一种湿式铁基粉末冶金摩擦材料，由铁粉、石墨粉、二硫化钼粉、二氧化硅粉、石棉粉和沉淀硫酸钡粉组成，通过材料组分的科学设计，发挥铁合金基体、增强相、固体润滑相等系统匹配效应，在5.0～5.4g/cm2的密度较低的条件下，具备了烧结后较小膨胀系数、良好的机械强度和与65Mn骨架结合强度、高且稳定的湿式摩擦系数及耐磨损性能，适用于烧结薄型粉末冶金件的湿式铁基粉末冶金摩擦材料。本发明专利技术摩擦力矩曲线平稳，制动稳定可靠，并且磨损量小于0.0003mm/面·次，拓宽了铁基粉末冶金摩擦材料应用领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料领域，具体是。
技术介绍
铁基粉末冶金摩擦材料因具有许用压力大、摩擦系数高、耐磨性好等特点，通常在 干摩擦条件下用于重负荷或超重负荷的工作条件。然而，随着航空工业的迅速发展，为满足 工程机械特殊的摩擦制动要求，铁基粉末冶金摩擦材料的应用领域也在不断的拓宽发展， 但在某些工况条件下依旧未能涉足。如某型军用飞机襟翼防收制动装置用静摩擦片就属于 薄型骨架双面烧结超薄粉末层的特殊结构（即65Mn骨架厚度0. 8mm、粉末冶金摩擦层单面 厚度0? 35臟，平行度0? 05mm、平面度0? 05mm)高精密零件，其工况条件属于中速、高比压的 湿式条件，本专利技术所述的湿式铁基粉末冶金摩擦材料在15号航空液压油介质中，以线速度 18. 5m/s，比压14Kg/cm2条件工作时，湿摩擦系数彡0. 14,磨损量< 0. 0003mm/面?次。 干摩擦的缺点除了磨损大以外，还在于当工作环境靠近润滑的轴承、齿轮和转轴 时，摩擦材料工作表面常常会落有油，致使工作效率显著降低。湿式摩擦材料的特点是起动 平稳，耐磨损寿命长，冷却容易，可靠。但由于摩擦过程中有润滑油存在，摩擦材料的摩擦 效果降低非常明显，一般摩擦系数比干式条件下的摩擦系数会降低三分之二左右。常规的 湿式铜基粉末冶金摩擦材料在上述条件下湿式摩擦系数仅能达到〇. 10左右，磨损量大于 0. 0004mm/面?次。现有铁基粉末冶金摩擦材料主要用于中比压、高速、高能载的干式条件 下，不适用于湿式摩擦。 针对现有铁基粉末冶金摩擦材料技术性能中存在的不足，本专利技术获得了一种在15 号航空液压油、中速、高比压条件下使用的长寿命湿式铁基粉末冶金摩擦材料及其制备方 法。 专利CN200710157157. 5是一种湿式铜基粉末冶金摩擦片及制造方法，特征是无 压烧结，产品密度较低，强度较低，磨损量较大，不适用于重负荷下工作，仅适用于离合器传 动。专利CN200510130067.8是一种湿式重负荷铜基粉末冶金摩擦材料，适用于装甲车辆 及工程机械车辆中、重负荷的离合及制动，但并未明确其使用工矿条件、湿式摩擦系数、磨 损量等。现有湿式铜基粉末冶金摩擦材料如F1131L、F1132L、F1133L在上述条件下湿式摩 擦系数仅能达到0.09?0. 11，磨损量在0.0046?0.0079mm/面?次之间，主要应用于各 种离合器。现有铁基粉末冶金摩擦材料大多在中、高比压、高速、高能载的干式摩擦下使用， 未见专利有用于湿式摩擦的。本专利技术获得的铁基粉末冶金摩擦材料在15号航空液压油、 线速度18. 5m/s，比压14Kg/cm2的条件下工作时，湿摩擦系数彡0. 14,磨损量彡0. 0003mm/ 面?次，主要用于制造某型军用飞机襟翼防收制动装置用静摩擦片，国内尚无与本专利技术相近 的专利技术。
技术实现思路
为克服现有技术中存在的不适用于湿式摩擦的不足，本专利技术提出了一种湿式铁基 粉末冶金摩擦材料及其制备方法。 本专利技术由55?74%的铁粉、10?13%的石墨粉、2?5%的二硫化钥粉、2?8% 的二氧化硅粉、6?15%的石棉粉和4?9%的沉淀硫酸钡粉组成，所述的百分比均为质量 百分比。 所述铁粉为FHY200,并且铁含量彡98%。所述石墨粉的为-70?+140目鳞片状， 并且碳含量> 99. 99%。所述二氧化硅粉为-100?+200目。所述沉淀硫酸钡为粉剂，BaS04 含量>98%。所述石棉粉为康-3-55。 本专利技术提出的制备所述湿式铁基粉末冶金摩擦材料的具体过程是： 步骤1，原材料处理：所述原材料处理包括铁粉还原、煅烧、球磨、烘干和过筛，具 体是： 铁粉还原：将铁粉置于还原炉中，在氢气保护下还原。