專利名稱：一種轎車用粉末冶金摩擦塊的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種轎車用粉末冶金摩擦塊的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著科技的進(jìn)步，車速越來越高，對(duì)摩擦制動(dòng)要求也越來越高，從而對(duì)汽 車制動(dòng)材料則提出了更高的要求，早期的石棉剎車片因?qū)θ梭w健康有一定危害, 并污染環(huán)境，故已不再使用。目前，轎車所使用的摩擦塊，由鋼背和摩擦片構(gòu) 成，其摩擦片的生產(chǎn)方法: 一是采用鑄造材料鑄造生產(chǎn)，這種摩擦片耐磨性能 差、摩擦系數(shù)不穩(wěn)定，并且易于斷裂；二是采用酚醛樹脂、腰果樹脂等有機(jī)材 料合成生產(chǎn)，這種摩擦材料雖然提高了一定的摩擦性能，但在高溫條件下運(yùn)行 時(shí)，易于粘結(jié)車輪，在低溫條件下運(yùn)行時(shí)，又易于斷裂；三是粉末冶金摩擦片， 采用粉末冶金原料，通過混粉、裝模、壓制、燒結(jié)工藝生產(chǎn)的摩擦片，具有耐 高溫、壽命長(zhǎng)、適應(yīng)性好的優(yōu)點(diǎn)，因此，近幾年來在E6-140、 CA-IO、 JH-150 等車型中得到了廣泛的應(yīng)用，社會(huì)效益顯著。轎車用摩擦塊使用的鋼背，目前 仍采用鑄造方法生產(chǎn)。鋼背與摩擦片的結(jié)合方式為粘合方式。經(jīng)過檢索，目前 尚未見用粉末冶金燒結(jié)方法生產(chǎn)鋼背的報(bào)道，也未見粉末冶金鋼背與粉末冶金 摩擦片一起燒結(jié)為一整體的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有較好的耐磨性能、耐蝕性能、摩擦片與鋼 背固定可靠、使用壽命長(zhǎng)，且鋼背與摩擦片均為用粉末冶金材料、并一起燒結(jié) 成型的轎車用粉末冶金摩擦塊的制備方法。
為達(dá)到以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是該轎車用粉末冶金摩擦塊的制備方法，其特征在于它是由以下生產(chǎn)步驟完成的-
(1) 配料
a、 粉末冶金鋼背的原料重量百分配比為銅粉占1-3%、化合碳粉占 0.3-0.6%、鎳粉占0.5-2.0%、水霧化鐵粉占94.4-98.2%，按此重量百分配比稱取 銅粉、化合碳粉、鎳粉、水霧化鐵粉后，在雙錐形混料機(jī)內(nèi)進(jìn)行混合均勻，混 粉時(shí)間為60-80分鐘，即得作為生產(chǎn)粉末冶金鋼背的混合粉料；
b、 粉末冶金摩擦片的原料重量百分配比為-
銅粉占7—9%、 Al203粉占2—4%、鋅粉占5 —7%、 Si02粉占0.8 —1.2%、 石墨粉占6—7%、還原鐵粉占71.8—79.2%，按此重量百分比稱取銅粉、A1203 粉、鋅粉、Si02粉、石墨粉、還原鐵粉后進(jìn)行混粉，作為生產(chǎn)粉末冶金摩擦片 的混合粉料；混粉是在另一臺(tái)雙錐形混料機(jī)內(nèi)進(jìn)行的，混粉時(shí)間為80-100分鐘；
(2) 模具設(shè)計(jì)
按轎車使用的摩擦塊的結(jié)構(gòu)要求設(shè)計(jì)模具，分粉末冶金鋼背模具和粉末冶金 鋼背與粉末冶金摩擦片一次成型模具，在粉末冶金鋼背模具的壓模上設(shè)有成行、 成列排列的圓柱體，圓柱體的直徑為3-4mm，高度為l-2mm，從而使生產(chǎn)的粉 末冶金鋼背上除原有的與摩擦片的結(jié)合圓通孔外，又增加了與粉末冶金摩擦片 相嵌入結(jié)合的成行、成列排列的小穴，使其結(jié)合更加牢固； (3)裝模燒結(jié)
