一种高性能铜基摩擦片及其生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明属于摩擦片【技术领域】，涉及一种高性能铜基摩擦片及其生产工艺，高性能铜基摩擦片由下列重量份数的物质组成：铜：80～85份；铁：10～15；锡：6～10份；二氧化硅：5～10份；二硫化钼：3～5份；铝酸钙：5～9份；石墨：5～10份；煤油：0.5～1.5，其生产工艺包括混料、压制成型、烧结、检验等工艺，优点是：本发明的摩擦性能及抗压强度好，磨损率低，对环境的污染低，制动平稳、柔和、安全、可靠，适用于车辆制动用摩擦片。
【专利说明】一种高性能铜基摩擦片及其生产工艺
【技术领域】
[0001] 本发明属于摩擦片【技术领域】，特指一种高性能铜基摩擦片及其生产工艺。
【背景技术】
[0002] 摩擦材料是一种应用在动力机械上，依靠摩擦作用来执行制动和传动动能的部件 材料。任何机械设备与运动的各种车辆都必须要有制动或传动装置。摩擦材料是这种制动 或传动装置上的关键性部件。它最主要的功能是通过摩擦来吸收或传递动力。如离合器片 传递动力，制动片吸收动能。它们使机械设备与各种机动车辆能够安全可靠地工作。所以 说摩擦材料是一种应用广泛又至关重要的材料。
[0003] 特别是近年来，随着汽车工业的飞速发展，人们对制动性能的要求越来越高，开始 研发铜基型摩擦材料，现有铜基型摩擦材料主要以无机纤维和几种有机纤维混杂组成，无 石棉，无金属。其特点：一是无石棉符合环保要求；二是无金属和多孔性材料的使用可降低 制品密度，有利于减少损伤制动盘（鼓）和产生制动噪音的程度；三是摩擦材料不生锈，不 腐蚀，不粘附对偶；四是磨耗低，轮毂上的落灰少。
[0004] 现有非铜基摩擦材料存在下列缺点：一是摩擦性能不稳定；二是使用寿命短；三 是噪音较大；四是容易划伤摩擦对偶，产生事故。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种高性能铜基摩擦片及其生产工艺。
[0006] 本发明的目的是这样实现的：
[0007] -种高性能铜基摩擦片，由下列重量份数的物质组成：铜：80?85份；铁：10? 15 ;锡：6?10份；二氧化娃：5?10份；二硫化钥：3?5份；错酸|丐：5?9份；石墨：5? 10份；煤油：〇. 5?1. 5。
[0008] 上述物质的粒度或形态为：铜：彡200目；铁：150目?200目；锡：彡200目；二氧 化硅：< 100目；二硫化钥：胶体粉剂；错酸钙：< 100目；石墨：< 100目；煤油：液体。
[0009] -种高性能铜基摩擦片的生产工艺，按下列步骤制备而成：
[0010] (1)混料：
[0011] 1)称取规定重量份数的石墨、二硫化钥分别装入料盘，先放入烘干箱内烘干，每次 装料厚度不超过30mm，烘干温度为100度，保温不小于3小时，再在箱内或箱外冷却至室温， 放置干燥器内保存24?48小时；
[0012] 2)称取规定重量份数的铁、铜和二硫化钥放入混料器内，均匀混合，然后倒入混料 筒内，混合半小时；
[0013] 3)将上述步骤2)中取得的混合料倒入混料器内，再加入剩余规定重量份数的原材 料均匀混合，最后加入规定重量份数的煤油均匀搅拌，混料时间为24小时；
[0014] 4)从盛料筒的上、中、下层各取8?15g检验混料的均匀度，若不符合混料要求，则 重新混料一次，并储存；
[0015] (2)压制成型
[0016] 将步骤（1)之4)中储存的混料在模具中压制成毛坯：压制压力：200?300MPa ;压 制密度：3. 5?4. 5g/Cm3 ;毛坯存放期：< 20天；
[0017] (3)烧结：
[0018] 将步骤（2)压制成型的毛坯放入烧结炉内进行烧结，其中：
[0019] 1)在4小时时间内，炉内温度由始温?680°C范围内，炉内压力控制在0· 5kg ;
[0020] 2)在4?5小时时间内，炉温升至680°C?790°C范围内，炉内压力控制在0.8kg ;
[0021] 3)在5?6小时时间内，炉温升至790°C?900°C范围内，炉内压力控制在I. 3kg ;
[0022] 4)在6?8小时时间内，炉温升至900°C?990°C ±30范围内，炉内压力控制在 2. 6kg ；
[0023] 5)炉温升至990°C ±30范围内，炉内压力控制在2. 6kg，烧结时间3小时；
[0024] 6)水冷降温：炉温降至（9901：±30)?9001：范围内，炉内压力控制在2.61^;
