專利名稱：：一種銅基粉末冶金離合器摩擦體的制作方法
技術領域：
：本發明涉及離合器組件，具體涉及一種銅基粉末冶金離合器摩擦體。
背景技術：
：軌道機車(JZM-03)的離合器從動摩擦盤總成是鐵路系統各機務段所用軌道機車離合器中的關鍵部件，它與中壓板(離合器對偶)組成摩擦副，在離合器中起著傳遞扭矩、承擔著軌道車前進、停止、后退的作用，是軌道機車離合器中必不可少的重要部件。每臺軌道車離合器中有2個離合器從動摩擦盤總成和1個中壓板，加上左、右兩端蓋板組成四個摩擦副。其中軌道機車離合器從動摩擦盤總成又是由12個離合器摩擦體、l個離合器鋼芯片、大小減振彈簧各8個、l個花盤、l個花鍵齒盤、2個蓋板，并用10個平頭鉚釘和8個沉頭鉚釘等共計61個零件鉚接組裝而成。每個離合器摩擦體是由一塊鋼芯板和連接在其上的一片摩擦片，在加壓式鐘罩爐中燒結而成的。依據QC/T25-2004、JB3063-1982、TB/T3005-2008等中國行業標準，鐵路軌道機車最大軸重25噸、最大運行速度120Km/h、最大牽引力》217.5KN，工作負荷很大。在這樣重載條件下工作的摩擦材料，必須承受較高的使用溫度，要有較高的機械-物理性能和可靠的摩擦-磨損性能。要求燒結制品密度P-4.85.5g/cm3、表面硬度HB=2560、抗壓強度》147N/mm2;抗剪強度》20N/mm2;靜摩擦系數不低于Q.3G;滑動平均摩擦系數》0.26。而現有的摩擦材料，如FM-103G、FM-105G等銅基粉末冶金摩擦材料，在軌道車這樣的重載條件下，摩擦系數僅為Q.15-Q.2左右，抗剪、抗壓強度較低，磨損也大，達不到鐵路軌道車的要求，其價格較高，不經濟。
發明內容本發明的目的是提供一種銅基粉末冶金離合器摩擦體，它有良好的熱穩定性，能承受較高的使用溫度；有良好的耐磨性，使用壽命能達到中國行業標準的規定；有良好的磨合性和抗粘性，能夠平穩地傳遞扭矩和制動，而且成本較低。本發明所述的一種銅基粉末冶金離合器摩擦體，包括鋼芯板，其特征在于一片銅基粉末冶金摩擦片裝疊在鋼芯板上，并在加壓下燒結為一體。所述的一種銅基粉末冶金離合器摩擦體，其特征在于所述的銅基粉末冶金摩擦片的成分重量百分比為銅包鐵復合粉(Cu'Fe):1214%，Sn:57%，Pb:24%，Zn:13%，合批石墨粉(C合批)810%，SiC:35%，Zr02*Si02(鋯英砂)57%，Cu:余量；添加劑:硬脂酸鋅為總量的0.8%，機油為總量的O.3%;所述的銅基粉末冶金摩擦片的成分規格為銅包鐵復合粉(Cu，Fe):-100目，Sn:-200目，Pb:-200目，Zn:-150目，合批石墨粉(C合批)-60+100目占75%、-100+140目占15%、-200目占10%,SiC:-60+140目，Zr02Si02(鋯英砂):-60+140目，Cu:-200目;添加劑硬脂酸鋅-325目，機油30#。所述的一種銅基粉末冶金離合器摩擦體，其制造工藝流程如下第一步，按照上述配方備料一配料一混合一壓制得到銅基粉末冶金摩擦片，壓制過程在Y32—500型號的壓力設備上進行，壓制壓力為44.5T/cm2;第二步，選用鋼板一沖壓一去毛刺一鍍銅得到鋼芯板；第三步，將銅基粉末冶金摩擦片裝疊在鋼芯板上，并用膠帶固定；第四步，加壓燒結，將銅基粉末冶金摩擦片裝疊在鋼芯板上后，在加壓下燒結為一體，燒結過程是在型號為RSZ35—115鐘罩式加壓燒結爐中進行的，其工藝參數是溫度為760780'C、燒結壓力為910Kg/cm2、保溫時間為33.5h;燒結保溫結束后，隨爐冷卻到70(TC，吊去爐體，空冷至30(TC，再在內罩上澆水冷至8(TC以下，停氣出爐；整個燒結過程均在氨分解氣(H2、N2)保護條件下進行；最后，經刷光一擴孔一磨端面一去毛刺—整形一終檢一入庫。