本发明涉及机械材料领域，具体涉及一种摩擦材料及其制备方法。
背景技术：
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功能的部件材料，是一种高分子三元复合材料，是物理与化学复合体，它是由高分子粘结剂、增强纤维和摩擦性能调节剂三大类组成及其它配合剂构成，经一系列生产加工而制成的制品。摩擦材料的特点是具有良好的摩擦系数和耐磨损性能，同时具有一定的耐热性和机械强度，能满足车辆或机械的传动与制动的性能要求。它们被广泛应用在汽车、火车、飞机、石油钻机等各类工程机械设备上，民用品如自行车、洗衣机等作为动力的传递或制动减速用不可缺少的材料。
因此，不断地提高摩擦材料的各项综合性能对于各行业的发展具有重要的意义。
技术实现要素：
要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种摩擦材料，具有良好的耐摩擦性及卓越的减震性能，同时力学性能优异。
技术方案：一种摩擦材料，由以下成分制备而成：酚醛树脂40-60份、聚甲醛10-20份、超细球形铜粉20-30份、电解铜粉10-20份、银包铜粉10-20份、铁基铜粉10-20份、钛粉1-2份、木粉10-15份、聚四氟乙烯2-5份、聚乙烯蜡2-5份、聚丙烯酸甲酯1-2份、二硫化钼15-25份、三氧化二铝3-6份、云母粉2-4份、三硬脂酸甘油酯2-4份、锆英石5-10份、聚乙烯醇5-8份、丙三醇2-5份。
进一步优选的，所述的一种摩擦材料，由以下成分制备而成：酚醛树脂50份、聚甲醛15份、超细球形铜粉25份、电解铜粉15份、银包铜粉15份、铁基铜粉15份、钛粉1.5份、木粉13份、聚四氟乙烯4份、聚乙烯蜡3.5份、聚丙烯酸甲酯1.5份、二硫化钼20份、三氧化二铝4.5份、云母粉3份、三硬脂酸甘油酯3份、锆英石7.5份、聚乙烯醇6.5份、丙三醇4份。
进一步优选的，所述木粉粒径为50-100μm。
上述摩擦材料的制备方法包括以下步骤：
步骤1：将云母粉和锆英石混合，放入球磨机中在转速200-250r/min，球料比为1:1下球磨20-22小时；
步骤2：将超细球形铜粉、电解铜粉、银包铜粉、铁基铜粉、钛粉和丙三醇混合，放入球磨机中在转速300-350r/min，球料比为1:1下球磨1-2小时；
步骤3：用蒸馏水冲洗干净后放入烘箱中烘干后装入型模具中，在压力600-700mpa下进行冷压成型，保压时间为1-2分钟；
步骤4：放入烧结炉中进行烧结，温度为1000-1100℃，保温时间为40-50分钟；
步骤5：将所有组分倒入混料机中，在转速100-150rpm下混合分散1-2小时；
步骤6：装入模具中，放入烘箱在175-180℃下20-30min；
步骤7：取出，在室温下固化24小时；
步骤8：脱模，放入烘箱中，在温度80-90℃下固化1-2天即得。
进一步优选的，步骤1中转速为230r/min，球磨时间为21小时。
进一步优选的，步骤4中温度为1050℃，保温时间为45分钟。
有益效果：本发明的摩擦材料具有良好的耐摩擦性，其摩擦系数最高可达0.63，摩擦稳定性高，阻尼比达到了0.34，具有卓越的减震性能，同时其抗压强度和冲击韧性分别达到了907.9mpa和80.1j/cm2，力学性能优异。
具体实施方式
实施例1
一种摩擦材料，由以下成分制备而成：酚醛树脂40份、聚甲醛10份、超细球形铜粉20份、电解铜粉10份、银包铜粉10份、铁基铜粉10份、钛粉1份、木粉10份、聚四氟乙烯2份、聚乙烯蜡2份、聚丙烯酸甲酯1份、二硫化钼15份、三氧化二铝3份、云母粉2份、三硬脂酸甘油酯2份、锆英石5份、聚乙烯醇5份、丙三醇2份。
上述摩擦材料的制备方法为：
步骤1：将云母粉和锆英石混合，放入球磨机中在转速200r/min，球料比为1:1下球磨20小时；
步骤2：将超细球形铜粉、电解铜粉、银包铜粉、铁基铜粉、钛粉和丙三醇混合，放入球磨机中在转速300r/min，球料比为1:1下球磨1小时；