a、先將生產(chǎn)粉末冶金鋼背的混合粉料裝入粉末冶金鋼背模具內(nèi)，并采用全 自動(dòng)分體式多級(jí)浮動(dòng)模架，該全自動(dòng)分體式多級(jí)浮動(dòng)模架安裝在YT315t全自動(dòng) 液壓機(jī)上，通過多級(jí)浮動(dòng)，使粉末冶金鋼背一次成型，壓制力為7-8T/cm2，使 粉末冶金鋼背上的粉末冶金摩擦片嵌入固定圓孔、半圓形彈簧安裝口及粉末冶 金摩擦片嵌入的成行、成列排列的小穴一次壓制成型，并進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度控制在1115-1125t:范圍內(nèi)，保溫時(shí)間2-4小時(shí)；
b、再將壓制成型并燒結(jié)過的粉末冶金鋼背放入粉末冶金鋼背與粉末冶金摩 擦片混合粉料一次成型的模具內(nèi)，使壓制成型的粉末冶金鋼背帶有成行、成列 排列的小穴的一面朝上，再裝入混配好的生產(chǎn)粉末冶金摩擦片的混合粉料，用 全自動(dòng)多體式多級(jí)浮動(dòng)模架通過多級(jí)浮動(dòng)，壓制力為5—7T/cm2，使粉末冶金摩 擦片在壓制成型的同時(shí)，與粉末冶金鋼背壓制成一體，再次進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)是 采用自動(dòng)網(wǎng)帶式燒結(jié)爐，在氫氣保護(hù)氣氛下，燒結(jié)溫度控制在1000-105(TC范圍 內(nèi)，保溫2-4小時(shí)。 粉末冶金摩擦片原料配比原理
銅的加入主要起活化燒結(jié)作用，并能增加材料的機(jī)械強(qiáng)度，提高材料的 耐磨性能。由于銅粉含量的變化對(duì)摩擦性能影響不大，銅粉含量可不低于7%;
石墨粉的加入主要是提高耐磨性，穩(wěn)定磨擦系數(shù)，改變磨損性能，故石 墨粉的含量不低于6%; A1203、 Si02粉的主要作用是穩(wěn)定摩擦系數(shù)，但同時(shí) 又加快材料的磨損，所以^203的含量在4%以下為宜，Si02控制在P/。左右。 采用本發(fā)明生產(chǎn)的轎車用粉末冶金摩擦塊，在高溫疲勞試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行試 驗(yàn)，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到轎車摩擦塊使用的要求。
本發(fā)明的有益效果在于與目前轎車用磨擦塊相比，由于全部采用粉末冶
金材料，并采用粉末冶金鋼背與粉末冶金摩擦片混合粉料一起燒結(jié)為一整體 的方法，所以整體性能好，粉末冶金鋼背與粉末冶金磨擦片結(jié)合牢固穩(wěn)定， 使用壽命長(zhǎng)，而且還具有耐磨損、耐磨擦、制動(dòng)性能好等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于 轎車用磨擦塊。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的轎車用粉末冶金磨擦塊結(jié)構(gòu)俯視示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例1轎車用粉末冶金磨擦塊的粉末冶金鋼背模具底模的 俯視示意圖。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的生產(chǎn)粉末冶金鋼背模具的壓模仰視示意圖。 實(shí)施例1
生產(chǎn)如圖1試樣的轎車用粉末冶金磨擦塊，其結(jié)構(gòu)由粉末冶金鋼背1和粉末 冶金磨擦片2構(gòu)成。 其生產(chǎn)步驟是
(1) 配料
