車用樹(shù)脂基粉末冶金復(fù)合摩擦材料及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了車用樹(shù)脂基粉末冶金復(fù)合摩擦材料的制備方法，包括如下步驟：1)粉末冶金摩擦材料的制備：將基體材料和成型劑混合均勻，倒入模具壓制成細(xì)長(zhǎng)桿狀，將各細(xì)長(zhǎng)桿狀壓坯分隔開(kāi)，燒結(jié)，得到粉末冶金摩擦材料；2)剪切、粉碎和篩選：3)混料：以質(zhì)量百分比計(jì)，將耐高溫改性樹(shù)脂10‐20％、粉末冶金摩擦材料40‐60％、增強(qiáng)纖維10‐20％、磨料5?15％、潤(rùn)滑材料10‐20％和填料5‐20％共混均勻；4)樹(shù)脂基復(fù)合摩擦材料的生產(chǎn)制備；5)后處理；6)機(jī)械加工成。本發(fā)明專利技術(shù)樹(shù)脂基粉末冶金復(fù)合摩擦材料保留了粉末冶金摩擦材料具有穩(wěn)定的摩擦系數(shù)和良好的抗磨損特性。摩擦材料的使用壽命和高溫穩(wěn)定性得到提高。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種復(fù)合摩擦材料，特別是涉及一種以樹(shù)脂基粉末冶金為主的車用樹(shù)脂基粉末冶金復(fù)合摩擦材料及其制備方法。
技術(shù)介紹
復(fù)合摩擦材料是將不同物化特性的材料與強(qiáng)度低、韌性好的高分子聚合物基體組成的。由于高分子材料通常不能承受高的應(yīng)力和高的溫度，為了提高高分子材料的屈服強(qiáng)度，提高其高溫穩(wěn)定性，都采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的熱固性樹(shù)脂，一般為各種改性高溫酚醛樹(shù)脂。同時(shí)，為了達(dá)到理想的制動(dòng)效果和綜合機(jī)械性能，還需加入各種纖維，潤(rùn)滑材料，磨料以及填料，而其中的高聚物基體材料幾乎只是作為傳遞或分散載荷的媒介。因此，復(fù)合摩擦材料的強(qiáng)度主要取決于包括纖維在內(nèi)的其它組份與基體界面的粘結(jié)強(qiáng)度。目前，在各類摩擦制動(dòng)器中，復(fù)合摩擦材料使用的比例高達(dá)90％以上。但在飛機(jī)和高速鐵路等高速重載的制動(dòng)條件下，摩擦高溫造成復(fù)合摩擦材料中的高分子聚合物分解氧化，喪失穩(wěn)定的摩擦制動(dòng)性能。因此常采用粉末冶金摩擦材料。粉末冶金摩擦材料又稱燒結(jié)摩擦材料主要有銅基和鐵基兩種，它是以金屬粉末為基體，加入適當(dāng)減磨劑和增磨劑，均勻混合后壓制成型或加壓燒結(jié)而成的。粉末冶金摩擦材料一般由3種組分組成:基體的組分，主要有Cu、Fe、Ni、Sn等及其合金；摩擦組分，主要有SiO2、Al2O3、SiC，某些金屬和非金屬的氧化物或碳化物；潤(rùn)滑組分，主要有石墨，MoS2、CaF2、WS2、BN和易熔金屬Pb、Bi等。粉末冶金摩擦材料是一種優(yōu)良的制動(dòng)摩擦材料，特別對(duì)于重載高速的制動(dòng)場(chǎng)合，其優(yōu)良的散熱性和耐熱性可以保證其完成較為苛刻的制動(dòng)功能。絕大多數(shù)軍用飛機(jī)和民用飛機(jī)都采用粉末冶金剎車片。日本的新干線列車(250公里/小時(shí))和我國(guó)高速鐵路都使用粉末冶金摩擦材料。但是由于粉末冶金摩擦材料較強(qiáng)的剛度和硬度，易造成汽車制動(dòng)盤(pán)或鼓的劃傷以及摩擦噪聲。因此粉末冶金摩擦材料也很少在汽車制動(dòng)器上使用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)目的在于結(jié)合粉末冶金摩擦材料耐高溫、低磨耗的特點(diǎn)和樹(shù)脂基復(fù)合摩擦材料韌性好、硬度低的特點(diǎn)，提供一種同時(shí)具有耐高溫、低磨耗、韌性好、硬度低的樹(shù)脂基粉末冶金復(fù)合摩擦材料及其制備方法，該材料用于制備汽車剎車配件，具有良好剎車性能基
