CN105838023B - 车用树脂基粉末冶金复合摩擦材料及其制备方法 - Google Patents
车用树脂基粉末冶金复合摩擦材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105838023B CN105838023B CN201610156122.9A CN201610156122A CN105838023B CN 105838023 B CN105838023 B CN 105838023B CN 201610156122 A CN201610156122 A CN 201610156122A CN 105838023 B CN105838023 B CN 105838023B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- friction material
- powder metallurgy
- resin
- based powder
- preparation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000002783 friction material Substances 0.000 title claims abstract description 91
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 title claims abstract description 65
- 239000011347 resin Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 229920005989 resin Polymers 0.000 title claims abstract description 41
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000805 composite resin Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 19
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 16
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 8
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical class [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 6
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 claims description 5
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 claims description 5
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical group O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 5
- 239000010456 wollastonite Substances 0.000 claims description 5
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 4
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011135 tin Substances 0.000 claims description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 claims description 3
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000010422 painting Methods 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 claims description 3
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 claims description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 2
- 235000019492 Cashew oil Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004113 Sepiolite Substances 0.000 claims description 2
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 2
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 claims description 2
- -1 aromatic hydrocarbon modified phenolic resin Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 claims description 2
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 2
- 239000010467 cashew oil Substances 0.000 claims description 2
- 229940059459 cashew oil Drugs 0.000 claims description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims description 2
