一種離合器用干式銅基粉末冶金摩擦材料及其制備方法技術(shù)

一種離合器用干式銅基粉末冶金摩擦材料及其制備方法，所述的摩擦材料采用Cu、Fe為基體組元，石墨為潤滑組元，SiC、ZrSiO4為摩擦組元，加入Ni、Sn合金元素強(qiáng)化基體；所述粉末冶金材料的各組成成份按照如下重量百分比是：銅粉45?65%，鐵粉5?18%，石墨粉5?12%，碳化硅粉2?8%，鋯英砂粉10?20%，鎳0?6%，錫4?10%。所述的制備方法是：將上述組成成份在V形混料機(jī)混合均勻，壓制成坯，將該壓坯固定在支撐鋼背上，通過高溫?zé)Y(jié)得到所需的銅基粉末冶金摩擦材料，它具有良好的摩擦穩(wěn)定性和耐熱性，使用過程中噪聲少，全環(huán)境適用，性能滿足拖拉機(jī)干式離合器面片的要求等特點(diǎn)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種離合器用干式銅基粉末冶金摩擦材料及其制備方法，尤其是一種用于拖拉機(jī)離合器的高性能干式銅基粉末冶金摩擦材料及其制備方法，屬于摩擦材料及其制備

技術(shù)介紹
拖拉機(jī)是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不可替代的動(dòng)力機(jī)械，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛的用途。拖拉機(jī)離合器的主要功用是分離發(fā)動(dòng)機(jī)傳來的動(dòng)力，以使變速箱順利掛擋或換擋，柔順地接合動(dòng)力，保證車輛平穩(wěn)起步，超負(fù)荷時(shí)離合器打滑以保護(hù)零件免受損壞。根據(jù)傳遞動(dòng)力的方式,離合器分為摩擦式和液力式兩種，目前摩擦式應(yīng)用廣泛。直到今天,拖拉機(jī)離合器的摩擦材料中多數(shù)還是以石棉為基礎(chǔ)的材料編制而成,這種編制的面片是由石棉纖維和銅絲或鋅絲繞制成石棉線繩制成。石棉纖維對(duì)于材料的摩擦系數(shù)、抗磨損性、耐熱性、強(qiáng)度、模量和硬度等各性能都起到了一定的改良作用，且原材料來源廣泛，價(jià)格低廉。但也存在一些明顯的缺點(diǎn)，首先是石棉的熱穩(wěn)定性欠佳，因而導(dǎo)致其所增強(qiáng)的離合器摩擦材料的抗熱衰退性不良，一般來說，在250℃開始明顯衰退，在350℃可能出現(xiàn)失效；其次是它對(duì)人體的傷害，石棉纖維被大量吸入肺部可能會(huì)造成石棉肺、肺癌等疾病。粉末冶金摩擦材料作為離合器從動(dòng)盤的摩擦面片,國外從20世紀(jì)50年代起,在工程機(jī)械及載貨汽車上就開始使用。由于粉末冶金摩擦面片的摩擦系數(shù)高于樹脂基摩擦片,裝用粉末冶金摩擦面片的離合器相對(duì)于采用樹脂基摩擦片的離合器來說,在同一夾緊載荷下可提供更大的摩擦力矩,即離合器的轉(zhuǎn)矩容量較有機(jī)片大,或在相同轉(zhuǎn)矩容量下,所用夾緊載荷可較小,使離合器接合更柔和,分離力更小。現(xiàn)有技術(shù)中的拖拉機(jī)離合器粉末冶金摩擦面片在使用過程中，存在耐熱性能偏低，磨損較大的問題，使得離合器打滑和發(fā)抖，并且在離合過程中的噪聲現(xiàn)象突出。為了解決上述不足，必須運(yùn)用最優(yōu)化原理和計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而得到最佳性能的成分配比。目前，銅基摩擦材料和鐵基摩擦材料仍然是粉末冶金摩擦材料的兩大主要系列。較輕負(fù)荷的條件下通常采用銅基摩擦材料，其可用于干摩擦或有液體潤滑的工作條件中，比鐵基粉末冶金摩擦材料具有更好的綜合性能，且具有優(yōu)異的制動(dòng)效果；重負(fù)荷或超重負(fù)荷的條件下常采用鐵基摩擦材料，其制造成本低，一般在干摩擦下使用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種能有效解決耐熱性能偏低，磨損較大的問題，同時(shí)使用過程中噪聲少，溫度和氣候的變化對(duì)摩擦性能影響小，不污染環(huán)境的離