a、粉末冶金鋼背的原料重量百分配比為銅粉占2%、化合碳占0.4%、鎳粉 占1.2%、水霧化鐵粉占96.4%;將按上述百分配比稱取的原料在雙錐形混料機(jī) 內(nèi)進(jìn)行混粉70分鐘，作為生產(chǎn)粉末冶金鋼背的混合粉料； b、粉末冶金磨擦片的原料重量百分配比為銅粉占8.5%、 Al203粉占3。/。、鋅 粉占6%、 Si02粉占l。/。、石墨粉占6.5%、還原鐵粉占75.0%;按此重量百分比 稱取各原料后，進(jìn)行混粉，混粉90分鐘，作為生產(chǎn)粉末冶金磨擦片的混合粉料；
(2) 模具設(shè)計(jì)
按圖2設(shè)計(jì)粉末冶金鋼背模具的底模，底模的內(nèi)腔外形及尺寸與所使用的 如圖1中鋼背1的外形及尺寸一致，底面為光滑的平面，兩側(cè)設(shè)圓柱3，圓柱 3的直徑為12mm，頂部為半圓柱體4，半圓柱體4的直徑為llmm;按圖3設(shè) 計(jì)粉末冶金鋼背模具的壓模，壓模的周邊形狀和尺寸與底模內(nèi)腔的形狀和尺寸 一致，在壓模的兩邊設(shè)有與底模上的圓柱3相對(duì)應(yīng)的圓孔5，圓孔5直徑與圓 柱3的直徑一致，在頂部為半圓孔7，半圓孔7的直徑與半圓柱體4的直徑一 致，在壓模的底面上設(shè)有成行、成列排列的圓柱體6，圓柱體6的直徑為4mm， 高度為2mm。同時(shí)，按圖2的外形設(shè)計(jì)壓制粉末冶金磨擦片的底模，底面光滑、平面；按圖1中粉末冶金磨擦片的外壁與粉末冶金鋼背外沿之間的外形尺寸設(shè) 計(jì)圍板；按圖1中的磨擦片的上表面形狀設(shè)計(jì)壓模； (3)裝模燒結(jié)
a、先將生產(chǎn)粉末冶金鋼背的混合粉料按生產(chǎn)一個(gè)的用量裝入如圖2的底 模內(nèi)，再放入如圖3所示的壓模，用全自動(dòng)分體式多級(jí)浮動(dòng)模架，在YT315t 全自動(dòng)液壓機(jī)上，用8T/cti^的壓力，加壓成型，脫模后，并進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫 度為112(TC，保溫3小時(shí)，即生產(chǎn)出粉末冶金鋼背；
b、再將燒結(jié)后的粉末冶金鋼背裝入粉末冶金鋼背與粉末冶金磨擦片混合粉料 一次成型的模具內(nèi)，讓帶有成行、成列排列的小穴的一面朝上，再裝上圍板， 再按生產(chǎn)一個(gè)粉末冶金磨擦片的用量混合粉料，裝入壓制粉末冶金磨擦片的模 腔內(nèi)，再裝入壓模，在YT315t全自動(dòng)液壓機(jī)上，用6T/cit^的壓力壓制為一體， 然后脫模，采用自動(dòng)網(wǎng)帶式燒結(jié)爐進(jìn)行燒結(jié)，在氫氣保護(hù)氣氛下，燒結(jié)溫度控 制在1020。C，保溫3小時(shí)；
按照實(shí)施例1生產(chǎn)出的粉末冶金磨擦塊，經(jīng)檢測(cè)各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到轎車 用磨擦塊的要求。
權(quán)利要求
1. 一種轎車用粉末冶金摩擦塊的制備方法，其特征在于它是由以下生產(chǎn)步驟完成的(1)配料a、粉末冶金鋼背的原料重量百分配比為銅粉占1-3％、化合碳粉占0.3-0.6％、鎳粉占0.5-2.0％、水霧化鐵粉占94.4-98.2％，按此重量百分配比稱取銅粉、化合碳粉、鎳粉、水霧化鐵粉后，在雙錐形混料機(jī)內(nèi)進(jìn)行混合均勻，混粉時(shí)間為60-80分鐘，即得作為生產(chǎn)粉末冶金鋼背的混合粉料；b、粉末冶金摩擦片的原料重量百分配比為銅粉占7-9％、Al2O3粉占2-4％、鋅粉占5-7％、SiO2粉占0.8-1.2％、石墨粉占6-7％、還原鐵粉占71.8-79.2％，按此重