[发明专利]一种粉末冶金摩擦块及制备方法

权利要求书

1.一种粉末冶金摩擦块，其特征在于，该粉末冶金摩擦块由摩擦体和钢背采用过渡层粘结后烧制而成，所述摩擦体按质量分数计算，包括如下组分：

雾化铜粉45-60％、Sn 2-4％、Ni 2-4％、铜包铁粉5-15％、高碳Cr-Fe粉4-10％、短碳纤维1-3％、TiB₂3-5％、NbC 7-9％、人造石墨4.5-9％、天然石墨0.5-1％、MoS₂ 1-5％，所述Sn、Ni、TiB₂、NbC、MoS₂均为粉末，以上组分质量百分比之和为100％。

2.根据权利要求1所述的一种粉末冶金摩擦块，其特征在于，所述铜包铁粉的组分质量百分比为：青铜粉15％、铁粉85％。

3.根据权利要求1所述的一种粉末冶金摩擦块，其特征在于，所述高碳Cr-Fe粉含碳量为4-8％，Cr含量≥60％。

4.根据权利要求1所述的一种粉末冶金摩擦块，其特征在于，所述短碳纤维的直径为3-8μm，长度为30-80μm。

5.根据权利要求1所述的一种粉末冶金摩擦块，其特征在于，所述天然石墨为天然鳞片石墨，所述人造石墨与天然石墨的质量比为9:1。

6.根据权利要求1所述的一种粉末冶金摩擦块，其特征在于，所述雾化铜粉、铜包铁粉的粒径均为200目，Sn、Ni、高碳Cr-Fe粉的粒径均为300目，TiB₂、NbC的粒径均为650目，人造石墨的粒径为60目，天然石墨的粒径为35目，MoS₂的粒径为500目。

7.一种制备权利要求1-6任意一种粉末冶金摩擦块的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1混料：

按配方称取制备摩擦体所需的粉体，并称取与粉体总质量相同的不锈钢珠，将不锈钢珠先加入V型混料机中，接下来按照配方将粉体中的金属粉末、短碳纤维和NbC陶瓷颗粒置于V型混料机中，按其质量的0.2％-0.5％加入20#工业机油，混合1-2h，混合均匀后再加入TiB₂、石墨和MoS₂，按粉体总质量的0.5％-1％加入航空煤油作为粘结剂，继续混合2-3h，混料结束后将粉料在烘箱中进行干燥，然后100目过筛处理，获得混合粉料，所述金属粉末为雾化铜粉、Sn、Ni、铜包铁粉和高碳Cr-Fe粉；

S2压制：

称取110g混合粉料装入成形模具中，装粉靴振动2-3频次，使混合粉料在模具型腔中装填均匀，在100T粉末成形压机上，均匀施加300-500MPa压力，保压1-2s之后脱模，得到铜基粉末冶金摩擦材料摩擦体，所述铜基粉末冶金摩擦材料摩擦体的密度为4.5-5.5g/cm³；

S3喷涂：

使用喷枪在铜基粉末冶金摩擦材料摩擦体与钢背的接触平面上喷涂一层混合溶液，待自然风干后形成过渡层；

S4烧结：

将铜基粉末冶金摩擦材料摩擦体与钢背对齐放好后装入钟罩式热压烧结炉中进行加压烧结，在烧结温度为850-1100℃、压力为3-8MPa的条件下，烧结时间180-240分钟，冷却出炉，得到成品粉末冶金闸片，烧结过程中，需通入保护气氛，保护气氛为氢气与氮气按1:(3-5)混合而成。

8.根据权利要求7所述的一种粉末冶金摩擦块的制备方法，其特征在于，所述S1中不锈钢珠的粒径分别为0.5mm、1mm、2mm、3mm。

9.根据权利要求7所述的一种粉末冶金摩擦块的制备方法，其特征在于，所述S3中混合溶液的成分质量配比为：20-40wt％超细铜粉、5-15wt％超细锌粉、1-5wt％超细锰粉、0.5-1wt％粘结剂和40-60wt％有机溶剂，所述粘结剂的成分质量配比为：30-50wt％乙撑双硬脂酰胺、15-30wt％聚酰胺蜡、20-30wt％月桂酸和5-10wt％石蜡，所述有机溶剂为正庚烷。

10.根据权利要求9所述的一种粉末冶金摩擦块的制备方法，其特征在于，所述S3具体按照以下步骤实施：

S31将粘结剂在60-100℃的温度下溶于有机溶剂中，形成粘结剂溶液；

S32将金属粉末超细铜粉、超细锌粉和超细锰粉加入粘结剂溶液中经超声波均匀分散，获得混合溶液；

S33在高压气体氮气的携带下，将混合溶液喷涂到铜基粉末冶金摩擦材料摩擦体与钢背的接触平面，喷涂时喷枪离待喷涂表面10-25cm，喷枪气压为0.1-1MPa，自然风干后得到过渡层的厚度为0.2-0.8mm。