所述的一種銅基粉末冶金離合器摩擦體，其特征在于所述的銅基粉末冶金摩擦片的成分重量百分比為銅包鐵復合粉(Cu*Fe):1214%，Sn:57%，Pb:24%，Zn:l3%,合批石墨粉(C合批):810%,SiC:35%，3A12032Si02(莫來石):57%，Cu:余量;添加劑:硬脂酸鋅為總量的0.8%，機油為總量的0.3%;所述的銅基粉末冶金摩擦片的成分規格為銅包鐵復合粉(Cu，Fe):-100目，Sn:-200目，Pb:-200目，Zn:-150目，合批石墨粉(C合批)-60+100目占75%、-100+140目占15%、-200目占10%，SiC:-60+140目，3A12032Si02(莫來石):-60+140目，Cu:-200目；添加劑硬脂酸鋅-325目，機油30#。所述的一種銅基粉末冶金離合器摩擦體，其制造工藝流程如下第一步，按照上述配方備料一配料—混合一壓制得到銅基粉末冶金摩擦片，壓制過程是在Y32—500型號的壓力設備上進行，壓制壓力為44.5T/cm2;第二步，選用鋼板—沖壓一去毛刺一鍍銅得到鋼芯板l;第三步，將銅基粉末冶金摩擦片裝疊在鋼芯板上，并用膠帶固定。第四步，加壓燒結，將銅基粉末冶金摩擦片裝疊在鋼芯板上后，在加壓下燒結為一體，燒結過程是在型號為RSZ35—115的鐘罩式加壓燒結爐中進行的，其工藝參數是溫度為760780。C、燒結壓力為910Kg/cm2、保溫時間為33.5h;燒結保溫結束后，隨爐冷卻到70(TC，吊去爐體，空冷至30(TC，再在內罩上澆水冷至80。C以下，停氣出爐；整個燒結過程均在氨分解氣(H2、N2)保護條件下進行；最后，經刷光一擴孔一磨端面一去毛刺一整形一終檢一入庫。本銅基粉末冶金摩擦片的特點(1)在基體材料Cu粉中加入1214%的銅包鐵復合粉(Cu*Fe)作為基體材料的輔助組元，有利于基體硬度和強度性能的提高；所述的銅包鐵復合粉是一種在-100目鐵粉上，用化學方法均勻包覆一層銅。(2)成分中的合批石墨粉(C^t)系采用不同粒度的鱗片石墨和恰當的比例(即-60+100目占75%;-100+140目占15%;-200目占10%)組成的合批石墨粉。這種合理的粒度組成，既有利于潤滑，又有利于提高材料的最低摩擦系數，減小摩擦系數的波動性，使材料的耐磨性變好；(3)成分中加入粒度較粗、比例為35%的碳化硅、比例為57%的鋯英砂或者比例為57%的莫來石粉末作為摩擦組元，較單一的碳化硅材料好，能得到較為理想的摩擦-磨損性能。特別是鋯英砂的加入，比加入莫來石的工藝性能要好。本發明的有益效果1)離合制動性能好，摩擦系數穩定，接排柔合、平穩，安全可靠。2)粉層密度高、表觀硬度低，自身磨損和對偶磨損小，使用壽命長，高于國外同類產品的質量水準。3)熱穩定性好，燒結件能在50(TC以下正常工作。4)涉水性好，離合器遇有雨水時，仍然保持良好的摩擦性能，而且對環境無污染；5)增加了一種適合重載條件下工作的新型(干式)銅基粉末冶金摩擦材料，不僅解決了生產JZM-03/01鐵路軌道機車離合器摩擦體要求的技術問題，同時還可以用這種材料生產制造大型重載汽車、工程鍛壓機械等所需的離合器干式摩擦制動元件。