[发明专利]车用铜基粉末冶金复合摩擦材料及其制备方法

说明书

本发明公开了车用铜基粉末冶金复合摩擦材料及其制备方法。该制备方法先将基体粉末材料和成型剂混合均匀，倒入模具压制成多根细长杆状，将各细长杆状压坯，分隔开，装入烧结炉中，在通入氮气或氢气的条件下温升，得到铜基粉末冶金摩擦材料；剪切、粉碎，过筛；以质量百分比计，将腰果油改性酚醛树脂10‐20％、铜基粉末冶金摩擦材料30‐60％、增强纤维10‐20％、磨料5‑15％、润滑材料10‐20％和填料5‐20％共混均匀；所得混合粉料热压成型，冷却至室温，出炉。本发明结合铜基粉末冶金摩擦材料耐高温、低磨耗的特点和树脂基复合摩擦材料韧性好、硬度低的特点，材料同时具有耐高温、低磨耗、韧性好、硬度低的特性。

技术领域

本发明涉及一种复合摩擦材料，特别是涉及以铜基粉末冶金为主的车用铜基粉末冶金复合摩擦材料及其制备方法。

背景技术

复合摩擦材料是将不同物化特性的材料与强度低、韧性好的高分子聚合物基体组成的。由于高分子材料通常不能承受高的应力和高的温度，为了提高高分子材料的屈服强度，提高其高温稳定性，都采用网状结构的热固性树脂，一般为各种改性高温酚醛树脂。同时，为了达到理想的制动效果和综合机械性能，还需加入各种纤维，润滑材料，磨料以及填料，而其中的高聚物基体材料几乎只是作为传递或分散载荷的媒介。因此，复合摩擦材料的强度主要取决于包括纤维在内的其它组份与基体界面的粘结强度。目前，在各类摩擦制动器中，复合摩擦材料使用的比例高达90％以上。但在飞机和高速铁路等高速重载的制动条件下，摩擦高温造成复合摩擦材料中的高分子聚合物分解氧化，丧失稳定的摩擦制动性能。因此常采用粉末冶金摩擦材料。

铜基粉末冶金摩擦材料它是以Cu粉末为基体，加入适当减磨剂和增磨剂，均匀混合后压制成型或加压烧结而成的。它是一种优良的制动摩擦材料，特别对于重载高速的制动场合，其优良的散热性和耐热性可以保证其完成较为苛刻的制动功能。绝大多数军用飞机和民用机都采用粉末冶金刹车片。但是由于铜基粉末冶金摩擦材料较强的刚度和硬度，易造成汽车制动盘或鼓的划伤以及摩擦噪声。因此铜基粉末冶金摩擦材料也很少在汽车制动器上使用。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术存在的问题，结合铜基粉末冶金摩擦材料耐高温、低磨耗的特点和树脂基复合摩擦材料韧性好、硬度低的特点，提供一种同时具有耐高温、低磨耗、韧性好、硬度低的树脂基铜基粉末冶金复合摩擦材料及其制备方法；该材料用于制备汽车刹车配件，具有良好刹车性能基础上，有效避免成汽车制动盘或鼓的划伤。

本发明目的通过如下技术方案实现：

车用铜基粉末冶金复合摩擦材料的制备方法，包括如下步骤：

1)铜基粉末冶金摩擦材料的制备：将基体材料和成型剂混合均匀，倒入模具压制成多根细长杆，将各细长杆压坯，分隔开，装入烧结炉中，在通入氮气或氢气的条件下温升900‐1100℃，保温2‐5h，冷却至室温，得到粉末冶金摩擦材料；

以质量百分比计，所述基体材料的原料配比组成为：铜粉基组分55‐70％，摩擦组分15‐20％，润滑组分10‐25％；以质量百分比计，所述铜粉基组分由75‐95％铜粉和5‐25％铁粉；摩擦组分为石英石、三氧化二铝和碳化硅中的一种或多种；润滑组分为石墨、MoS₂、CaF₂、WS₂、BN、Pb和Bi中的两种以上；

2)剪切、粉碎和筛选：将步骤1)所得铜基粉末冶金摩擦材料剪切、粉碎，过筛；

3)混料：以质量百分比计，将腰果油改性酚醛树脂10‐20％、铜基粉末冶金摩擦材料30‐60％、增强纤维10‐20％、磨料5-15％、润滑材料10‐20％和填料5‐20％共混均匀；

4)树脂基复合摩擦材料的制备：将步骤3)所得混合粉料放入模具内，热压成型，卸压出模；

5)后处理：在150℃‐180℃保温8‐36h，冷却至室温，出炉；