一种粉末冶金刹车片及其制备方法技术

本发明专利技术属于汽车制动系统技术领域，具体涉及一种粉末冶金刹车片及其制备方法，所述粉末冶金刹车片通过混料、压制、烧结工艺制备得到，所述粉末冶金刹车片包括摩擦材料和钢背，所述摩擦材料包括如下重量份的原料：铁粉10‑50份，铜粉10‑50份，三氧化钼1‑6份，石墨6‑20份，氧化硅0.5‑3份，氧化铝0.5‑3份，镍粉1‑5份。克服了现有技术中刹车片存在高温热衰退、涉水恢复性能不能满足要求、以及斜坡驻车静力矩不足等显著问题。提供一种组分简单、无明显热衰退、涉水恢复性能好、斜坡驻车静力矩高的与铸铁制动盘匹配的刹车片。

【技术实现步骤摘要】
一种粉末冶金刹车片及其制备方法
本专利技术属于汽车制动系统
，具体涉及一种粉末冶金刹车片及其制备方法。
技术介绍
汽车制动器是汽车制动系统的主要组成部分，制动器主要有盘式制动器和鼓式制动器，现在商用车的制动系统，尤其是后桥的制动系统多数采用鼓式制动器，而鼓式制动器最大的缺陷是长下坡过程中的连续制动容易导致制动鼓过热，会用冷水进行降温，在反复的冷热交替下制动鼓会炸裂，导致刹车失效，从而引发事故。盘式制动器相较于鼓式制动器具有制动力矩稳定，散热性好，重量轻等特点。也正因此，国家出台标准明文规定使用盘式制动器替代鼓式制动器，刹车片是制动装置的主要组成部分，刹车片的摩擦材料种类非常之多，粉末冶金摩擦材料主要是指铁基、铜基以及铁铜基摩擦材料，是用粉末冶金技术制成的复合材料，是制动器的关键组件。粉末合金摩擦材料具有摩擦因数稳定，耐磨性好，耐高温，无噪声，啮合平稳，污染小，机械强度高等优点，但是与铸铁制动盘匹配的合成刹车片往往存在高温热衰退、涉水恢复性能不能满足要求、以及斜坡驻车静力矩不足等显著问题。例如陈汉汛等(陈汉汛,朱攀.制动器热衰退机理的研究与分析[J].拖拉机与农用运输车,2006,33(4):34-36.)研究了铜基摩擦材料的热衰退性能，摩擦材料组成的质量百分数为：68％Cu、8％Fe、10％C、4％SiO2、5％Sn、5％BaSO4；试验中铜基材料只有少许热衰退，从材料的组成分析，主要在于材料中润滑组元中的低熔点金属Sn，纯Sn的熔点很低，只有232℃，制动中摩擦片的温度迅速上升，在250℃左右时引起材料中金属Sn相变为液态，在摩擦片和制动盘间形成液态Sn润滑膜从而降低了材料的摩擦系数。随着温度的升高，析出的液体Sn越多，润滑效果越明显，在340℃左右时表现最为明显。虽然低熔点金属是热衰减性能降低的一个原因，但是如果单纯的去掉金属Sn，会导致稳定性差、斜坡驻车静力矩不足等问题。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是克服现有技术刹车片存在高温热衰退、涉水恢复性能不能满足要求、以及斜坡驻车静力矩不足等显著问题。提供一种组分简单、无明显热衰退、涉水恢复性能好、斜坡驻车静力矩高的与铸铁制动盘匹配的刹车片。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种粉末冶金刹车片，包括摩擦材料和钢背，所述摩擦材料包括如下重量份的原料：铁粉10-50份，铜粉10-50份，三氧化钼1-6份，石墨6-20份，氧化硅0.5-3份，氧化铝0.5-3份，镍粉1-5份。进一步地，所述摩擦材料包括如下重量份的原料：铁粉35-50份，铜粉10-40份，三氧化钼1-6份，石墨6-20份，氧化硅0.5-3份，氧化铝0.5-3份，镍粉1-3份。进一步地，所述摩擦材料的原料粒度分别为：铁粉-200目，铜粉-200目，三氧化钼-325目，石墨-40目，氧化硅-325目，氧化铝-325目，镍粉-400目。一种上述粉末冶金刹车片的制备方法，所述粉末冶金刹车片通过混料、压制、烧结工艺制备得到。进一步地，所述粉末冶金刹车片的制备方法，包括以下步骤：(1)将与刹车片摩擦材料连接的钢背进行去油及镀铜预处理，处理完成后待用；(2)将称量好的原料放入混料机中，混合50-70分钟；(3)将混合好的粉料加入型腔中，进行压制，压制压力200-300MPa，保压时间10-30s；(4)将压制完成后的压坯和预处理后的钢背放入烧结炉中烧结，烧结温度950～1050℃，保温时间60～120min。(5)钢背和摩擦材料烧结在一起后，经磨加工后得到所需厚度的刹车片。进一步地，步骤(3)中，混料机的转速为25r/min，混料时间60分钟。进一步地，步骤(4)中，压制压力为300MPa，保压时间为20s。进一步地，步骤(5)中，烧结温度为1050℃，保温时间为120min。本专利技术的技术方案，具有如下技术优点：1、本专利技术提供的粉末冶金刹车片将基体组元、摩擦组元和润滑组元进行了合理的搭配，极大程度的改善了摩擦材料的高温热衰退、涉水恢复性能不足和斜坡驻车静力矩不足的问题。2、本专利技术的摩擦材料的原料组成中不含有硫化物，硫化物易对人体造成危害，并且在烧结过程中易与基体组元中的铁铜发生反应，导致材料本性丧失。3、本专利技术中将材料摩擦粒度限定在一定范围内，即摩擦材料的原料粒度分别为：铁粉-200目，铜粉-200目，三氧化钼-325目，石墨-40目，氧化硅-325目，氧化铝-325目，镍粉-400目，可以使得材料混合更加均匀，性能更加优越；目数前加负号则表示能否漏过该目数的网孔。负数表示能漏过该目数的网孔，即颗粒尺寸小于网孔尺寸；而正数表示不能漏过该目数的网孔，即颗粒尺寸大于网孔尺寸。4、本专利技术的摩擦材料中使用三氧化钼，与常见的硫化钼相比，硫化钼在高温下易被还原成Mo粉而变成磨粒，从而加剧磨损，且硫化钼在铁基材料中，会与铁反应生成硫化物，丧失材料的本性；三氧化钼在本专利技术体系中，与其他组分共同配合，不会被还原成单质，也不会与铁发生反应，性能稳定，可以很大程度上增加材料的耐磨性能、降低热衰退。附图说明图1-图4分别对应实施例1-实施例4制备得到的粉末冶金刹车片的热衰退性能；图5为对比例3刹车片的热衰退性能；图6-图9分别对应实施例1-实施例4制备得到的粉末冶金刹车片的涉水恢复性能；图10为对比例3刹车片的涉水恢复性能。具体实施方式以下通过具体实施例来说明本专利技术的实施方式，除非另外说明，本专利技术中所公开的实验方法均采用本
常规技术，实施例中所用到的试剂和原料均可由市场购得；实施例和对比例中，1重量份代表100g。实施例1摩擦材料组成：见表1。摩擦材料的原料粒度为：铁粉-200目，铜粉-200目，三氧化钼-325目，石墨-40目，氧化硅-325目，氧化铝-325目，镍粉-400目。制备方法：(1)将与刹车片摩擦材料连接的钢背进行去油及镀铜预处理，处理完成后待用；(2)将称量好的原料放入混料机中，混料机的转速为25r/min，混料时间60分钟。(3)将混合好的粉料加入型腔中，进行压制，压制压力300MPa，保压时间20s；(4)将压制完成后的压坯和预处理后的钢背放入烧结炉中烧结，烧结温度1050℃，保温时间120min。(5)钢背和摩擦材料烧结在一起后，经磨加工后得到所需厚度的刹车片。按照QCT239标准测试刹车片的热衰退性能，具体结果参见图1。按照QCT239标准测试刹车片的涉水恢复性能，具体结果参见图6，其中，横坐标1点位置为名义摩擦系数，3-13点位置为涉水后恢复摩擦系数。按照QCT239标准，测试刹车片的抱死静力矩，结果参见表2。实施例2摩擦材料组成：见表1。摩擦材料的原料粒度为：铁粉-200目，铜粉-200目，三氧化钼-325目，石墨-40目，氧化硅-325目，氧化铝-325目，镍粉-400目。制备方法：(1)将与刹车片摩擦材料连接的钢背进行去油及镀铜预处理，处理完成后待用；(2)将称量好的原料放入混料机中，混料机的转速为25r/min，混料时间70分钟。(3)将混合好的粉料加入型腔中，进行压制，压制压力250MPa，保压时间15s；(4)将压制完成后的压坯和预处理后的钢背放入烧结炉中烧结，烧结温度1000℃，保温时间90min。(5)钢背和摩擦材料烧结在一起后，经磨加工后得到所需厚度的刹车本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粉末冶金刹车片，包括摩擦材料和钢背，其特征在于，所述摩擦材料包括如下重量份的原料：铁粉10‑50份，铜粉10‑50份，三氧化钼1‑6份，石墨6‑20份，氧化硅0.5‑3份，氧化铝0.5‑3份，镍粉1‑5份。

【技术特征摘要】
1.一种粉末冶金刹车片，包括摩擦材料和钢背，其特征在于，所述摩擦材料包括如下重量份的原料：铁粉10-50份，铜粉10-50份，三氧化钼1-6份，石墨6-20份，氧化硅0.5-3份，氧化铝0.5-3份，镍粉1-5份。2.根据权利要求1所述的一种粉末冶金刹车片，其特征在于，所述摩擦材料包括如下重量份的原料：铁粉35-50份，铜粉10-40份，三氧化钼1-6份，石墨6-20份，氧化硅0.5-3份，氧化铝0.5-3份，镍粉1-3份。3.根据权利要求1或2所述的一种粉末冶金刹车片，其特征在于，所述摩擦材料的原料粒度分别为：铁粉-200目，铜粉-200目，三氧化钼-325目，石墨-40目，氧化硅-325目，氧化铝-325目，镍粉-400目。4.一种根据权利要求1～3任一项所述的粉末冶金刹车片的制备方法，其特征在于，所述粉末冶金刹车片通过混料、压制、烧结工艺制备得到。5.根据权利要求4所述的一种粉末冶金刹车片的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴佩芳，释加才让，王灿，党一纵，范叶明，崔新亮，解小花，
申请(专利权)人：北京天仁道和新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11