高硬度内花键齿湿式铜基摩擦片的制作方法技术

本发明专利技术涉及一种高硬度内花键齿湿式铜基摩擦片的制作方法，所属湿式铜基摩擦片加工技术领域，包括如下步骤：1）摩擦层配料，其配方组成为65～74％的Cu粉，6～10％的Fe粉，8～13％的Sn粉，0～4％的Pb粉，0～4％的Zn粉，5～8％的石墨粉，3～6％的石英粉；2）混料；3）压型；4）芯板加工；5）芯板镀铜；6）贴片；7）加压烧结；8）淬火处理；9）回火处理；10）校平；11）油槽加工；12）摩擦片表面精磨，制成成品。具有结构强度高、可靠性强、精度高、使用寿命长和摩擦磨损性能及热负荷性能好的特点。解决了废品率高的问题。提高大型重载作业车辆的使用性能和运行稳定性，保证传动性能的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
高硬度内花键齿湿式铜基摩擦片的制作方法
本专利技术涉及湿式铜基摩擦片加工
，具体涉及一种高硬度内花键齿湿式铜基摩擦片的制作方法。
技术介绍
摩擦片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关键部件,使机械设备与各种机动车辆能够安全可靠地工作，要求有足够而稳定的摩擦系数,有良好的导热性和一定的高温机械强度，有良好的耐摩性和抗粘着性,不易擦伤对偶件,无噪声，低成本等。在许多大型重载作业车辆传动变速箱中，优先采用湿式铜基摩擦片作为传动的部件，由于负荷大，使用工况条件恶劣，摩擦片芯板花键承受冲击力大，常出现摩擦片芯板花键崩齿或剃光情况，为了解决这类问题，一般通过增加摩擦片芯板厚度解决，但这又不利于传动箱小型化和轻量化。目前湿式铜基摩擦片采用加压烧结工艺，工艺流程为1）摩擦层配料；2）混料；3）压型；4）芯板镀铜；5）贴片；6）加压烧结；7）淬火处理；8）回火处理；9）校平；10）油槽加工；11）摩擦片表面精磨，制成成品。压烧工艺使摩擦层与钢芯板结合强度增加，提高摩擦层密度，但由于湿式铜基摩擦片的烧结工序是在750℃～830℃高温下进行，生产出的摩擦片芯板是处于退火状态，导致芯板材料强度较低，承受高负荷和疲劳冲击能力差，而且，烧结前芯板加工好花键，产品经高温热加工，产生椭圆变形，造成芯板花键精度大幅下降，以至于摩擦片工作时与配对毂的啮合程度变差，且受力不均，在高负荷下极易造成摩擦片芯板花键齿的断裂。
技术实现思路
本专利技术主要解决现有技术中存在强度低、精度差、可靠性弱和使用寿命短的不足，提供了一种高硬度内花键齿湿式铜基摩擦片的制作方法，其具有结构强度高、可靠性强、精度高、使用寿命长和摩擦磨损性能及热负荷性能好的特点。解决了废品率高的问题。提高大型重载作业车辆的使用性能和运行稳定性，保证传动性能的可靠性。本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种高硬度内花键齿湿式铜基摩擦片的制作方法，包括如下操作步骤：第一步：对摩擦层进行粉料配料，其配方组成为65～74％的Cu粉，6～10％的Fe粉，8～13％的Sn粉，0～4％的Pb粉，0～4％的Zn粉，5～8％的石墨粉，3～6％的石英粉，上述配方组成的配料以重量百分之一百为准。第二步：完成配料过程后，将原料放入到混料机内，并进行充分均匀的搅拌混合，混料时间4～5小时。各种粉料按不同配方要求配料后，装入特制的容器在适当的转速下进行混合、由于金属粉料和非金属粉料的比重不同，在混合过程中容易产生偏折、而成分偏折就会造成摩擦片的性能相差甚远。因此，该工序至关重要，要根据混合情况进行分析，总结最后确定混料时间的长短。第三步：完成混料工序后，对摩擦层进行粉片压型；首先将拌匀好的混料放入油压机工作台上模具内，压制成摩擦片所需坯料。粉片压制的目的是经混合后的粉片初步成型，具有一定的强度，能够进行搬用。粉片压制一般用机械压制进行，也可采用其他方法，如撒粉、轧制，粉浆浇注等，机械压制粉片的成型压力要根据粉片平面的表面积累确定，通常情况下为每压紧1厘米约需要2～3吨的压力。