專利名稱：一種含礦石粉的粉末冶金摩擦材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用粉末冶金方法制造的鐵粉與礦石粉混合的摩擦材料，其用于如汽車剎車片之類的制動裝置中。
汽車在行駛過程中，需頻繁地制動，因此要求汽車剎車片具有較高的強(qiáng)度、硬度和優(yōu)良的摩擦性能。以往的剎車片大多采用石棉樹脂材料制成，但因?yàn)椤盁崴ネ爽F(xiàn)象”常導(dǎo)致剎車力矩的急劇下降，甚至熱裂和崩潰。加之其對油、水的敏感性、不僅使用壽命短，而且易造成制動失靈。此外，石棉產(chǎn)生的致癌作用的揮發(fā)物質(zhì)也影響人身的健康。而普通的粉末冶金剎車片如美國專利3019514;日本專利昭58-147481;英國專利GB-207378IA;蘇聯(lián)專利379665;歐洲專利EP0055205A2等。雖然能克服石棉樹脂材料的缺點(diǎn)，且廣泛應(yīng)用于飛機(jī)制動裝置中，但由于成本過高，影響其在汽車剎車上的推廣。為了改善上述摩擦性能，有采用玻璃纖維代替石棉以增加摩擦系數(shù)，但使用溫度較低、磨損率較高。如美國專利4411851;日本專利昭59-25867;英國專利GB2083062A等。有采用碳纖維、復(fù)合纖維和代用纖維取代石棉，但價(jià)格昂貴。如美國專利8794509;日本專利昭59-54644;有采用鋼纖維的“半金屬摩擦材料”，但易銹蝕，加劇磨損、且熱傳導(dǎo)率高，產(chǎn)生低頻噪音等缺陷，如美國專利3434998;日本專利昭58-34885等。
本發(fā)明的目的是提供一類強(qiáng)度高，摩擦性能優(yōu)良，熱穩(wěn)定性好，且價(jià)格低廉的鐵粉與礦石粉混合并經(jīng)壓制、燒結(jié)的剎車片材料。它既克服了石棉樹脂材料使用性能上的缺點(diǎn)，又比一般粉末冶金摩擦材料價(jià)格便宜，利于在車輛上廣泛應(yīng)用。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明以鐵粉和銅粉作為基體和強(qiáng)化基體成份。石墨起潤滑作用，連續(xù)的金屬相發(fā)揮其優(yōu)良的導(dǎo)熱性。并承受機(jī)械應(yīng)力，以一定粒度、硬度的錳鐵礦、輝鉬礦粉作為耐磨質(zhì)點(diǎn)均布于金屬相中以保證所需的摩擦性能。本發(fā)明提供一類由錳鐵礦、輝鉬礦、石墨和鐵粉組成的燒結(jié)摩擦材料。在此類材料中添加了錳鐵礦及輝鉬礦。而提供的另一類則由銅、石墨、氧化鉛、氧化鋁、輝鉬礦及鐵粉組成的燒結(jié)摩擦材料，在此類材料中，添加了輝鉬礦和氧化鉛。
第一類材料采用的成分按重量百分比表示如下錳鐵礦31～50石墨10～15輝鉬礦2～5鐵余量第二類材料采用的成份按重量百分比表示如下銅3～5石墨8～13輝鉬礦1～4
氧化鉛2～4氧化鋁1～4鐵余量本發(fā)明材料中所添加的礦石應(yīng)清洗、烘干、粉碎和過篩、錳鐵礦、輝鉬礦的粒度一般在一150目(153微米)，其他材料粉末也都要進(jìn)行篩分、粒度一般在50～80目，并根據(jù)它們在材料中的重量百分比稱重。將配制好的各種粉末在V型混料器中加入煤油進(jìn)行混合5～6小時(shí)，然后將混合料在5～6噸/厘米2壓力下，在壓模中壓制成型，壓制好的料坯裝入燒結(jié)盒中在1020～1040℃的溫度下，在分解氨(或煤氣)氣氛下置于燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)2～3小時(shí)，得到符合性能要求的產(chǎn)品。
該類材料的平均摩擦系數(shù)(I＝2kg·cm、S，P＝0.98 MPa.V＝3.35～13.40m/s時(shí))為0.46～0.28;磨損率為0.23×10-12～0.38×10-12m3/J;密度為4.8～5.2g/cm3;硬度HB40～65kgf/mm2;抗壓強(qiáng)度20～30kgf/mm2;抗拉強(qiáng)度5～7kgf/mm2。和通常的粉末冶金汽車剎車材料相比，其耐磨性提高1～2倍，而原料成本卻降低了50～65%。
對于第一類材料，其最佳配方按重量百分比為Fe-31Mn-Fe粉-10C-2輝鉬礦粉。最佳工藝參數(shù)為干混6小時(shí)，壓制壓力為6噸/厘米2，燒結(jié)溫度1030±5℃，燒結(jié)時(shí)間為2.5小時(shí)。
對于第二類材料，其最佳配方按重量百分比為Fe-13C-3Cu-2Al2O3-2PbO-2輝鉬礦粉，最佳工藝參數(shù)為干混6小時(shí)，壓制壓力為6噸/厘米2，燒結(jié)溫度1025±5℃，燒結(jié)時(shí)間為2小時(shí)。
權(quán)利要求
1.一種用粉末冶金方法制成，用于汽車制動裝置中的摩擦材料，其特征在于是由金屬粉末、非金屬粉末以及礦石粉制成。
2.如權(quán)利要求1所述的摩擦材料，其特征是第一類材料的各種成分的重量百分比為錳鐵礦31～50、石墨10～15、輝鉬礦2～5、鐵余量;第二類材料的各種成分的重量百分比為銅3～5、石墨8～13、輝鉬礦1～4、氧化鉛2～4、氧化鉛2～4、氧化鋁1～4、鐵余量。
3.如權(quán)利要求1所述的摩擦材料，其特征是燒結(jié)工藝參數(shù)為溫度1020～1040℃，保溫時(shí)間2～3小時(shí)。
4.如權(quán)利要求1所述的摩擦材料，其特征是壓制工藝參數(shù)為粉末干混時(shí)間5～6小時(shí)、冷壓成型的壓力為5～6噸/厘米2。
5.如權(quán)利要求1所述的摩擦材料，其特征是礦石粉的粒度在一150目(153微米)，其他粉末的粒度為50-80目。
6.如權(quán)利要求1所述的摩擦材料，其特征是最佳配方，各成分的重量百分比一類為Fe-31 Mn-Fe 礦粉-10C-2輝鉬礦粉;另一類為Fe-13C-3 Cu-2Al2O3-2PbO-2輝鉬粉。
全文摘要
一種鐵粉與礦石粉混合，用粉末冶金方法制成的新型摩擦材料，可用于如汽車剎車片之類的制動裝置中。它克服了石棉樹脂摩擦材料使用壽命短的缺點(diǎn)，具有強(qiáng)度高、摩擦性能優(yōu)良，熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。其耐磨性比普通的粉末冶金摩擦材料可提高1～2倍，而成本卻降低50～65％。
文檔編號C09K3/14GK1040666SQ88106269
公開日1990年3月21日 申請日期1988年8月24日 優(yōu)先權(quán)日1988年8月24日
發(fā)明者廖鵬飛, 肖新華 申請人:深圳科力鐵有限公司