礎(chǔ)上，柔韌的樹(shù)脂基體有利于吸收沖擊能，提高制動(dòng)片的沖擊強(qiáng)度；有利于降低制動(dòng)片的硬度，使之與對(duì)偶件貼合良好。本專利技術(shù)目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：車用樹(shù)脂基粉末冶金復(fù)合摩擦材料的制備方法，在于包括如下步驟：1)粉末冶金摩擦材料的制備：將基體材料和成型劑混合均勻，倒入模具壓制成多根細(xì)長(zhǎng)桿，將各細(xì)長(zhǎng)桿壓坯分隔開(kāi)，裝入燒結(jié)爐中，在通入氮?dú)饣驓錃獾臈l件下溫升至900‐1100℃，保溫2‐5h，冷卻至室溫，得到粉末冶金摩擦材料；所述成型劑為煤油；以質(zhì)量百分比計(jì)，所述基體材料的原料配比組成為：基體組分55‐70％，摩擦組分15‐25％，潤(rùn)滑組分10‐25％；以質(zhì)量百分比計(jì)，所述基體組分由85‐95％主體金屬和5‐15％輔助金屬組成；所述主體金屬為銅或鐵；所述輔助金屬為錫和鎳中的一種或兩種；摩擦組分為石英石、三氧化二鋁和碳化硅中的一種或多種；潤(rùn)滑組分為石墨、MoS2、CaF2、WS2、BN、Pb和Bi中的兩種以上；2)剪切、粉碎和篩選：將步驟1)所得金屬基粉末冶金摩擦材料剪切、粉碎，采用5‐10目的篩網(wǎng)，進(jìn)行篩選；3)混料：以質(zhì)量百分比計(jì)，將耐高溫改性樹(shù)脂10‐20％、粉末冶金摩擦材料40‐60％、增強(qiáng)纖維10‐20％、磨料5-15％、潤(rùn)滑材料10‐20％和填料5‐20％共混均勻；所述耐高溫改性樹(shù)脂為腰果油改性酚醛樹(shù)脂、丁腈橡膠改性酚醛樹(shù)脂和芳烴改性酚醛樹(shù)脂的一種或多種；4)樹(shù)脂基復(fù)合摩擦材料的生產(chǎn)制備：將步驟3)所得混合粉料稱重放入模具內(nèi)，在140℃‐165℃，8‐20MPa壓力條件下，熱壓成型，保壓6‐15分鐘；卸壓出模；5)后處理：在150℃‐180℃保溫8‐24h，冷卻至室溫，出爐；6)機(jī)械加工成樹(shù)脂基粉末冶金復(fù)合摩擦材料。為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)目的，優(yōu)選地，所述成型劑用量為粉末冶金材料原料質(zhì)量的0.1‐0.5％。優(yōu)選地，所述粉末冶金摩擦材料為銅基粉末冶金摩擦材料、鐵基粉末冶金摩擦材料的一種或多種。優(yōu)選地，所述增強(qiáng)纖維為石棉纖維、蛭石纖維、硅灰石纖維、海泡石纖維、玻璃纖維、陶瓷纖維、芳綸纖維、碳纖維和聚丙烯腈纖維的一種或多種。優(yōu)選地，所述磨料為氧化鋁、氧化硅、硫酸鋯、氟化鈣、碳化硅、氧化鐵和鑄石粉的一種或多種。優(yōu)選地，所述潤(rùn)滑材料為石墨、二硫化鉬、二硫化鎢、硫化亞銅、硫化銻、氧化鎂、鉛、鉍、銻、焦碳和滑石粉的一種或多種。優(yōu)選地，所述填料為高嶺土、長(zhǎng)石粉、硫酸鋇、碳酸鈣、輪胎粉和硅灰石粉的一種或多種。優(yōu)選地，所述倒入模具壓制的壓力為200‐500MPa。優(yōu)選地，所述細(xì)長(zhǎng)桿的直徑為2‐4mm，長(zhǎng)為200‐300mm；步驟1)和步驟5)所述冷卻至室溫是隨爐冷卻至室溫；所述機(jī)械加工成樹(shù)脂基粉末冶金復(fù)合摩擦材料后還包括噴漆。一種車用樹(shù)脂基粉末冶金復(fù)合摩擦材料，由上述的制備方法制得。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：(1)本專利技術(shù)采用了高分子聚合物作為材料的基體，使得車用樹(shù)脂基粉末冶金復(fù)合摩擦材料的表面硬度較低，彈性模量適中，材料的摩擦表面粗糙度增加、材料的氣孔系數(shù)增加。