- AQMRBJNRFUQADD-UHFFFAOYSA-N copper(I) sulfide Chemical compound [S-2].[Cu+].[Cu+] AQMRBJNRFUQADD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 2
- QSDQMOYYLXMEPS-UHFFFAOYSA-N dialuminium Chemical compound [Al]#[Al] QSDQMOYYLXMEPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims description 2
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 claims description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 2
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052624 sepiolite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000019355 sepiolite Nutrition 0.000 claims description 2
- YPMOSINXXHVZIL-UHFFFAOYSA-N sulfanylideneantimony Chemical compound [Sb]=S YPMOSINXXHVZIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000454 talc Substances 0.000 claims description 2
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 claims description 2
- ITRNXVSDJBHYNJ-UHFFFAOYSA-N tungsten disulfide Chemical compound S=[W]=S ITRNXVSDJBHYNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZXAUZSQITFJWPS-UHFFFAOYSA-J zirconium(4+);disulfate Chemical compound [Zr+4].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O ZXAUZSQITFJWPS-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 abstract 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 244000226021 Anacardium occidentale Species 0.000 description 3
- 235000020226 cashew nut Nutrition 0.000 description 3
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 3
- 239000010466 nut oil Substances 0.000 description 3
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 3
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-BJUDXGSMSA-N Iron-55 Chemical compound [55Fe] XEEYBQQBJWHFJM-BJUDXGSMSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- NJLLQSBAHIKGKF-UHFFFAOYSA-N dipotassium dioxido(oxo)titanium Chemical compound [K+].[K+].[O-][Ti]([O-])=O NJLLQSBAHIKGKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 238000004154 testing of material Methods 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 101150051314 tin-10 gene Proteins 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K13/00—Use of mixtures of ingredients not covered by one single of the preceding main groups, each of these compounds being essential
- C08K13/04—Ingredients characterised by their shape and organic or inorganic ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/08—Metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/30—Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
- C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
- C08K7/06—Elements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
- C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
- C08K7/08—Oxygen-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