合器用干式銅基粉末冶金摩擦材料及其制備方法。本專利技術(shù)的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的，一種離合器用干式銅基粉末冶金摩擦材料，所述的摩擦材料采用Cu、Fe為基體組元，石墨為潤滑組元，SiC、ZrSiO4為摩擦組元，加入Ni、Sn合金元素強(qiáng)化基體；所述粉末冶金材料的各組成成份按照如下重量百分比是：銅粉45-65％，鐵粉5-18％，石墨粉5-12％，碳化硅粉2-8％，鋯英砂粉10-20％，鎳0-6％，錫4-10％。作為優(yōu)選：所述的摩擦材料的各組成成份按照如下重量百分比是：銅粉56％，鐵粉10％，石墨粉8％，碳化硅粉4％，鋯英砂粉10％，鎳4％，錫8％。一種如上所述的離合器用干式銅基粉末冶金摩擦材料的制備方法，所述的制備方法是：將上述組成成份在V形混料機(jī)混合均勻，壓制成坯，將該壓坯固定在支撐鋼背上，通過高溫?zé)Y(jié)得到所需的銅基粉末冶金摩擦材料，具體是：將上述組成成分在V形混料機(jī)混合2-4h，并在500-600MPa壓力下壓制得到壓坯，壓坯密度4.5-5.5g/cm3，將該壓坯固定在支撐鋼背上，在鐘罩爐中于840-960℃燒結(jié)，壓力為1.0-3.0MPa，氫氣保護(hù)下燒結(jié)，保溫2-4 h，保溫結(jié)束后吊爐空冷至500℃后水冷，得到所需要的粉末冶金材料。作為優(yōu)選：所述的制備方法是：將上述組成成分在V形混料機(jī)混合3h，并在550MPa壓力下壓制得到壓坯，壓坯密度5.0g/cm3，將該壓坯固定在支撐鋼背上，在鐘罩爐中于900℃燒結(jié)，壓力為2.0MPa，氫氣保護(hù)下燒結(jié)，保溫3h，保溫結(jié)束后吊爐空冷至500℃后水冷，得到所需要的粉末冶金材料。本專利技術(shù)具有良好的摩擦穩(wěn)定性和耐熱性，使用過程中噪聲少，全環(huán)境適用，性能滿足拖拉機(jī)干式離合器面片的要求等特點(diǎn)。附圖說明圖1是本專利技術(shù)制備的拖拉機(jī)離合器用干式銅基粉末冶金摩擦面片圖；圖2是本專利技術(shù)制備的銅基粉末冶金摩擦材料的金相顯微形貌圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步說明。一種離合器用干式銅基粉末冶金摩擦材料，所述的摩擦材料采用Cu、Fe為基體組元，石墨為潤滑組元，SiC、ZrSiO4為摩擦組元，加入Ni、Sn合金元素強(qiáng)化基體；所述粉末冶金材料的各組成成份按照如下重量百分比是：銅粉45-65％，鐵粉5-18％，石墨粉5-12％，碳化硅粉2-8％，鋯英砂粉10-20％，鎳0-6％，錫4-10％。優(yōu)選的實(shí)施例是：所述的摩擦材料的各組成成份按照如下重量百分比是：銅粉56％，鐵粉10％，石墨粉8％，碳化硅粉4％，鋯英砂粉10％，鎳4％，錫8％。一種如上所述的離合器用干式銅基粉末冶金摩擦材料的制備方法，所述的制備方法是：將
上述組成成份在V形混料機(jī)混合均勻，壓制成坯，將該壓坯固定在支撐鋼背上，通過高溫?zé)Y(jié)得到所需的銅基粉末冶金摩擦材料，具體是：將上述組成成分在V形混料機(jī)混合2-4h，并在500-600MPa壓力下壓制得到壓坯，壓坯密度4.5-5.5g/cm3，將該壓坯固定在支撐鋼背上，在鐘罩爐中于840-960℃燒結(jié)，壓力為1.0-3.0MPa，氫氣保護(hù)下燒結(jié)，保溫2-4 h，保溫結(jié)束后吊爐空冷至500℃后水冷，得到所需要的粉末冶金材料。作為優(yōu)選的實(shí)施例是：所述的制備方法是：將上述組成成分在V形混料機(jī)混合3h，并在550MPa壓力下壓制得到壓坯，壓坯密度5.0g/cm3，將該壓坯固定在支撐鋼背上，在鐘罩爐中于900℃燒結(jié)，壓力為2.0MPa，氫氣保護(hù)下燒結(jié)，保溫3h，保溫結(jié)束后吊爐空冷至500℃后水冷，得到所需要的粉末冶金材料。