量百分比稱取銅粉、Al2O3粉、鋅粉、SiO2粉、石墨粉、還原鐵粉后進(jìn)行混粉，作為生產(chǎn)摩擦片的混合粉料；混粉是在另一臺(tái)雙錐形混料機(jī)內(nèi)進(jìn)行的，混粉時(shí)間為80-100分鐘；(2)模具設(shè)計(jì)按轎車使用的摩擦塊的結(jié)構(gòu)要求設(shè)計(jì)模具，分粉末冶金鋼背模具和粉末冶金鋼背與粉末冶金摩擦片一次成型模具，在粉末冶金鋼背模具的壓模上設(shè)有成行、成列排列的圓柱體，圓柱體的直徑為3-4mm，高度為1-2mm，從而使生產(chǎn)的粉末冶金鋼背上除原有的與摩擦片的結(jié)合圓通孔外，又增加了與粉末冶金摩擦片相嵌入結(jié)合的成行、成列排列的小穴；(3)裝模燒結(jié)a、先將生產(chǎn)粉末冶金鋼背的混合粉料裝入粉末冶金鋼背模具內(nèi)，并采用全自動(dòng)分體式多級(jí)浮動(dòng)模架，該全自動(dòng)分體式多級(jí)浮動(dòng)模架安裝在YT315t全自動(dòng)液壓機(jī)上，通過多級(jí)浮動(dòng)，使粉末冶金鋼背一次成型，壓制力為7-8T/cm2，使粉末冶金鋼背上的粉末冶金摩擦片嵌入固定圓孔、半圓形彈簧安裝口及粉末冶金摩擦片嵌入的成行、成列排列的小穴一次壓制成型，并進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度控制在1115-1125℃范圍內(nèi)，保溫時(shí)間2-4小時(shí)；b、再將壓制成型并燒結(jié)過的粉末冶金鋼背放入粉末冶金鋼背與粉末冶金摩擦片粉料一次成型的模具內(nèi)，使壓制成型的粉末冶金鋼背帶有成行、成列排列的小穴的一面朝上，再裝入混配好的生產(chǎn)粉末冶金摩擦片的混合粉料，用全自動(dòng)多體式多級(jí)浮動(dòng)模架通過多級(jí)浮動(dòng)，壓制力為5-7T/cm2，使粉末冶金摩擦片在壓制成型的同時(shí)，與粉末冶金鋼背壓制成一體，再次進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)是采用自動(dòng)網(wǎng)帶式燒結(jié)爐，在氫氣保護(hù)氣氛下，燒結(jié)溫度控制在1000-1050℃范圍內(nèi)，保溫2-4小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種轎車用粉末冶金摩擦塊的制備方法，其特征在于它是由以下生產(chǎn)步驟完成的(1)配料包括粉末冶金鋼背配料和粉末冶金摩擦片配料、(2)模具設(shè)計(jì)按轎車使用的摩擦塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模具、(3)裝模燒結(jié)先燒結(jié)鋼背，再裝入摩擦片原料一并燒結(jié)成型。該轎車用粉末冶金摩擦塊及其制備方法，由于全部采用粉末冶金材料，并采用燒結(jié)為一整體的工藝，所以整體性能好，粉末冶金鋼背與粉末冶金磨擦片結(jié)合牢固穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)，而且還具有耐磨損、耐磨擦、制動(dòng)性能好優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于轎車用磨擦塊。
文檔編號(hào)B22F1/00GK101284310SQ20081001663
公開日2008年10月15日 申請(qǐng)日期2008年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日
發(fā)明者呂元之, 吳兆花, 吳榮昌, 張應(yīng)波, 民 童 申請(qǐng)人:呂元之