(2)本專利技術(shù)車用樹(shù)脂基粉末冶金復(fù)合摩擦材料保留了粉末冶金摩擦材料具有穩(wěn)定的摩擦系數(shù)和良好的抗磨損特性。摩擦材料的使用壽命和高溫穩(wěn)定性得到提高。(3)本專利技術(shù)結(jié)合粉末冶金摩擦材料耐高溫、低磨耗的特點(diǎn)和樹(shù)脂基復(fù)合摩擦材料韌性好、硬度低的特點(diǎn)，所得車用樹(shù)脂基粉末冶金復(fù)合摩擦材料同時(shí)具有耐高溫、低磨耗、韌性好、硬度低的特性，該材料用于制備汽車剎車配件，具有良好剎車性能基礎(chǔ)上，柔韌的樹(shù)脂基體有利于吸收沖擊能，提高制動(dòng)片的沖擊強(qiáng)度；有利于降低制動(dòng)片的硬度，使之與對(duì)偶件貼合良好。具體實(shí)施方式為更好地理解本專利技術(shù)，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步說(shuō)明，專利技術(shù)人經(jīng)過(guò)多年的研究和試驗(yàn)，有許多成功的實(shí)施例，下面列舉部分具體實(shí)施例，但本專利技術(shù)要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例表述的范圍。實(shí)施例1短細(xì)鐵基粉末冶金摩擦材料的制備：以質(zhì)量百分比計(jì)，材料基本配方：鐵55％，錫10％，石英石粉10％，三氧化二鋁5％，二硫化鉬5％；石墨粉15％。成型劑為煤油，成型劑的加入量為上述材料基本配方總重量的0.3％。將以上的材料均勻混合，倒入模具以500MPa壓力，壓制成直徑φ2mm×長(zhǎng)200mm細(xì)長(zhǎng)桿狀，將各細(xì)長(zhǎng)桿狀壓坯，分隔開(kāi)，裝入燒結(jié)爐中，在通入氮?dú)獾臈l件下溫升1000℃，保溫4h，隨爐冷卻至室溫。在干燥的條件下，放置24小時(shí)以上；然后進(jìn)行剪切、粉碎，采用10目的篩網(wǎng)，進(jìn)行篩
選。復(fù)合摩擦材料的制備：材料基本配方(以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì))：腰果油改性酚醛樹(shù)脂(圣泉6200A，http://www.shengquan.com)15％；短細(xì)粉末冶金摩擦材料20％；海泡石纖維(長(zhǎng)度4‐8mm)10％；蛭石纖維(長(zhǎng)度約2‐3mm)5％；石英石粉15％；片狀石墨15％；硫酸鋇20％。將以上各材料在混料機(jī)中混合均勻。然后，將混合均勻粉料倒入模腔內(nèi)，在150℃；壓力15MPa條件下；熱壓保溫時(shí)間8分鐘。后處理：在160‐170℃保溫時(shí)間24h；機(jī)械加工成樹(shù)脂基粉末冶金復(fù)合摩擦材料，噴漆。本實(shí)施例所得材料的檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。實(shí)施例2短細(xì)銅基粉末冶金摩本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