圖1是離合器摩擦體的結構示意圖。圖2是圖1的俯視圖。具體實施例方式實施例一第一種銅基粉末冶金離合器摩擦體，參見圖1和圖2，一片銅基粉末冶金摩擦片2裝疊在鋼芯板1上，并在加壓下燒結為一體；其銅基粉末冶金摩擦片2的成份及規格見表1表l<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>注※為合批石墨粉，其合批比例為-60+100目占75%;-100+140目占15%;-200目占10%;Cu*Fe為銅包鐵復合粉，其專利號為ZL031178634,執行標準Q/CYZ.6-2001。第一種銅基粉末冶金離合器摩擦體，其制造工藝流程如下第一步，按照上述配方備料—配料—混合一壓制得到銅基粉末冶金摩擦片2;壓制過程是在Y32—500型號的壓力設備上進行，壓制壓力為44.5T/cm2;第二步，選用鋼板一沖壓一去毛刺一鍍銅得到鋼芯板l;第三步，將銅基粉末冶金摩擦片2裝疊在鋼芯板1上；并用膠帶固定；第四步，加壓燒結，將銅基粉末冶金摩擦片2裝疊在鋼芯板1上后，在加壓下燒結為一體，燒結過程是在型號為RSZ35—115的鐘罩式加壓燒結爐中進行的，其工藝參數是溫度為76078(TC、燒結壓力為910Kg/cm2、保溫時間為33.5h;燒結保溫結束后，隨爐冷卻到70(TC，吊去爐體，空冷至30(TC，再在內罩上澆水冷至80'C以下，停氣出爐；整個燒結過程均在氨分解氣(H2、N2)保護條件下進行；最后，經刷光一擴孔一磨端面一去毛刺一整形一終檢一入庫。本例中的銅基粉末冶金摩擦片的的成分重量百分比也可為以下2種配方(1)Cu，Fe:127o，Sn:7%>，Pb:4%，Zn:17。，C合批8%，SiC:3%，Zr02，Si02(鋯英砂)7%,Cu:余量；添加劑硬脂酸鋅為總量的0.8%，機油為總量的O.3%;(2)Cu*Fe:14%>，Sn:57。，Pb:3.5%，Zn:3%,C合批8.5%，SiC:3.5%，Zr02*Si02(鋯英砂)6.5%，Cu:余量；添加劑硬脂酸鋅為總量的0.8%，機油為總量的O.3%。實施例二第二種銅基粉末冶金離合器摩擦體，參見圖1和圖2，一片銅基粉末冶金摩擦片2裝疊在鋼芯板1上，并在加壓下燒結為一體；其銅基粉末冶金摩擦片2的成份及規格見表2。7表2<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>注※為合批石墨粉，其合批比例為-60+100目占75%;-100+140目占15%;_200目占10%;Cu*Fe為銅包鐵復合粉，其專利號為ZL031178634,執行標準Q/CYZ.6—2001。第二種銅基粉末冶金離合器摩擦體，其制造工藝流程如下第一步，按照上述配方備料一配料一混合—壓制得到銅基粉末冶金摩擦片2，壓制過程是在Y32—500型號的壓力設備上進行，壓制壓力為44.5T/cm2;第二步，選用鋼板一沖壓一去毛刺一鍍銅得到鋼芯板l;第三步，將銅基粉末冶金摩擦片2裝疊在鋼芯板1上，并用膠帶固定。