【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及變速箱離合器摩擦片，具體是一種抗熱變形的梯度離合器摩擦片及制作方法。
技術介紹
1、離合器是車輛傳動系統的重要組成部分，在汽車傳動系中直接與發動機相連，用于切斷和傳遞動力。摩擦離合器依靠換擋離合器摩擦片的摩擦力矩以及固定元件來傳遞能量，實現不同扭矩和轉速的輸出。隨著車輛及工程機械在重載高速方面需求的不斷擴大，離合器摩擦性能及動態強度對換擋的可靠性、平穩性及工作壽命有著顯著的影響，而離合器摩擦片的材料、結構設計在一定程度上直接決定了離合器的傳動性能，因此對離合器摩擦材料的成分及結構研究是提高離合器工作效能的有效手段。
2、按照工作工況，離合器可分為干式離合器和濕式離合器，但無論是干式離合器還是濕式離合器，其主要失效形式均為過熱點蝕以及摩擦片的翹曲變形，這是由于環形的摩擦片在滑磨過程中切向線速度及散熱的差異造成了嚴重的非均勻熱場，從而導致摩擦片靠近外環側表面的熱應力集中。目前為解決摩擦片的熱失效多采用以下三種方式：1，采用新型的摩擦材料配方來提高摩擦片的整體熱耐受性；2，在適當成分間生成強化界面結合的結構，優化摩擦片性能；3，改善離合器的結構來優化摩擦片表面的溫升及散熱。但這幾種方式仍無法在根本上解決摩擦片表面的非均勻熱分布，且基體與摩擦材料之間的界面結合的問題也會影響其整體性能的發揮，這仍會影響到摩擦片的使用壽命及其功能性。
3、通過分析現有的摩擦材料成分與性能的關系，本專利技術提出一種材料與結構耦合的方式來構造摩擦片的空間形式，實現摩擦片表面材料的梯度分布，從而降低摩擦片表面的熱差異，提高摩
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種抗熱變形的梯度離合器摩擦片及制作方法，以解決上述
技術介紹
中提出的問題。
2、為解決上述技術問題，本專利技術提供的技術方案為：一種抗熱變形的梯度離合器摩擦片，包括環形的芯板，所述芯板兩側均設有摩擦襯面，所述芯板內圈設有花鍵齒；
3、所述芯板厚度為2～3mm，內徑為110～130mm，外徑為145～165mm，所述芯板采用65mn；
4、兩側的摩擦襯面對稱分布在所述芯板兩側，厚度均為0.5～0.7mm，所述摩擦襯面與芯板的內徑、外徑均一致；
5、所述摩擦襯面沿徑向分為4～8段，每段寬度為2～5mm；
6、所述摩擦襯面為金屬基粉末冶金摩擦材料，每段材料成分類型一致，各成分質量隨徑向呈梯度變化；
7、所述摩擦襯面每段原料包括基體組元、界面強化組元、潤滑組元和摩擦組元；
8、內環第一段的基體組元的組分以重量計含有銅、鐵、錫、鋅30～40份，界面強化組元的組分以重量計含有鈦、鎬1～3份，潤滑組元的組分以重量計含有石墨、二硫化鉬4～8份，摩擦組元的組分以重量計含有鉻鐵、碳化鈦、二硼化鈦10～15份；
9、內環第二段及后續分段原料的摩擦組元依次比前一段少1～2份，基體組元依次比前一段多1～2份。
10、作為一種優選方案，內環第二段及后續分段原料的摩擦組元與潤滑組元的重量比依次比前一段重量比高0.1～0.2。
11、作為一種優選方案，調整基體組元各元素添加量，保證摩擦襯面相鄰各段的密度和孔隙率差值小于5％。
12、一種抗熱變形的梯度離合器摩擦片的制作方法，具體包括以下步驟：
13、1)原料混合：計算各段面積比得到每段原料的總重量比，并按設計比例稱量每段的基體組元、界面強化組元、潤滑組元和摩擦組元，接著將每段稱量好的原始粉分別在行星球磨機或混料機中混合8～24小時，得到每段的復合原料；
14、2)冷壓：利用分段下料器將混好的原料分段均勻的平鋪在模板表面，隨后撤去分段下料器對摩擦襯面進行整體冷壓，加壓壓力為400mpa，保壓3分鐘后得到壓制粉片；
15、3)熱壓燒結：將壓制粉片與芯板疊放入燒結爐中進行熱壓加工，加熱溫度設置為900～980℃，加壓壓力為2～2.5mpa，熱壓1～2小時后制得摩擦片制品并隨爐冷卻；
16、4)制品加工及檢測：將冷卻好的摩擦片制品進行機械加工，將表面的飛邊等缺陷去除，并對摩擦片制品進行打磨和清洗烘干，以及對摩擦襯面的油槽織構等進行加工，得到摩擦片成品。最后對摩擦片成品進行質量檢測，合格的摩擦片成品即可裝入離合器使用。
17、本專利技術與現有技術相比的優點在于：
18、1、摩擦襯面的摩擦材料以徑向梯度分布，使得靠近外環處的摩擦襯面具有相比于內環處更高的導熱系數和較低的摩擦系數。在摩擦片與對偶片在滑磨的過程中，極大減小了有更高線速度外環所做的摩擦功和有較低線速度內環所做的摩擦功之間的差值，除此之外，沿徑向梯度增加的導熱系數更符合滑磨過程中摩擦片的熱場分布，有利于摩擦片的整體散熱。同時，通過在材料成分間形成強化界面結合的結構，進一步增強了材料之間的結合力，使得熱傳導更加高效，更有效地改善了摩擦表面的熱場分布，從根本上避免熱應力集中的產生，從而顯著提高摩擦片整體的熱耐受性。
19、2、沿徑向梯度減小的摩擦系數也可以改善摩擦表面的不均勻磨損，從而增加摩擦片與對偶片的均勻接觸，提高離合器的傳遞載荷能力。此外，強化界面結合結構可以更好地固定摩擦組元中的硬質顆粒，防止在摩擦過程中這些顆粒脫落形成第三體磨損，進一步提高了摩擦片的耐磨性。梯度離合器摩擦片改善了表面的熱場分布，這有助于減小摩擦片的尺寸，保證內外環差值較大但整體更小的摩擦片的摩擦性能和使用壽命，對在不損失傳載能力下更小離合器的機械設計具有十分重要的意義。
20、梯度離合器摩擦片改善了摩擦片的抗熱變形性，提高了摩擦片的摩擦性能和使用壽命，對優化離合器總體設計也有著重要意義。
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1.一種抗熱變形的梯度離合器摩擦片，其特征在于：包括環形的芯板，所述芯板兩側均設有摩擦襯面，所述芯板內圈設有花鍵齒；
2.根據權利要求1所述的一種抗熱變形的梯度離合器摩擦片，其特征在于：內環第二段及后續分段原料的摩擦組元與潤滑組元的重量比依次比前一段重量比高0.1～0.2。
3.根據權利要求1所述的一種抗熱變形的梯度離合器摩擦片，其特征在于：調整基體組元各元素添加量，保證摩擦襯面相鄰各段的密度和孔隙率差值小于5％。
4.一種抗熱變形的梯度離合器摩擦片的制作方法，其特征在于，具體包括以下步驟：
【技術特征摘要】
1.一種抗熱變形的梯度離合器摩擦片，其特征在于：包括環形的芯板，所述芯板兩側均設有摩擦襯面，所述芯板內圈設有花鍵齒；
2.根據權利要求1所述的一種抗熱變形的梯度離合器摩擦片，其特征在于：內環第二段及后續分段原料的摩擦組元與潤滑組元的重量比依次比前一段重量...
【專利技術屬性】
技術研發人員：閆毅帆，邱一林，宋克興，朱治愿，張國賞，岳鵬飛，龍偉漾，吳浩然，李瑞，原紅星，曹書光，
申請(專利權)人：河南省科學院材料研究所，
類型：發明
國別省市：
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