- C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
- C08K7/10—Silicon-containing compounds
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D69/00—Friction linings; Attachment thereof; Selection of coacting friction substances or surfaces
- F16D69/02—Composition of linings ; Methods of manufacturing
- F16D69/027—Compositions based on metals or inorganic oxides
- F16D69/028—Compositions based on metals or inorganic oxides containing fibres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/08—Metals
- C08K2003/085—Copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/08—Metals
- C08K2003/0856—Iron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2227—Oxides; Hydroxides of metals of aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/30—Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
- C08K2003/3009—Sulfides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/30—Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
- C08K2003/3045—Sulfates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
本发明公开了车用树脂基粉末冶金复合摩擦材料的制备方法，包括如下步骤：1)粉末冶金摩擦材料的制备：将基体材料和成型剂混合均匀，倒入模具压制成细长杆状，将各细长杆状压坯分隔开，烧结，得到粉末冶金摩擦材料；2)剪切、粉碎和筛选：3)混料：以质量百分比计，将耐高温改性树脂10‐20％、粉末冶金摩擦材料40‐60％、增强纤维10‐20％、磨料5‑15％、润滑材料10‐20％和填料5‐20％共混均匀；4)树脂基复合摩擦材料的生产制备；5)后处理；6)机械加工成。本发明树脂基粉末冶金复合摩擦材料保留了粉末冶金摩擦材料具有稳定的摩擦系数和良好的抗磨损特性。摩擦材料的使用寿命和高温稳定性得到提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合摩擦材料，特别是涉及一种以树脂基粉末冶金为主的车用树脂基粉末冶金复合摩擦材料及其制备方法。
背景技术
复合摩擦材料是将不同物化特性的材料与强度低、韧性好的高分子聚合物基体组成的。由于高分子材料通常不能承受高的应力和高的温度，为了提高高分子材料的屈服强度，提高其高温稳定性，都采用网状结构的热固性树脂，一般为各种改性高温酚醛树脂。同时，为了达到理想的制动效果和综合机械性能，还需加入各种纤维，润滑材料，磨料以及填料，而其中的高聚物基体材料几乎只是作为传递或分散载荷的媒介。因此，复合摩擦材料的强度主要取决于包括纤维在内的其它组份与基体界面的粘结强度。目前，在各类摩擦制动器中，复合摩擦材料使用的比例高达90％以上。但在飞机和高速铁路等高速重载的制动条件下，摩擦高温造成复合摩擦材料中的高分子聚合物分解氧化，丧失稳定的摩擦制动性能。因此常采用粉末冶金摩擦材料。
粉末冶金摩擦材料又称烧结摩擦材料主要有铜基和铁基两种，它是以金属粉末为基体，加入适当减磨剂和增磨剂，均匀混合后压制成型或加压烧结而成的。粉末冶金摩擦材料一般由3种组分组成:基体的组分，主要有Cu、Fe、Ni、Sn等及其合金；摩擦组分，主要有SiO2、Al2O3、SiC，某些金属和非金属的氧化物或碳化物；润滑组分，主要有石墨，MoS2、CaF2、WS2、BN和易熔金属Pb、Bi等。粉末冶金摩擦材料是一种优良的制动摩擦材料，特别对于重载高速的制动场合，其优良的散热性和耐热性可以保证其完成较为苛刻的制动功能。绝大多数军用飞机和民用飞机都采用粉末冶金刹车片。日本的新干线列车(250公里/小时)和我国高速铁路都使用粉末冶金摩擦材料。但是由于粉末冶金摩擦材料较强的刚度和硬度，易造成汽车制动盘或鼓的划伤以及摩擦噪声。因此粉末冶金摩擦材料也很少在汽车制动器上使用。
发明内容
本发明目的在于结合粉末冶金摩擦材料耐高温、低磨耗的特点和树脂基复合摩擦材料韧性好、硬度低的特点，提供一种同时具有耐高温、低磨耗、韧性好、硬度低的树脂基粉末冶金复合摩擦材料及其制备方法，该材料用于制备汽车刹车配件，具有良好刹车性能基础上，柔韧的树脂基体有利于吸收冲击能，提高制动片的冲击强度；有利于降低制动片的硬度，使之与对偶件贴合良好。
本发明目的通过如下技术方案实现：
车用树脂基粉末冶金复合摩擦材料的制备方法，在于包括如下步骤：
1)粉末冶金摩擦材料的制备：将基体材料和成型剂混合均匀，倒入模具压制成多根细长杆，将各细长杆压坯分隔开，装入烧结炉中，在通入氮气或氢气的条件下温升至900‐1100℃，保温2‐5h，冷却至室温，得到粉末冶金摩擦材料；所述成型剂为煤油；
以质量百分比计，所述基体材料的原料配比组成为：基体组分55‐70％，摩擦组分15‐25％，润滑组分10‐25％；以质量百分比计，所述基体组分由85‐95％主体金属和5‐15％辅助金属组成；所述主体金属为铜或铁；所述辅助金属为锡和镍中的一种或两种；摩擦组分为石英石、三氧化二铝和碳化硅中的一种或多种；润滑组分为石墨、MoS2、CaF2、WS2、BN、Pb和Bi中的两种以上；
2)剪切、粉碎和筛选：将步骤1)所得金属基粉末冶金摩擦材料剪切、粉碎，采用5‐10目的筛网，进行筛选；