第四步，加壓燒結，將銅基粉末冶金摩擦片2裝疊在鋼芯板1上后，在加壓下燒結為一體，燒結過程是在型號為RSZ35—115的鐘罩式加壓燒結爐中進行的，其工藝參數是溫度為760780°C、燒結壓力為910Kg/cm2、保溫時間為33.5h;燒結保溫結束后，隨爐冷卻到700°C，吊去爐體，空冷至300°C，再在內罩上澆水冷至8(TC以下，停氣出爐；整個燒結過程均在氨分解氣(H2、N2)保護條件下進行；最后，經刷光一擴孔一磨端面一去毛刺一整形一終檢一入庫。本例中的銅基粉末冶金摩擦片的的成分重量百分比也可為以下2種配方("Cu*Fe:12%，Sn:7%，Pb:4%，Zn:1%，C合批8%，SiC:3%，3A1203'2Si02(莫來石)7%，Cu:余量；添加劑硬脂酸鋅為總量的0.8%，機油為總量的O.3%;(2)Cu'Fe:14%，Sn:5%，Pb:3.5%,Zn:3%，C合批8.5%,SiC:3.5%，3A1203'2Si02(莫來石)6.5%，Cu:余量；添加劑硬脂酸鋅為總量的0.8%，機油為總量的0.3%。為了獲得符合鐵路軌道機車離合器摩擦體材料的摩擦-磨損性能，先后進行了多次小樣選材試驗。下面僅以MM-1000摩擦性能的一次測試為例加以說明，其結果見表3。表3中的配方1#和配方2#是指表1和表2的配方。表3離合器摩擦體選材試驗配方檢測結果<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>注1、試驗試樣粉末冶金單面試樣小75Xd)53X20(骨架厚度為17)對偶試樣(輪箍鋼或耐磨合金鑄鐵)4>75X4>53X202、試驗貫量2Kg.cm.s23、試驗壓力1.OMpa4、試驗速度(r.p.m):2000(28,27Km/h)從上述表中看出從摩擦系數看，配方1#和配方2#可取。配方1#和配方2#樣品均對鑄鐵對偶磨損較大，若用戶用的是鋼對偶就無所謂了。從摩擦性能看，兩個配方相比較，配方1#稍優于配方2#。但配方2#的工藝性能要優于1#。根據離合器摩擦體MM-1GQQ摩擦試驗檢測結果，配方1#和配方2#都能滿足軌道機車離合器從動摩擦盤總成的技術要求。權利要求1、一種銅基粉末冶金離合器摩擦體，包括鋼芯板(1)，其特征在于一片銅基粉末冶金摩擦片(2)裝疊在鋼芯板(1)上，并在加壓下燒結為一體。2、如權利要求1所述的一種銅基粉末冶金離合器摩擦體，其特征在于所述的銅基粉末冶金摩擦片(2)的成分重量百分比為銅包鐵復合粉1214%，Sn:57%，Pb:24%，Zn:13%，合批石墨粉810%，SiC:35%，Zr02'Si02+(鋯英砂)57%，Cu余量；添加劑硬脂酸鋅為總量的0.8%，機油為總量的0.3%;所述的銅基粉末冶金摩擦片(2)的成分規格為銅包鐵復合粉-100目，Sn:-200目，Pb:-200目，Zn:-150目，合批石墨粉-60+100目占75°/。、-100+140目占15%、-200目占10%，SiC:-60+140目，Zr02Si02:-60+140目，Cu:-200目;添加劑硬脂酸鋅-325目，機油30#。3、如權利要求1或2所述的一種銅基粉末冶金離合器摩擦體，其制造工藝流程如下第一步，按照上述配方備料一配料一混合一壓制得到銅基粉末冶金摩擦片(2)，壓制過程是在Y32—500型號的壓力設備上進行的，壓制壓力為44.5T/cm2;第二步，選用鋼板—沖壓一去毛刺—鍍銅得到鋼芯板(1);第三步，將銅基粉末冶金摩擦片(2)裝疊在鋼芯板(1)上，并用膠帶固定。