所使用的设备以四柱液压机为主。第四步：芯板加工时，将板材经冲压，平磨及花键机加工制成摩擦片所需芯板。第五步：芯板完成加工后，接着对芯板进行镀铜，将带花键芯板进行镀铜并制成镀铜芯板；采用电镀处理。电镀以镀铜为主，根据产品要求也可镀锡、镀镍等。电镀的目的是芯板（钢背）表面的镀层与粉片铜在烧结状况下由于亲和力的存在能获得足够的粘液强度。当然，芯板（钢背）也可不进行电镀处理。但必须要清理的足够洁净。第六步：将电镀后的芯板与压制成型的坯料用胶带纸进行粘贴固定。第七步：完成好贴片工序后，将粘贴好摩擦片逐层固定置于钟罩炉内进行加压烧结，使芯板与摩擦片的坯料合金化粘接牢固，得到所需摩擦片毛坯。最终摩擦片的性能的好坏取决于烧结过程。烧结过程需要一定的温度和压力。烧结温度的确定通常取基本金属熔点的80%～90%。但还要根据所烧结片产品的面积大小，粉层厚度的大小来进行，烧结压力通常为6～15kg/cm2.。烧结温度达到设置的温度后，还要给一定时间的保温。保温的目的是在烧结温度下能使材料配方中的各元素进行充分的物理化学反应，形成我们所需要的假合金。第八步：将烧结好的摩擦片毛坯置于全数字程控感应加热热处理设备加工位，高频淬火处理时，硬度控制在55～60HRC。高频淬火处理前需要先进行倒角，目的是去除烧结后摩擦片内元或外元多余的粉层和毛刺，便于摩擦片装配。第九步：将花键齿部高频淬火后摩擦片毛坯叠装固定于钟罩加压炉内进行回火处理。第十步：将摩擦片毛坯放入精密校平机进行平面矫正处理。第十一步：校平后摩擦片毛坯采用机加工进行油槽加工工序。油槽的作用一是为了摩擦片在工作时起到散热作用，散热可保护摩擦片表面不遭破坏，摩擦性能不急剧衰退，还能起到调节摩擦系数的效果、另一个作用是在干式工况下起到排屑作用、排屑可以保护对偶件不损坏。油槽的形式有多种多样，有径向槽、平行槽、螺旋槽、网状槽等等。第十二步：最后将摩擦片表面进行精磨，完成成品的制作。作为优选，在芯板加工前，芯板材料优选为45或40Cr钢板，厚度小于4mm的可冲压成型加工，大于4mm的应采用气割下料、花键加工的形式讲行，特殊形状的也可使用线切割，激光割等形式进行。作为优选，芯板成型后，放置在机架上的横向砂带机端面，由横向砂带机带动芯板位移，接着通过调节好高度尺寸的竖向砂带机压紧打磨芯板上端面，同时横向砂带机在竖向砂带机的压紧力的作用下对芯板下端面进行打磨。作为优选，当芯板于横向砂带机接触后，由集液箱内吸液管，采用安装板上的抽液泵将切削液通过送液支架上的金属波纹管输送，最后由切削液喷头喷射至被打磨的芯板与竖向砂带机间，加工过程中的切屑液通过过滤网回到箱体内。作为优选，钟罩炉内进行加压烧结时，烧结温度600～650ºC，保温2～3小时，加压烧结的油压为2.5～3.0Mpa，同时采用氨分解气体。作为优选，当高频淬火处理时，全数字程控感应加热热处理设备工作感应高频电源额定功率100KW，频率100KHZ，电流220A，加热时间10秒，工件主轴转速300转/分,喷水冷却时间5秒，使得花键齿变形小。作为优选，回火处理时，回火温度170ºC～190ºC，保温3.5～4.0小时，芯板花键齿硬度控制在45～55HRC。作为优选，当摩擦片表面进行精磨时，首先将摩擦片放置在磨架管体内，接着通过摩擦片上下端面压紧与磨架管体相活动式套接的砂轮盘，上下两砂轮盘与磨架管体内壁间采用轴承相套接式隔开。作为优选，上下两砂轮盘均采用转轴限位连接，同时由打磨电机进行驱动，两砂轮盘的旋转方向为反向。作为优选，上下两砂轮盘的间距通过气缸或液压油缸对两端盖进行压紧控制。