3)混料：以质量百分比计，将耐高温改性树脂10‐20％、粉末冶金摩擦材料40‐60％、增强纤维10‐20％、磨料5-15％、润滑材料10‐20％和填料5‐20％共混均匀；所述耐高温改性树脂为腰果油改性酚醛树脂、丁腈橡胶改性酚醛树脂和芳烃改性酚醛树脂的一种或多种；
4)树脂基复合摩擦材料的生产制备：将步骤3)所得混合粉料称重放入模具内，在140℃‐165℃，8‐20MPa压力条件下，热压成型，保压6‐15分钟；卸压出模；
5)后处理：在150℃‐180℃保温8‐24h，冷却至室温，出炉；
6)机械加工成树脂基粉末冶金复合摩擦材料。
为进一步实现本发明目的，优选地，所述成型剂用量为粉末冶金材料原料质量的0.1‐0.5％。
优选地，所述粉末冶金摩擦材料为铜基粉末冶金摩擦材料、铁基粉末冶金摩擦材料的一种或多种。
优选地，所述增强纤维为石棉纤维、蛭石纤维、硅灰石纤维、海泡石纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维、芳纶纤维、碳纤维和聚丙烯腈纤维的一种或多种。
优选地，所述磨料为氧化铝、氧化硅、硫酸锆、氟化钙、碳化硅、氧化铁和铸石粉的一种或多种。
优选地，所述润滑材料为石墨、二硫化钼、二硫化钨、硫化亚铜、硫化锑、氧化镁、铅、铋、锑、焦碳和滑石粉的一种或多种。
优选地，所述填料为高岭土、长石粉、硫酸钡、碳酸钙、轮胎粉和硅灰石粉的一种或多种。
优选地，所述倒入模具压制的压力为200‐500MPa。
优选地，所述细长杆的直径为2‐4mm，长为200‐300mm；步骤1)和步骤5)所述冷却至室温是随炉冷却至室温；所述机械加工成树脂基粉末冶金复合摩擦材料后还包括喷漆。
一种车用树脂基粉末冶金复合摩擦材料，由上述的制备方法制得。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
(1)本发明采用了高分子聚合物作为材料的基体，使得车用树脂基粉末冶金复合摩擦材料的表面硬度较低，弹性模量适中，材料的摩擦表面粗糙度增加、材料的气孔系数增加。
(2)本发明车用树脂基粉末冶金复合摩擦材料保留了粉末冶金摩擦材料具有稳定的摩擦系数和良好的抗磨损特性。摩擦材料的使用寿命和高温稳定性得到提高。
(3)本发明结合粉末冶金摩擦材料耐高温、低磨耗的特点和树脂基复合摩擦材料韧性好、硬度低的特点，所得车用树脂基粉末冶金复合摩擦材料同时具有耐高温、低磨耗、韧性好、硬度低的特性，该材料用于制备汽车刹车配件，具有良好刹车性能基础上，柔韧的树脂基体有利于吸收冲击能，提高制动片的冲击强度；有利于降低制动片的硬度，使之与对偶件贴合良好。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步说明，发明人经过多年的研究和试验，有许多成功的实施例，下面列举部分具体实施例，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
实施例1
短细铁基粉末冶金摩擦材料的制备：以质量百分比计，材料基本配方：铁55％，锡10％，石英石粉10％，三氧化二铝5％，二硫化鉬5％；石墨粉15％。成型剂为煤油，成型剂的加入量为上述材料基本配方总重量的0.3％。将以上的材料均匀混合，倒入模具以500MPa压力，压制成直径φ2mm×长200mm细长杆状，将各细长杆状压坯，分隔开，装入烧结炉中，在通入氮气的条件下温升1000℃，保温4h，随炉冷却至室温。
在干燥的条件下，放置24小时以上；然后进行剪切、粉碎，采用10目的筛网，进行筛选。
复合摩擦材料的制备：材料基本配方(以质量分数计)：腰果油改性酚醛树脂(圣泉6200A，http://www.shengquan.com)15％；短细粉末冶金摩擦材料20％；海泡石纤维(长度4‐8mm)10％；蛭石纤维(长度约2‐3mm)5％；石英石粉15％；片状石墨15％；硫酸钡20％。
将以上各材料在混料机中混合均匀。
然后，将混合均匀粉料倒入模腔内，在150℃；压力15MPa条件下；热压保温时间8分钟。
后处理：在160‐170℃保温时间24h；机械加工成树脂基粉末冶金复合摩擦材料，喷漆。
本实施例所得材料的检测结果见表1。
实施例2
短细铜基粉末冶金摩擦材料的制备：材料基本配方(以质量百分数计)：铜60％，镍5％，三氧化二铝20％，二硫化鉬5％；石墨粉10％。成型剂为煤油，以所述混合物的总重为基准，所述成型剂的含量为0.5％总重量。将以上的材料均匀混合，倒入模具以400MPa压力，压制成直径φ3mm×长300mm细长杆状，将各细长杆状压坯，分隔开，装入烧结炉中，在通入氮气的条件下温升900℃，保温5h，随炉冷却至室温。
在干燥的条件下，放置24小时以上；然后进行剪切、粉碎，采用8目的筛网，进行筛选。
复合摩擦材料的制备：材料基本配方(以质量百分数计)腰果油改性酚醛树脂(圣泉PF6291A)10％；短细粉末冶金摩擦材料40％，钢纤维5％；硅灰石纤维5％；氧化铝15％；片状石墨15％；硫酸钡15％；碳酸钙10％。
将以上各材料在混料机中混合均匀。
然后，将混合均匀粉料倒入模腔内，在150℃；压力8MPa条件下；热压保温时间15分钟。
后处理。根据后处理温度180℃；保温时间8h；机械加工，喷漆。
本材料的检测结果见后附表1，
实施例3
短细铁基粉末冶金摩擦材料的制备：材料基本配方(以质量分数计)：铁65％，锡2％，石英石粉10％，三氧化二铝8％，石墨粉15％。成型剂为煤油，以所述混合物的总重为基准，所述成型剂的含量为0.4％总重量。将以上的材料均匀混合，倒入模具以500MPa压力，压制成直径φ3mm×长300mm细长杆状，将各细长杆状压坯，分隔开，装入烧结炉中，在通入氮气的条件下温升1100℃，保温2h，随炉冷却至室温。
在干燥的条件下，放置24小时以上；然后进行剪切、粉碎，采用8目的筛网，进行筛选。
复合摩擦材料的制备：材料基本配方(以质量百分数计)：腰果油改性酚醛树脂(圣泉PF6200A)15％；短细粉末冶金摩擦材料50％；钛酸钾纤维10％；石英石粉5％；片状石墨5％；长石粉5％；碳酸钙5％；硫酸钡5％。
将以上各材料在混料机中混合均匀。然后，将混合均匀粉料倒入模腔内，在150℃；压力20MPa条件下；热压保温时间15分钟。
后处理。根据后处理温度160℃以上；保温时间20h；机械加工，喷漆。
本材料的检测结果见表1。
表1摩擦材料的摩擦磨损测试结果(根据国家标准(GB5763‐2008))