步骤3：用蒸馏水冲洗干净后放入烘箱中烘干后装入型模具中，在压力600mpa下进行冷压成型，保压时间为1分钟；
步骤4：放入烧结炉中进行烧结，温度为1000℃，保温时间为40分钟；
步骤5：将所有组分倒入混料机中，在转速100rpm下混合分散1小时；
步骤6：装入模具中，放入烘箱在175℃下20min；
步骤7：取出，在室温下固化24小时；
步骤8：脱模，放入烘箱中，在温度80℃下固化1天即得。
实施例2
一种摩擦材料，由以下成分制备而成：酚醛树脂45份、聚甲醛15份、超细球形铜粉25份、电解铜粉15份、银包铜粉15份、铁基铜粉15份、钛粉1.5份、木粉12份、聚四氟乙烯3份、聚乙烯蜡3份、聚丙烯酸甲酯1.5份、二硫化钼17份、三氧化二铝4份、云母粉2.5份、三硬脂酸甘油酯2.5份、锆英石6份、聚乙烯醇6份、丙三醇3份。
上述摩擦材料的制备方法为：
步骤1：将云母粉和锆英石混合，放入球磨机中在转速210r/min，球料比为1:1下球磨21小时；
步骤2：将超细球形铜粉、电解铜粉、银包铜粉、铁基铜粉、钛粉和丙三醇混合，放入球磨机中在转速320r/min，球料比为1:1下球磨1.5小时；
步骤3：用蒸馏水冲洗干净后放入烘箱中烘干后装入型模具中，在压力650mpa下进行冷压成型，保压时间为2分钟；
步骤4：放入烧结炉中进行烧结，温度为1050℃，保温时间为45分钟；
步骤5：将所有组分倒入混料机中，在转速120rpm下混合分散2小时；
步骤6：装入模具中，放入烘箱在175℃下25min；
步骤7：取出，在室温下固化24小时；
步骤8：脱模，放入烘箱中，在温度85℃下固化2天即得。
实施例3
一种摩擦材料，由以下成分制备而成：酚醛树脂50份、聚甲醛15份、超细球形铜粉25份、电解铜粉15份、银包铜粉15份、铁基铜粉15份、钛粉1.5份、木粉13份、聚四氟乙烯4份、聚乙烯蜡3.5份、聚丙烯酸甲酯1.5份、二硫化钼20份、三氧化二铝4.5份、云母粉3份、三硬脂酸甘油酯3份、锆英石7.5份、聚乙烯醇6.5份、丙三醇4份。
上述摩擦材料的制备方法为：
步骤1：将云母粉和锆英石混合，放入球磨机中在转速230r/min，球料比为1:1下球磨21小时；
步骤2：将超细球形铜粉、电解铜粉、银包铜粉、铁基铜粉、钛粉和丙三醇混合，放入球磨机中在转速330r/min，球料比为1:1下球磨1.5小时；
步骤3：用蒸馏水冲洗干净后放入烘箱中烘干后装入型模具中，在压力650mpa下进行冷压成型，保压时间为1.5分钟；
步骤4：放入烧结炉中进行烧结，温度为1050℃，保温时间为45分钟；
步骤5：将所有组分倒入混料机中，在转速130rpm下混合分散1.5小时；
步骤6：装入模具中，放入烘箱在180℃下25min；
步骤7：取出，在室温下固化24小时；
步骤8：脱模，放入烘箱中，在温度85℃下固化2天即得。
实施例4
一种摩擦材料，由以下成分制备而成：酚醛树脂60份、聚甲醛20份、超细球形铜粉30份、电解铜粉20份、银包铜粉20份、铁基铜粉20份、钛粉2份、木粉15份、聚四氟乙烯5份、聚乙烯蜡5份、聚丙烯酸甲酯2份、二硫化钼25份、三氧化二铝6份、云母粉4份、三硬脂酸甘油酯4份、锆英石10份、聚乙烯醇8份、丙三醇5份。
上述摩擦材料的制备方法为：
步骤1：将云母粉和锆英石混合，放入球磨机中在转速250r/min，球料比为1:1下球磨22小时；
步骤2：将超细球形铜粉、电解铜粉、银包铜粉、铁基铜粉、钛粉和丙三醇混合，放入球磨机中在转速350r/min，球料比为1:1下球磨2小时；
步骤3：用蒸馏水冲洗干净后放入烘箱中烘干后装入型模具中，在压力700mpa下进行冷压成型，保压时间为2分钟；
步骤4：放入烧结炉中进行烧结，温度为1100℃，保温时间为50分钟；
步骤5：将所有组分倒入混料机中，在转速150rpm下混合分散2小时；
步骤6：装入模具中，放入烘箱在180℃下30min；
