烧结，制得板材。本发明通过铜基非晶粉的引入，基于其他材料的进一步选择，从而有效提高整体摩擦材料的导热性，并改善其综合力学性能，提高其摩擦系数，进一步实现良好的耐磨性能。

技术领域

本发明实施例涉及铜基摩擦材料领域，具体涉及一种具有铜基粉末冶金摩擦材料的板材及其制备方法。

背景技术

摩擦片是实现传动系统档位切换和功率传递的关键基础件，具有相对转速高、结构紧凑、传递功率大等特点，在各种汽车以及工程车辆上广泛使用。特殊的应用环境要求构成摩擦片的摩擦材料必须具有优异的综合性能，如稳定的摩擦系数，高度抗压性能，耐磨性好，导热性好，耐腐蚀等。

铜基摩擦材料基体成分以铜为主，添加锡、锌，铁，镍、磷等成分在烧结过程中合金化，参与基体组成，并同时降低烧结温度，改善力学性能，添加二氧化硅、氧化铝、氧化钴等金属氧化物及其他金属碳化物作摩擦组元，提高摩擦系数，添加石墨、金属硫化物、氟化物、低熔点金属作为润滑组元，保护对偶、稳定摩擦系数。据目前研究，很多铜基的摩擦材料，无论是在润滑条件下或干摩擦条件下都能有效的应用。但铜基粉末冶金摩擦材料仍然存在一些问题，最主要的是在工作过程中常出现热衰退现象，摩擦系数不稳定，磨损量明显变大。目前，虽然国内对铜基粉末冶金摩擦进行了大量的研究，但是主要以材料工艺研制为主，有关成分设计与优化的研究较少。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种铜基粉末冶金摩擦材料和具有铜基粉末冶金摩擦材料的板材及其制备方法，通过铜基非晶粉的引入，基于其他材料的进一步选择，从而有效提高整体摩擦材料的导热性，并改善其综合力学性能，提高其摩擦系数，进一步实现良好的耐磨性能。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：

在本发明实施例的一个方面，提供了一种铜基粉末冶金摩擦材料，包括铜粉、合金粉、石墨粉、石英粉和铜基非晶粉。

作为本发明的一种优选方案，所述合金粉选自锌粉、锡粉、锑粉、铋粉、和锶粉中的至少两种；

所述铜基非晶粉为纳米级铜基非晶合金粉末，且所述铜基非晶合金粉末选自铜锆系合金、铜钛系合金、铜锗系合金和铜硅系合金中的至少一种。

作为本发明的一种优选方案，所述铜粉的含量为60-80重量%，所述合金粉的含量为2-20重量%，所述石墨粉的含量为10-25重量%，所述石英粉的含量为2-8重量%，所述铜基非晶粉的含量为1-10重量%。

作为本发明的一种优选方案，所述合金粉至少包括锌粉和锡粉，且所述锌粉与所述锡粉的含量的重量比为1:0.5-1.5。

作为本发明的一种优选方案，所述铜粉的粉末粒径不大于75μm，所述合金粉的粉末粒径不大于43μm，所述石墨粉的粉末粒径为200-500μm，所述石英粉的粉末粒径为100-300μm，所述铜基非晶粉的粉末粒径不大于200nm。

作为本发明的一种优选方案，所述石墨粉选自鳞片石墨。

在本发明的另一个方面，还提供了一种具有上述所述的铜基粉末冶金摩擦材料的板材的制备方法，所述制备方法包括：将铜粉、合金粉、石墨粉、石英粉和铜基非晶粉混合压制成坯，得到坯件；将制得的坯件置于芯板上，在加压条件下进行烧结，制得板材。

作为本发明的一种优选方案，混合压制成坯过程具体包括：

S100、在液体介质存在的条件下，将铜粉、合金粉、石英粉和铜基非晶粉进行球磨混合，得到半混料；

S200、在底吹条件下，向所述半混料中加入石墨粉进行球磨混合，得到预混料；