以上试验数据采用D‐MS型定速摩擦材料试验机，根据国家标准GB5763‐2008进行测量，试验用普通摩擦材料由东莞市奥利德耐磨材料有限公司提供。
通过以上的试验测试结果表明：实施例1，2，3材料的摩擦系数都比普通车用复合摩擦材料略有下降，100℃至350℃热衰退系数分别为10％，4.7％，8.8％而普通复合摩擦材料的热衰退系数为14.5％，表明树脂基粉末冶金摩擦材料高温稳定性明显提升。在200℃以下，树脂基粉末冶金复合摩擦材料，其磨损量比普通的复合摩擦材料减少了一些，而在较高温度条件下例如350℃时，实施例1和实施例3的树脂基粉末冶金复合摩擦材料磨损量比普通摩擦材料的磨损量减少了一半以上。实施例2的磨损量也比普通摩擦材料的磨损量减少44.5％，提高了车用制动片的使用寿命。主要原因：
1)树脂基粉末冶金摩擦材料继承了粉末冶金摩擦材料具有优良的散热性和耐热性，具有较好的高温耐磨特性。
2)树脂基粉末冶金摩擦材料继承了树脂基高分子材料表面硬度较低的特点，对对偶材料的磨损也没有明显的增加。
3)通过调整树脂基内粉末冶金摩擦材料的组分可以较容易的控制材料的耐磨特性。
本发明结合粉末冶金摩擦材料耐高温、低磨耗的特点和树脂基复合摩擦材料韧性好、硬度低的特点，所得车用树脂基粉末冶金复合摩擦材料同时具有耐高温、低磨耗、韧性好、硬度低的特性，该材料用于制备汽车刹车配件，具有良好刹车性能基础上，柔韧的树脂基体有利于吸收冲击能，提高制动片的冲击强度；有利于降低制动片的硬度，使之与对偶件贴合良好本发明材料特别适用于大中型车辆以及城市轨道交通车辆的制动器摩擦材料，具有非常广泛的应用前景。
Claims (9)
1.车用树脂基粉末冶金复合摩擦材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)粉末冶金摩擦材料的制备：将基体材料和成型剂混合均匀，倒入模具压制成多根细长杆，将各细长杆压坯分隔开，装入烧结炉中，在通入氮气或氢气的条件下温升至900‐1100℃，保温2‐5h，冷却至室温，得到粉末冶金摩擦材料；所述成型剂为煤油；
以质量百分比计，所述基体材料的原料配比组成为：基体组分55‐70％，摩擦组分15‐25％，润滑组分10‐25％；以质量百分比计，所述基体组分由85‐95％主体金属和5‐15％辅助金属组成；所述主体金属为铜或铁；所述辅助金属为锡和镍中的一种或两种；摩擦组分为石英石、三氧化二铝和碳化硅中的一种或多种；润滑组分为石墨、MoS2、CaF2、WS2、BN、Pb和Bi中的两种以上；
2)剪切、粉碎和筛选：将步骤1)所得粉末冶金摩擦材料剪切、粉碎，采用5‐10目的筛网，进行筛选；
3)混料：以质量百分比计，将耐高温改性树脂10‐20％、粉末冶金摩擦材料40‐60％、增强纤维10‐20％、磨料5-15％、润滑材料10‐20％和填料5‐20％共混均匀；所述耐高温改性树脂为腰果油改性酚醛树脂、丁腈橡胶改性酚醛树脂和芳烃改性酚醛树脂的一种或多种；
4)树脂基复合摩擦材料的生产制备：将步骤3)所得混合粉料称重放入模具内，在140℃‐165℃，8‐20MPa压力条件下，热压成型，保压6‐15分钟；卸压出模；
5)后处理：在150℃‐180℃保温8‐24h，冷却至室温，出炉；
6)机械加工成车用树脂基粉末冶金复合摩擦材料。
2.根据权利要求1所述的车用树脂基粉末冶金复合摩擦材料的制备方法，其特征在于，所述成型剂用量为粉末冶金摩擦材料原料质量的0.1‐0.5％。
3.根据权利要求1所述的车用树脂基粉末冶金复合摩擦材料的制备方法，其特征在于，所述增强纤维为石棉纤维、蛭石纤维、硅灰石纤维、海泡石纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维、芳纶纤维、碳纤维和聚丙烯腈纤维的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的车用树脂基粉末冶金复合摩擦材料的制备方法，其特征在于，所述磨料为氧化铝、氧化硅、硫酸锆、氟化钙、碳化硅、氧化铁和铸石粉的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的车用树脂基粉末冶金复合摩擦材料的制备方法，其特征在于，所述润滑材料为石墨、二硫化钼、二硫化钨、硫化亚铜、硫化锑、氧化镁、铅、铋、锑、焦碳和滑石粉的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的车用树脂基粉末冶金复合摩擦材料的制备方法，其特征在于，所述填料为高岭土、长石粉、硫酸钡、碳酸钙、轮胎粉和硅灰石粉的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的车用树脂基粉末冶金复合摩擦材料的制备方法，其特征在于，所述倒入模具压制的压力为200‐500MPa。
8.根据权利要求1所述的车用树脂基粉末冶金复合摩擦材料的制备方法，其特征在于，所述细长杆的直径为2‐4mm，长为200‐300mm；步骤1)和步骤5)所述冷却至室温是随炉冷却至室温；所述机械加工成树脂基粉末冶金复合摩擦材料后还包括喷漆。
9.一种车用树脂基粉末冶金复合摩擦材料，其特征在于，其由权利要求1‐8任一项所述的制备方法制得。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610156122.9A CN105838023B (zh) | 2016-03-18 | 2016-03-18 | 车用树脂基粉末冶金复合摩擦材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610156122.9A CN105838023B (zh) | 2016-03-18 | 2016-03-18 | 车用树脂基粉末冶金复合摩擦材料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105838023A CN105838023A (zh) | 2016-08-10 |
| CN105838023B true CN105838023B (zh) | 2018-02-27 |
Family
