[发明专利]摩托车离合器铁基摩擦片、制备工艺及其对偶片

说明书

技术领域：

本发明涉及摩托车行业的离合器用湿式摩擦片及其对偶片。

背景技术：

摩托车发动机内离合器的摩擦片工作在油浴中，其工作油温为-40℃到+120℃，而实际上，摩擦片工作面在半离合状态下的温度根据其发动机转速和半离合时间长短远远超过+120℃。现有的湿式摩擦片采用的是橡胶软木基材料，存在不耐高温、工作寿命短、抗过载能力弱等问题。在摩托车经常出现的故障中，摩擦片烧蚀占了很大比例，特别是三轮车、沙滩车、大排量的赛车及越野车，摩擦片烧蚀失效已经严重影响其市场。目前很多摩托车发动机制造厂用过载和恶劣环境下的路试来验证其摩擦片的优劣。但无论怎样只要用橡胶软木基做的摩擦片，由于摩托车离合器的使用状况经常为半离合，摩擦片表面温度高、变化大，因此在摩托车的使用中，特别是在三轮车、沙滩车、大排量的赛车及越野车中都容易发生摩擦片烧蚀失效。

目前，也有技术在研究采用粉末冶金材料制作摩擦片。由于摩擦片是工作在油浴中，通常考虑到的是用铜基+合金元素等制成摩擦材料涂布在钢制骨架上烧结成摩擦片，或采用碳基摩擦材料+铜(15％-30％)+其它合金元素+粘接剂在200℃压制成摩擦片，这种采用大量铜基的粉末冶金摩擦材料，价格比较贵，而且工艺复杂，如需要将摩擦材料层和钢骨架组合烧结以及材料较高的压制温度等，不利于用在摩托车行业。也有技术考虑用铁基粉末冶金材料制成骨架，在其工作面上涂布摩擦材料热压成型，但是其工艺复杂，成本也较高。直接采用铁基粉末冶金摩擦材料压制烧结成摩托车离合器湿式摩擦片的技术尚未见报道。

发明内容：

本发明的目的在于针对现有技术存在的上述不足，提出一种摩托车离合器铁基摩擦片、制备工艺及其对偶片，提高摩擦片的过载能力，降低成本。

本发明的技术方案如下：

本摩托车离合器铁基摩擦片采用铁基粉末冶金材料烧结而成，材料配方按重量百分比包括：锰1.0-6.0％、碳0.2-1.5％、铜1.0-5.5％，其余为铁。

较好的配方是：锰1.5-3.5％，碳0.35-1.2％，铜1.5-3.5％，其余为铁。

进一步，材料配方中还选择以下物质中的一种或几种做辅助组分：硅、钼、铬、镍、铅、硫化铁、钨、二氧化硅、硫化钙、石棉，这几种辅助组分的添加量分别为大于0并小于10.0％，总量不超过15％。

较好的范围是：硅、钼、铬、镍、铅、硫化铁、钨、二氧化硅、硫化钙、石棉，这几种辅助组分的添加量分别为大于0并小于5.0％，总量不超过10％。

摩擦片的密度范围：6.2-7.2g/cm³。

在摩擦片设计中，理论上认为工作在液体状态下的摩擦材料通常应以铜基为主，因为铜基摩擦材料在液体中的摩擦系数为0.1-0.12，摩擦系数较高，而铁基摩擦材料只有用于干摩擦才有较大的摩擦系数，其摩擦系数为0.28-0.42；如果铁基用于液体的介质中，摩擦系数会剧烈下降，例如，淬火钢对淬火钢在液体介质中摩擦系数为0.02-0.06，一般认为这与铁基粉末冶金制品在液体介质中的摩擦系数相近(因淬火钢可视为高密度铁基材料，密度约7.85g/cm³)。而本发明人通过反复实践，发现用粉末冶金技术，以铁基为主加入一些合金元素，合理组配这些合金元素的含量，合理控制密度及表面粗糙度，同时考虑耐磨性、强度及不损伤对偶片也不与对偶片发生胶合等因素，在液体介质中可显著提高其摩擦系数。首先，通常的铁基粉末冶金材料要提高其在液体介质中的摩擦系数，需要降低硬度、减小密度、增加孔隙，以及增加其工作表面的粗糙度，但是这样摩擦片的强度又会减小，不耐磨，因此申请人通过降低碳含量，减小密度，增加表面粗糙度以提高摩擦系数，同时加入适当的锰、铜，提高其耐磨性和强度，另外进一步考虑加入硅、钼、铬、镍、铅、硫化铁、钨、石棉、二氧化硅、硫化钙等，以增加摩擦片的抗拉强度和摩擦系数；这样，使摩擦材料在液体中的摩擦系数可以达到0.09-0.13，这种铁基材料的摩擦系数达到或接近铜基摩擦材料在液体工作状态下的摩擦系数(铜基摩擦材料在液体工作状态下的摩擦系数为：0.1-0.12)，可满足摩托车离合器湿式摩擦片的设计要求。由于铁基工作面可以承受很大的载荷突变，因而非常适合摩托车离合器摩擦片的使用状态。本发明即提出这个合理的配方。

制备上述摩托车离合器铁基摩擦片的方法步骤如下：

(1)混料：先按配方比例将原料装入混料机，混合均匀。

(2)压型：将混合均匀的原料装入模具，通过压力机压制成型，压制成型的单位压力为2-7t/cm²。