車用樹(shù)脂基粉末冶金復(fù)合摩擦材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟：1)粉末冶金摩擦材料的制備：將基體材料和成型劑混合均勻，倒入模具壓制成多根細(xì)長(zhǎng)桿，將各細(xì)長(zhǎng)桿壓坯分隔開(kāi)，裝入燒結(jié)爐中，在通入氮?dú)饣驓錃獾臈l件下溫升至900‐1100℃，保溫2‐5h，冷卻至室溫，得到粉末冶金摩擦材料；所述成型劑為煤油；以質(zhì)量百分比計(jì)，所述基體材料的原料配比組成為：基體組分55‐70％，摩擦組分15‐25％，潤(rùn)滑組分10‐25％；以質(zhì)量百分比計(jì)，所述基體組分由85‐95％主體金屬和5‐15％輔助金屬組成；所述主體金屬為銅或鐵；所述輔助金屬為錫和鎳中的一種或兩種；摩擦組分為石英石、三氧化二鋁和碳化硅中的一種或多種；潤(rùn)滑組分為石墨、MoS2、CaF2、WS2、BN、Pb和Bi中的兩種以上；2)剪切、粉碎和篩選：將步驟1)所得金屬基粉末冶金摩擦材料剪切、粉碎，采用5‐10目的篩網(wǎng)，進(jìn)行篩選；3)混料：以質(zhì)量百分比計(jì)，將耐高溫改性樹(shù)脂10‐20％、粉末冶金摩擦材料40‐60％、增強(qiáng)纖維10‐20％、磨料5?15％、潤(rùn)滑材料10‐20％和填料5‐20％共混均勻；所述耐高溫改性樹(shù)脂為腰果油改性酚醛樹(shù)脂、丁腈橡膠改性酚醛樹(shù)脂和芳烴改性酚醛樹(shù)脂的一種或多種；4)樹(shù)脂基復(fù)合摩擦材料的生產(chǎn)制備：將步驟3)所得混合粉料稱重放入模具內(nèi)，在140℃‐165℃，8‐20MPa壓力條件下，熱壓成型，保壓6‐15分鐘；卸壓出模；5)后處理：在150℃‐180℃保溫8‐24h，冷卻至室溫，出爐；6)機(jī)械加工成樹(shù)脂基粉末冶金復(fù)合摩擦材料。...

【技術(shù)特征摘要】
1.車用樹(shù)脂基粉末冶金復(fù)合摩擦材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟：1)粉末冶金摩擦材料的制備：將基體材料和成型劑混合均勻，倒入模具壓制成多根細(xì)長(zhǎng)桿，將各細(xì)長(zhǎng)桿壓坯分隔開(kāi)，裝入燒結(jié)爐中，在通入氮?dú)饣驓錃獾臈l件下溫升至900‐1100℃，保溫2‐5h，冷卻至室溫，得到粉末冶金摩擦材料；所述成型劑為煤油；以質(zhì)量百分比計(jì)，所述基體材料的原料配比組成為：基體組分55‐70％，摩擦組分15‐25％，潤(rùn)滑組分10‐25％；以質(zhì)量百分比計(jì)，所述基體組分由85‐95％主體金屬和5‐15％輔助金屬組成；所述主體金屬為銅或鐵；所述輔助金屬為錫和鎳中的一種或兩種；摩擦組分為石英石、三氧化二鋁和碳化硅中的一種或多種；潤(rùn)滑組分為石墨、MoS2、CaF2、WS2、BN、Pb和Bi中的兩種以上；2)剪切、粉碎和篩選：將步驟1)所得金屬基粉末冶金摩擦材料剪切、粉碎，采用5‐10目的篩網(wǎng)，進(jìn)行篩選；3)混料：以質(zhì)量百分比計(jì)，將耐高溫改性樹(shù)脂10‐20％、粉末冶金摩擦材料40‐60％、增強(qiáng)纖維10‐20％、磨料5-15％、潤(rùn)滑材料10‐20％和填料5‐20％共混均勻；所述耐高溫改性樹(shù)脂為腰果油改性酚醛樹(shù)脂、丁腈橡膠改性酚醛樹(shù)脂和芳烴改性酚醛樹(shù)脂的一種或多種；4)樹(shù)脂基復(fù)合摩擦材料的生產(chǎn)制備：將步驟3)所得混合粉料稱重放入模具內(nèi)，在140℃‐165℃，8‐20MPa壓力條件下，熱壓成型，保壓6‐15分鐘；卸壓出模；5)后處理：在150℃‐180℃保溫8‐24h，冷卻至室溫，出爐；6)機(jī)械加工成樹(shù)脂基粉末冶金復(fù)合摩擦材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用樹(shù)脂基粉末冶金復(fù)合摩擦材料的制備方法，其特...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳東，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：華南理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：廣東;44