ID=56587961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610156122.9A Expired - Fee Related CN105838023B (zh) | 2016-03-18 | 2016-03-18 | 车用树脂基粉末冶金复合摩擦材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105838023B (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101724896B1 (ko) * | 2015-09-09 | 2017-04-10 | 현대자동차주식회사 | 스테인리스 디스크용 브레이크 마찰재 |
| CN106015412B (zh) * | 2016-08-12 | 2018-05-04 | 颜丽雅 | 一种高温稳定性好的陶瓷刹车片及其制备方法 |
| CN106634834B (zh) * | 2016-12-20 | 2018-05-25 | 湖北飞龙摩擦密封材料股份有限公司 | 摩擦材料及摩擦制品 |
| CN106633625A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-10 | 重庆奥顺特机械制造有限公司 | 一种复合摩擦材料及其制备方法 |
| CN108247822A (zh) * | 2017-12-01 | 2018-07-06 | 上海雨荣新材料科技有限公司 | 一种条状磨料生坯的切断方法 |
| CN108483992A (zh) * | 2018-04-09 | 2018-09-04 | 合肥市闵葵电力工程有限公司 | 一种用于机械设备的耐磨材料的制备方法 |
| CN111101082B (zh) * | 2019-12-25 | 2021-02-02 | 杭州安耐特实业有限公司 | 一种新能源汽车刹车片用金属陶瓷复合材料及其制备方法 |
| CN115351966A (zh) * | 2022-08-10 | 2022-11-18 | 长沙精达高分子材料有限公司 | 一种高导热自润滑金属高分子复合轴承材料及其制备方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59155484A (ja) * | 1983-02-22 | 1984-09-04 | Hitachi Chem Co Ltd | 摩擦材組成物 |
| CN1272454C (zh) * | 2003-09-08 | 2006-08-30 | 郑州轻工业学院 | 一种铜基粉末冶金摩擦材料 |
| CN101187407B (zh) * | 2007-10-24 | 2010-08-18 | 临安华龙摩擦材料有限公司 | 干式无石棉摩擦片 |
| CN101481595A (zh) * | 2008-01-11 | 2009-07-15 | 北京北摩高科摩擦材料有限责任公司 | 湿式重负荷铜基粉末冶金摩擦材料 |
| CN104399970B (zh) * | 2014-11-26 | 2016-08-24 | 西安航空制动科技有限公司 | 一种铁基粉末冶金摩擦材料及其制备方法 |
-
2016
- 2016-03-18 CN CN201610156122.9A patent/CN105838023B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105838023A (zh) | 2016-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105838023B (zh) | 车用树脂基粉末冶金复合摩擦材料及其制备方法 | |
| CN105778406B (zh) | 车用铜基粉末冶金复合摩擦材料及其制备方法 | |
| CN105778405B (zh) | 车用铁基粉末冶金复合摩擦材料及其制备方法 | |
| CN106399743B (zh) | 一种高速列车闸片用超简组元粉末冶金摩擦材料 | |
| CN101074289B (zh) | 一种双热压式复合摩擦材料及其制备方法 | |
| US11181159B2 (en) | Friction material | |
| CN107824783B (zh) | 一种高速列车制动用铜铁基粉末冶金摩擦材料及制备方法 | |
| CN100467659C (zh) | 一种铜基粒子强化摩擦材料 | |
| CN102191014B (zh) | 一种高速列车制动用的摩擦材料 | |
| CN101759958B (zh) | 一种陶瓷增强型摩擦材料及其制备方法 | |
| CN102560183A (zh) | 用于轨道交通车辆制动系统的制动闸片的摩擦材料、制备方法及用途 | |
| CN103194659A (zh) | 一种弥散强化铜基粉末冶金刹车片及其制备 | |
| CN105745298A (zh) | 摩擦材料组合物和摩擦材料 | |
| CN106084645B (zh) | 一种车用树脂基粉末冶金钢纤维摩擦材料及其制备方法 | |
| CN106633625A (zh) | 一种复合摩擦材料及其制备方法 | |
| CN104525949B (zh) | 一种高耐磨铜基摩擦复合材料及其制备方法 | |
| CN108300412A (zh) | 一种高碳环保型汽车用摩擦材料及其制备方法 | |
| JP2006016680A (ja) | 銅系焼結摩擦材 | |
| CN110238380A (zh) | 一种石墨烯增强高速列车制动闸片材料及其制备方法 | |
| JP5540396B2 (ja) | 摩擦材 | |
| CN109139755B (zh) | 一种铁铜基复合摩擦材料的制备方法 | |
| CN108708922B (zh) | 一种环保型高性能复合刹车片材料及制备方法 | |
| CN106238722B (zh) | 一种具有高摩擦系数的制动闸片及其制备方法 | |
| CN105909707B (zh) | 一种含石墨烯高性能摩擦材料组合物 | |
| CN106084644B (zh) | 车用树脂基粉末冶金钛酸钾纤维摩擦材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180227 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |