[发明专利]一种Cu-Fe-C摩擦材料

摘要

一种Cu‑Fe‑C摩擦材料采用注射成形工艺制备了Cu‑Fe‑C坯料，通过溶剂脱脂和热脱脂、烧结制备出Cu‑Fe‑C摩擦材料。材料中铜颗粒之间存在的孔隙及石墨为主要的裂纹源和扩展途径，使材料发生脆性断裂；高硬度、耐磨的Fe颗粒分布于铜基体中，可以提高材料的硬度、强度；当Fe含量达到8%时，材料的硬度为58HV，抗拉强度为148MPa；当摩擦速度为100‑400r/min时，Fe颗粒的加入提高了材料磨损量、摩擦系数，降低了材料的磨损性能；高速摩擦条件下，Fe的加入促进摩擦表面氧化膜的形成，提高了材料的耐磨性能。 1

主权项

1.一种Cu‑Fe‑C摩擦材料，制备原料包括：选用平均粒径为25μm、纯度99.9%的球形铜粉，粒度为300目的铁粉，天然鳞片状石墨粉作为原料粉末。

2.根据权利要求1所述的Cu‑Fe‑C摩擦材料，其特征是Cu‑Fe‑C摩擦材料的制备步骤为：将粉末与粘结剂混合混炼3h，粉末装载量为60%；经混炼所得喂料制粒后，采用SA900‑260卧式塑料注射成形机，在160℃（注射温度）、100MPa（注射压力）下进行注射成形；将所得注射坯进行溶剂脱脂；最后在WZDS‑200型真空烧结炉中继续热脱脂再烧结；烧结温度为950‑1050℃，保温3‑4h，炉冷至低于100℃出炉。

3.根据权利要求1所述的Cu‑Fe‑C摩擦材料，其特征是Cu‑Fe‑C摩擦材料的检测步骤为：采用排水法测定试样的密度，采用CMT5205型电子万能（拉力）试验机测定试样的抗拉强度，采用HV‑5小负荷维氏硬度计测定硬度，采用M‑2000型摩擦磨损试验机测定摩擦磨损性能，其对偶件材料为30CrSiMo钢，试验压力10‑100N，转速100‑800r/min，时间10‑120min，采用JSM‑6480扫描电镜观察试样断口形貌及磨损表面形貌。

4.根据权利要求1所述的Cu‑Fe‑C摩擦材料，其特征是采用注射成形工艺制备了Cu‑Fe‑C坯料，通过溶剂脱脂和热脱脂、烧结制备出Cu‑Fe‑C摩擦材料，材料中Fe含量的增加，有利于提高材料的强度、硬度；当Fe含量达到8%时,材料的硬度为58‑HV，抗拉强度为148MPa，铜颗粒之间存在着大量的孔隙和石墨，颗粒之间的界面为主要的裂纹源和扩展途径，裂纹沿界面迅速扩展，呈脆性断裂，材料中的Fe含量为2%‑8%时，随着Fe含量的提高，材料的摩擦系数增大；在低速摩擦时，材料的磨损量随着Fe含量的增加而增加，降低了材料的耐磨性能；而高速摩擦时，由于摩擦温度高而形成稳定的Fe的氧化膜，从而减少了材料的磨损量。