还原温度600?70(TC，保 温时间为2?3h，得到还原后的铁粉。 煅烧：将石棉粉在900?1000°C条件下煅烧3. 5?4. 0h，以去除石棉中的结晶水。 球磨：将还原合格的铁粉放入球磨机中球磨0. 5?lh。将煅烧合格的石棉粉放入 球磨机中球磨3?3. 5h。 烘干：将石墨粉、二硫化钥粉和二氧化硅粉、沉淀硫酸钡粉分别放入烘箱内，在 120°C?150°C条件下保温2. 5?3. 0h，以除去所述各粉末中的水分。 过筛：将烘干的二氧化硅粉进行过筛，分别取+100目、-100?+200目、-200? +300目和-300目的二氧化硅粉。将球磨过的石棉用70目筛网过筛，取-70目石棉粉。 步骤2,配料、混料： 按比例称量上述经过处理的原材料。将称量的铁粉、二硫化钥粉、硫酸钡粉、二氧 化硅粉、石棉粉放入料盒，加入混合油搅拌均匀后形成预混合料。将得到的预混合料装入混 料机混合3?3. 5h后，加入石墨粉继续混合17?18h，得到混合料。混料机预混合料转速 为40?45转/分。 所述的混合油是由1 :1的机油和汽油混合而成，每公斤预混合料加入8ml所述的 混合油。步骤3,压制。 根据产品的设计要求称量上述混合料，倒入模具中，并用刮平器刮平，采用常规方 法在液压机上冷压成型，得到密度为5. 0?5. 4g/cm3的铁基粉末冶金摩擦材料的压坯。所 述冷压成型中，铁基粉末冶金摩擦材料压坯单位面积承受的压力为400?600MPa。 步骤4,烧结。 将得到的铁基粉末冶金摩擦材料的压坯与摩擦材料的钢背用胶带纸组装成为组 装件。将各组装件叠放形成料柱，各组装件之间用石墨垫板隔开。将叠放后的组装件装入加 压烧结炉中进行烧结。对所述加压烧结炉在通氢气条件下升温至80(TC，加压20?25kg/ cm2并保压，继续升温至1050?1080°C并保温3. 0?4. 5h，随炉冷却到900°C后，水冷却到 60°C以下卸压，出炉，得到湿式铁基粉末冶金摩擦材料。 由于采取上述技术措施，使本专利技术与现有技术比较，具有以下特点和有益效果： 1、利用粉末冶金制备技术，通过材料的各种成分组成科学设计，发挥铁合金基体、 增强相、固体润滑相等系统匹配效应，研究专利技术了一种在保证密度较低（5. 0?5. 4g/cm2) 的条件下，具备烧结后较小膨胀系数、良好的机械强度和与65Mn骨架结合强度、高且稳定 的湿式摩擦系数及耐磨损性能，适用于烧结薄型粉末冶金件的新型湿式铁基粉末冶金摩擦 材料及其制备技术。 2、本专利技术从材料设计角度出发，采用铁石墨材料中加入二氧化硅和石棉作为摩擦 齐[J，其中二氧化硅采用复合粒度，包括6?10%的粒度为+100目的粗粒、50?70%的粒度 为-100?+200的中粒、20?40%的粒度为-200?+300目和5?10%的粒度为-300目 的细粒。粗粒的加入满足配方中摩擦材料应具有足够高的机械强度和硬度的要求，中粒的 加入保证了摩擦材料具有较高的摩擦系数和抗磨损性能，但考虑到较多粗粒度二氧化硅在 大幅度提高材料强度及抗磨损的同时，会在很大程度上划伤磨损对偶件，因此在本专利技术中 用一定量的细粒二氧化硅取代了粗、中粒二氧化硅，这样既起到了在摩擦剂总重量不变的 条件下获得高的摩擦系数，又起到了保护对偶件的作用。三者相互补充，共同作用，确保了 摩擦组元与基体合金的牢固黏附结合这一特点，从而提高了材料的强度及耐磨性和摩擦磨 损稳定性。 3、本专利技术的混合程序首先是将铁粉，硫酸钡、二硫化钥、二氧本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种湿式铁基粉末冶金摩擦材料，其特征在于，由55～74％的铁粉、10～13％的石墨粉、2～5％的二硫化钼粉、2～8％的二氧化硅粉、6～15％的石棉粉和4～9％的沉淀硫酸钡粉组成，所述的百分比均为质量百分比。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘联军，李利，卢宏，裴广林，张婧琳，
申请(专利权)人：西安航空制动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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