實(shí)施例1：按照重量比準(zhǔn)備各組分：包括銅粉60％，鐵粉6％，石墨粉8％，碳化硅粉4％，鋯英砂粉14％，鎳0％，錫8％；將上述組成成分在V形混料機(jī)混合2h，并在600MPa壓力下壓制得到壓坯，壓坯密度5.0g/cm3，將該壓坯固定在支撐鋼背上，在鐘罩爐中于840℃燒結(jié)，壓力為2.0 MPa，氫氣保護(hù)下燒結(jié)，保溫3.5h，保溫結(jié)束后吊爐空冷至500℃后水冷，得到所需要的銅基粉末冶金摩擦材料。以合金鋼對(duì)偶件為，在MM-3000型摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行摩擦試驗(yàn)，銅基粉末冶金摩擦試環(huán)尺寸：外徑為75mm，內(nèi)徑為53 mm，厚度為12 mm。試驗(yàn)前摩擦試環(huán)表面磨合到80％后測(cè)定20次，最后結(jié)果取平均值。測(cè)試參數(shù)為：制動(dòng)比壓0.60Mpa，轉(zhuǎn)動(dòng)慣性0.35 kg·m2，試樣面積20.0cm2，摩擦線速度分別為6500r/min和8000r/min。試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。表1銅基粉末冶金摩擦材料的MM-3000摩擦磨損性能實(shí)施例2：按照重量比準(zhǔn)備各組分：包括銅粉56％，鐵粉10％，石墨粉8％，碳化硅粉4％，鋯英砂粉10％，鎳4％，錫8％；將上述組成成分在V形混料機(jī)混合均勻，并在580MPa壓力下壓制得到壓坯，壓坯密度5.1g/cm3，將該壓坯固定在支撐鋼背上，在鐘罩爐中于90本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種離合器用干式銅基粉末冶金摩擦材料，其特征在于所述的摩擦材料采用Cu、Fe為基體組元，石墨為潤滑組元，SiC、ZrSiO4為摩擦組元，加入Ni、Sn合金元素強(qiáng)化基體；所述粉末冶金材料的各組成成份按照如下重量百分比是：銅粉45?65%，鐵粉5?18%，石墨粉5?12%，碳化硅粉2?8%，鋯英砂粉10?20%，鎳0?6%，錫4?10%。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種離合器用干式銅基粉末冶金摩擦材料，其特征在于所述的摩擦材料采用Cu、Fe為基體組元，石墨為潤滑組元，SiC、ZrSiO4為摩擦組元，加入Ni、Sn合金元素強(qiáng)化基體；所述粉末冶金材料的各組成成份按照如下重量百分比是：銅粉45-65%，鐵粉5-18%，石墨粉5-12%，碳化硅粉2-8%，鋯英砂粉10-20%，鎳0-6%，錫4-10%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離合器用干式銅基粉末冶金摩擦材料，其特征在于所述的摩擦材料的各組成成份按照如下重量百分比是：銅粉56%，鐵粉10%，石墨粉8%，碳化硅粉4%，鋯英砂粉10%，鎳4%，錫8%。3.一種如權(quán)利要求1或2所述的離合器用干式銅基粉末冶金摩擦材料的制備方法，其特征在于所述的制備方法是：將上述組成成份在V形混料機(jī)混合均勻，壓制成坯，將該壓坯固定在支撐鋼背上，...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李專，張國洪，韓建國，許成法，戴國文，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：杭州前進(jìn)齒輪箱集團(tuán)股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：浙江;33