第四步，加壓燒結，將銅基粉末冶金摩擦片(2)裝疊在鋼芯板(1)上后，在加壓下燒結為一體，燒結過程是在型號為RSZ35-115鐘罩式加壓燒結爐中進行的，其工藝參數是溫度為76078(TC、燒結壓力為910Kg/cm2、保溫時間為33.5h;燒結保溫結束后，隨爐冷卻到70(TC，吊去爐體，空冷至30(TC，再在內罩上澆水冷至80'C以下，停氣出爐；整個燒結過程均在氨分解氣保護條件下進行；最后，經刷光—擴孔一磨端面一去毛刺一整形一終檢一入庫。4、如權利要求1所述的一種銅基粉末冶金離合器摩擦體，其特征在于所述的銅基粉末冶金摩擦片(2)的成分重量百分比為銅包鐵復合粉1214%，Sn:57%，Pb:24%，Zn:13%，合批石墨粉810%，SiC:35%，3A12032Si02(莫來石)57%，Cu:余量；添加劑硬脂酸鋅為總量的0.8%，機油為總量的O.3%;所述的銅基粉末冶金摩擦片(2)的成分規格為銅包鐵復合粉-100目，Sn:-200目，Pb:-200目，Zn:-150目，合批石墨粉-60+100目占75%、-100+140目占15%、-200目占10%，SiC:-60+140目，3A12032Si02(莫來石):一60+140目，Cu:-200目；添加劑硬脂酸鋅-325目，機油30#。5、如權利要求1和4所述的一種銅基粉末冶金離合器摩擦體，其制造工藝流程如下第一步，按照上述配方備料一配料一混合一壓制得到銅基粉末冶金摩擦片(2)，壓制過程是在Y32—500型號的壓力設備上進行的，壓制壓力為44.5T/cm2;第二步，選用鋼板一沖壓一去毛刺一鍍銅得到鋼芯板(1);第三步，將銅基粉末冶金摩擦片(2)裝疊在鋼芯板(1)上，并用膠帶固定。第四步，加壓燒結，將銅基粉末冶金摩擦片(2)裝疊在鋼芯板(1)上后，在加壓下燒結為一體，燒結過程是在型號為RSZ35-115鐘罩式加壓燒結爐中進行的，其工藝參數是溫度為76078(TC、燒結壓力為910Kg/cm2、保溫時間為33.5h;燒結保溫結束后，隨爐冷卻到70(TC，吊去爐體，空冷至30(TC，再在內罩上澆水冷至8(TC以下，停氣出爐；整個燒結過程均在氨分解氣保護條件下進行；最后，經刷光一擴孔一磨端面一去毛刺一整形一終檢一入庫。全文摘要本發明涉及一種銅基粉末冶金離合器摩擦體，包括鋼芯板，其特征在于一片銅基粉末冶金摩擦片裝疊在鋼芯板上，并在加壓下燒結為一體。銅基粉末冶金摩擦片的成分重量百分比為銅包鐵復合粉12～14％，Sn5～7％，Pb2～4％，Zn1～3％，合批石墨粉8～10％，SiC3～5％，ZrO<sub>2</sub>·SiO<sub>2</sub>(鋯英砂)5～7％[或3Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>·2SiO<sub>2</sub>(莫來石)5～7％]，Cu余量；添加劑硬脂酸鋅為總量的0.8％，機油為總量的0.3％。本發明離合制動性能好，接排柔合、平穩，安全可靠；不僅解決了生產鐵路軌道機車離合器摩擦體的技術問題，同時還可以用于生產制造大型重載汽車、工程鍛壓機械等所需的離合器干式摩擦制動元件。文檔編號F16D69/00GK101666364SQ20091019088公開日2010年3月10日申請日期2009年9月16日優先權日2009年9月16日發明者侯開太,向興碧,唐開祥,賴紹楷,江郭,馬鐵驪申請人:重慶江洲粉末冶金科技有限公司