[0025] 7)取件，炉温彡100°C ;
[0026] (4)检验，在干式工作环境下检验：
[0027] 1)在负荷60kg、钢球直径I. 588mm的洛氏硬度计上检验测定：硬度HRF45?75， 试环对偶材料为30CrSiMoVA ;
[0028] 2)密度：4 ?6. 5g/Cm3 ;
[0029] 3)抗压强度：700 ?720kg/mm2 ;
[0030] 4)转速达7000rpm时的平均摩擦系数为：彡0· 20 ;
[0031] 5)刹车比压：P=O. 6Mpa ;
[0032] 6)转动惯量：0· OOlSkg m2 ;
[0033] 7)在MM1000摩擦试验机上，单位压力：15kg/cm2 ;
[0034] 上述的步骤（1)中制得的混料的储存期不超过15天。
[0035] 上述的步骤（3)烧结后经（4)检验不合格的产品可返炉再次进行烧结，总炉烧烧 结次数不超过三次。
[0036] 本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：
[0037] 1、本发明的摩擦性能好，摩擦系数适中，性能稳定，在不同的使用环境、速度、压力 及湿度变化时，其摩擦系数适中稳定在一定的范围内，转速达7000rpm时的平均摩擦系数： 彡 0· 20。
[0038] 2、本发明的抗压强度好，抗压强度为715kg/mm2。
[0039] 3、本发明的由于金属材料与铜基材料的协同作用，磨损率低。
[0040] 4、本发明在使用过程中，生产的气体及粉末少，对环境的污染低，制动平稳、柔和、 安全、可靠。
【具体实施方式】
[0041] 下面结合以具体实施例对本发明作进一步描述：
[0042] 一种高性能铜基摩擦片，由下列重量份数的物质组成：铜：80?85份；铁：10? 15 ;锡：6?10份；二氧化娃：5?10份；二硫化钥：3?5份；错酸|丐：5?9份；石墨：5? 10份；煤油：〇. 5?1. 5。
[0043] 上述物质的粒度或形态为：铜：彡200目；铁：150目?200目；锡：彡200目；二氧 化硅：< 100目；二硫化钥：胶体粉剂；错酸钙：< 100目；石墨：< 100目；煤油：液体。
[0044] 一种高性能铜基摩擦片的生产工艺，按下列步骤制备而成：
[0045] (1)混料：
[0046] 1)称取规定重量份数的石墨、二硫化钥分别装入料盘，先放入烘干箱内烘干，每次 装料厚度不超过30mm，烘干温度为100度，保温不小于3小时，再在箱内或箱外冷却至室温， 放置干燥器内保存24?48小时；
[0047] 2)称取规定重量份数的铁、铜和二硫化钥放入混料器内，均匀混合，然后倒入混料 筒内，混合半小时；
[0048] 3)将上述步骤2)中取得的混合料倒入混料器内，再加入剩余规定重量份数的原材 料均匀混合，最后加入规定重量份数的煤油均匀搅拌，混料时间为24小时；
[0049] 4)从盛料筒的上、中、下层各取8?15g检验混料的均匀度，若不符合混料要求，则 重新混料一次，并储存；
[0050] (2)压制成型
[0051] 将步骤（1)之4)中储存的混料在模具中压制成毛坯：压制压力：200?300MPa ;压 制密度：3. 5?4. 5g/Cm3 ;毛坯存放期：< 20天；
[0052] (3)烧结：
[0053] 将步骤（2)压制成型的毛坯放入烧结炉内进行烧结，其中：
[0054] 1)在4小时时间内，炉内温度由始温?680°C范围内，炉内压力控制在0· 5kg ;
[0055] 2)在4?5小时时间内，炉温升至680°C?790°C范围内，炉内压力控制在0.8kg ;
[0056] 3)在5?6小时时间内，炉温升至790°C?900°C范围内，炉内压力控制在I. 3kg ;
[0057] 4)在6?8小时时间内，炉温升至900°C?990°C ±30范围内，炉内压力控制在 2. 6kg ；
[0058] 5)炉温升至990°C ±30范围内，炉内压力控制在2. 6kg，烧结时间3小时；
[0059] 6)水冷降温：炉温降至（9901：±30)?9001：范围内，炉内压力控制在2.61^;
[0060] 7)取件，炉温彡KKTC ;
[0061] (4)检验，在干式工作环境下检验：
[0062] 1)在负荷60kg、钢球直径I. 588mm的洛氏硬度计上检验测定：硬度（Hardness): HRF45?75,试环对偶材料为30CrSiMoVA ;
[0063] 2)密度（Density) :4 ?6. 5g/Cm3 ;
[0064] 3)抗压强度（Compression Strength) :700 ?720kg/mm2 ;
[0065] 4)转速（Rotational Speed)达 7000rpm 时的平均摩擦系数（Friction Coefficient)为：彡 0· 20 ;
[0066] 5)刹车比压（Braking) :Ρ=0· 6Mpa ;
[0067] 6)转动惯量（Moment of Inertia) :0· 0018kg m2 ;
[0068] 7)在MMlOOO摩擦试验机上，单位压力：15kg/cm2 ;
[0069] 上述的步骤（1)中制得的混料的储存期不超过15天。
[0070] 上述的步骤（3)烧结后经（4)检验不合格的产品可返炉再次进行烧结，总炉烧烧 结次数不超过三次，所述的烧结不合格的产品为达不到步骤（4)检验指标的产品。
[0071] 本发明具体实施例中各物质的取值举例如下表：单位：kg
[0072]
【权利要求】
1. 一种高性能铜基摩擦片，其特征在于：由下列重量份数的物质组成：铜：80?85份； 铁：10?15 ;锡：6?10份；二氧化硅：5?10份；二硫化钥：3?5份；错酸钙：5?9份； 石墨：5?10份；煤油：0? 5?1. 5。
2. 根据权利要求1所述的一种高性能铜基摩擦片，其特征在于：所述物质的粒度或形 态为：铜：< 200目；铁：150目?200目；锡：< 200目；二氧化硅：< 100目；二硫化钥：胶 体粉剂；铝酸钙1〇〇目；石墨：< 1〇〇目；煤油：液体。
3. 如权利要求1所述的一种高性能铜基摩擦片的生产工艺，其特征在于：按下列步骤 制备而成： (1) 混料： 1) 称取规定重量份数的石墨、二硫化钥分别装入料盘，先放入烘干箱内烘干，每次装料 厚度不超过30_，烘干温度为100度，保温不小于3小时，再在箱内或箱外冷却至室温，放置 干燥器内保存24?48小时； 2) 称取规定重量份数的铁、铜和二硫化钥放入混料器内，均匀混合，然后倒入混料筒 内，混合半小时； 3) 将上述步骤2)中取得的混合料倒入混料器内，再加入剩余规定重量份数的原材料均 匀混合，最后加入规定重量份数的煤油均匀搅拌，混料时间为24小时； 4) 从盛料筒的上、中、下层各取8?15g检验混料的均匀度，若不符合混料要求，则重新 混料一次，并储存； (2) 压制成型 将步骤（1)之4)中储存的混料在模具中压制成毛坯：压制压力：200?300MPa ;压制 密度：3. 5?4. 5g/Cm3 ;毛坯存放期：< 20天； (3) 烧结： 将步骤（2)压制成型的毛坯放入烧结炉内进行烧结，其中： 1) 在4小时时间内，炉内温度由始温?680°C范围内，炉内压力控制在0. 5kg ; 2) 在4?5小时时间内，炉温升至680°C?790°C范围内，炉内压力控制在0. 8kg ; 3) 在5?6小时时间内，炉温升至790°C?900°C范围内，炉内压力控制在1. 3kg ; 4) 在6?8小时时间内，炉温升至900°C?990°C ±30范围内，炉内压力控制在2. 6kg ; 5) 炉温升至990°C ±30范围内，炉内压力控制在2. 6kg，烧结时间3小时； 6) 水冷降温：炉温降至（990°C ±30)?900°C范围内，炉内压力控制在2. 6kg ; 7) 取件，炉温彡100°C ; (4) 检验，在干式工作环境下检验： 1) 在负荷60kg、钢球直径1. 588mm的洛氏硬度计上检验测定：硬度HRF45?75,试环 对偶材料为30CrSiMoVA ; 2) 密度：4 ?6. 5g/Cm3 ; 3) 抗压强度：700 ?720kg/mm2 ; 4) 转速达7000rpm时的平均摩擦系数为：> 0. 20 ; 5) 刹车比压：P=0. 6Mpa ; 6) 转动惯量：〇. 0018kg m2 ; 7) 在MM1000摩擦试验机上，单位压力：15kg/cm2。
4. 根据权利要求3所述的一种高性能铜基摩擦片的生产工艺，其特征在于：所述的步 骤（1)中制得的混料的储存期不超过15天。
5. 根据权利要求3所述的一种高性能铜基摩擦片的生产工艺，其特征在于：所述的步 骤（3)烧结后经（4)检验不合格的产品可返炉再次进行烧结，总炉烧烧结次数不超过三次。
【文档编号】C22C9/00GK104419845SQ201310410444
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年9月10日 优先权日:2013年9月10日
【发明者】郑士洋 申请人:三门台基摩擦材料有限公司