步骤7：取出，在室温下固化24小时；
步骤8：脱模，放入烘箱中，在温度90℃下固化2天即得。
对比例1
本实施例与实施例1的区别在于以超细球形铜粉代替电解铜粉和银包铜粉。具体地说是：
一种摩擦材料，由以下成分制备而成：酚醛树脂40份、聚甲醛10份、超细球形铜粉40份、铁基铜粉10份、钛粉1份、木粉10份、聚四氟乙烯2份、聚乙烯蜡2份、聚丙烯酸甲酯1份、二硫化钼15份、三氧化二铝3份、云母粉2份、三硬脂酸甘油酯2份、锆英石5份、聚乙烯醇5份、丙三醇2份。
上述摩擦材料的制备方法为：
步骤1：将云母粉和锆英石混合，放入球磨机中在转速200r/min，球料比为1:1下球磨20小时；
步骤2：将超细球形铜粉、铁基铜粉、钛粉和丙三醇混合，放入球磨机中在转速300r/min，球料比为1:1下球磨1小时；
步骤3：用蒸馏水冲洗干净后放入烘箱中烘干后装入型模具中，在压力600mpa下进行冷压成型，保压时间为1分钟；
步骤4：放入烧结炉中进行烧结，温度为1000℃，保温时间为40分钟；
步骤5：将所有组分倒入混料机中，在转速100rpm下混合分散1小时；
步骤6：装入模具中，放入烘箱在175℃下20min；
步骤7：取出，在室温下固化24小时；
步骤8：脱模，放入烘箱中，在温度80℃下固化1天即得。
对比例2
本实施例与实施例5的区别在于以酚醛树脂代替聚甲醛。具体地说是：
一种摩擦材料，由以下成分制备而成：酚醛树脂50份、超细球形铜粉20份、电解铜粉10份、银包铜粉10份、铁基铜粉10份、钛粉1份、木粉10份、聚四氟乙烯2份、聚乙烯蜡2份、聚丙烯酸甲酯1份、二硫化钼15份、三氧化二铝3份、云母粉2份、三硬脂酸甘油酯2份、锆英石5份、聚乙烯醇5份、丙三醇2份。
上述摩擦材料的制备方法为：
步骤1：将云母粉和锆英石混合，放入球磨机中在转速200r/min，球料比为1:1下球磨20小时；
步骤2：将超细球形铜粉、电解铜粉、银包铜粉、铁基铜粉、钛粉和丙三醇混合，放入球磨机中在转速300r/min，球料比为1:1下球磨1小时；
步骤3：用蒸馏水冲洗干净后放入烘箱中烘干后装入型模具中，在压力600mpa下进行冷压成型，保压时间为1分钟；
步骤4：放入烧结炉中进行烧结，温度为1000℃，保温时间为40分钟；
步骤5：将所有组分倒入混料机中，在转速100rpm下混合分散1小时；
步骤6：装入模具中，放入烘箱在175℃下20min；
步骤7：取出，在室温下固化24小时；
步骤8：脱模，放入烘箱中，在温度80℃下固化1天即得。
对比例3
本实施例与实施例1的区别在于不含有云母粉和锆英石。具体地说是：
一种摩擦材料，由以下成分制备而成：酚醛树脂40份、聚甲醛10份、超细球形铜粉20份、电解铜粉10份、银包铜粉10份、铁基铜粉10份、钛粉1份、木粉10份、聚四氟乙烯2份、聚乙烯蜡2份、聚丙烯酸甲酯1份、二硫化钼15份、三氧化二铝3份、三硬脂酸甘油酯2份、聚乙烯醇5份、丙三醇2份。
上述摩擦材料的制备方法为：
步骤1：将超细球形铜粉、电解铜粉、银包铜粉、铁基铜粉、钛粉和丙三醇混合，放入球磨机中在转速300r/min，球料比为1:1下球磨1小时；
步骤2：用蒸馏水冲洗干净后放入烘箱中烘干后装入型模具中，在压力600mpa下进行冷压成型，保压时间为1分钟；
步骤3：放入烧结炉中进行烧结，温度为1000℃，保温时间为40分钟；
步骤4：将所有组分倒入混料机中，在转速100rpm下混合分散1小时；
步骤5：装入模具中，放入烘箱在175℃下20min；
步骤6：取出，在室温下固化24小时；
步骤7：脱模，放入烘箱中，在温度80℃下固化1天即得。
下表为本发明材料的部分性能指标，我们可以看到，本发明材料具有良好的耐摩擦性，其摩擦系数最高可达0.63，摩擦稳定性高，阻尼比达到了0.34，具有卓越的减震性能，同时其抗压强度和冲击韧性分别达到了907.9mpa和80.1j/cm2，力学性能优异。
表1摩擦材料的部分性能指标