本专利技术能够达到如下效果：本专利技术提供了一种高硬度内花键齿湿式铜基摩擦片的制作方法，与现有技术相比较，具有结构强度高、可靠性强、精度高、使用寿命长和摩擦磨损本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高硬度内花键齿湿式铜基摩擦片的制作方法，其特征在于包括如下操作步骤：/n第一步：对摩擦层进行粉料配料，其配方组成为65～74％的Cu粉，6～10％的Fe粉，8～13％的Sn粉，0～4％的Pb粉，0～4％的Zn粉，5～8％的石墨粉，3～6％的石英粉，上述配方组成的配料以重量百分之一百为准；/n第二步：完成配料过程后，将原料放入到混料机内，并进行充分均匀的搅拌混合，混料时间4～5小时；/n第三步：完成混料工序后，对摩擦层进行粉片压型；首先将拌匀好的混料放入油压机工作台上模具内，压制成摩擦片所需坯料；/n第四步：芯板加工，将板材经冲压，平磨及花键机加工制成摩擦片所需芯板；/n第五步：芯板完成加工后，接着对芯板进行镀铜，将带花键芯板进行镀铜并制成镀铜芯板；采用电镀处理；/n第六步：将电镀后的芯板与压制成型的坯料用胶带纸进行粘贴固定；/n第七步：完成好贴片工序后，将粘贴好摩擦片逐层固定置于钟罩炉内进行加压烧结，使芯板与摩擦片的坯料合金化粘接牢固，得到所需摩擦片毛坯；/n第八步：将烧结好的摩擦片毛坯置于全数字程控感应加热热处理设备加工位，高频淬火处理时，硬度控制在55～60HRC；/n第九步：将花键齿部高频淬火后摩擦片毛坯叠装固定于钟罩加压炉内进行回火处理；/n第十步：将摩擦片毛坯放入精密校平机进行平面矫正处理；/n第十一步：校平后摩擦片毛坯采用机加工进行油槽加工工序；/n第十二步：最后将摩擦片表面进行精磨，完成成品的制作。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高硬度内花键齿湿式铜基摩擦片的制作方法，其特征在于包括如下操作步骤：
第一步：对摩擦层进行粉料配料，其配方组成为65～74％的Cu粉，6～10％的Fe粉，8～13％的Sn粉，0～4％的Pb粉，0～4％的Zn粉，5～8％的石墨粉，3～6％的石英粉，上述配方组成的配料以重量百分之一百为准；
第二步：完成配料过程后，将原料放入到混料机内，并进行充分均匀的搅拌混合，混料时间4～5小时；
第三步：完成混料工序后，对摩擦层进行粉片压型；首先将拌匀好的混料放入油压机工作台上模具内，压制成摩擦片所需坯料；
第四步：芯板加工，将板材经冲压，平磨及花键机加工制成摩擦片所需芯板；
第五步：芯板完成加工后，接着对芯板进行镀铜，将带花键芯板进行镀铜并制成镀铜芯板；采用电镀处理；
第六步：将电镀后的芯板与压制成型的坯料用胶带纸进行粘贴固定；
第七步：完成好贴片工序后，将粘贴好摩擦片逐层固定置于钟罩炉内进行加压烧结，使芯板与摩擦片的坯料合金化粘接牢固，得到所需摩擦片毛坯；
第八步：将烧结好的摩擦片毛坯置于全数字程控感应加热热处理设备加工位，高频淬火处理时，硬度控制在55～60HRC；
第九步：将花键齿部高频淬火后摩擦片毛坯叠装固定于钟罩加压炉内进行回火处理；
第十步：将摩擦片毛坯放入精密校平机进行平面矫正处理；
第十一步：校平后摩擦片毛坯采用机加工进行油槽加工工序；
第十二步：最后将摩擦片表面进行精磨，完成成品的制作。


2.根据权利要求1所述的高硬度内花键齿湿式铜基摩擦片的制作方法，其特征在于：在芯板加工前，芯板材料优选为45或40Cr钢板，厚度小于4mm的可冲压成型加工，大于4mm的应采用气割下料、花键加工的形式讲行，特殊形状的也可使用线切割，激光割等形式进行。


3.根据权利要求1或2所述的高硬度内花键齿湿式铜基摩擦片的制作方法，其特征在于：芯板成型后，放置在机架（2）上的横向砂带机（3）端面，由横向砂带机（3）带动芯板位移，接着通过调节好高度尺寸的竖向砂带机（4）压紧打磨芯板上端面，同时横向砂带机（3）在竖向砂带...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩屹丽，邓新华，韩兴儿，鲍燚标，陈关城，孔建东，韩镇，丁利，
申请(专利权)人：杭州宗兴科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33