喷撒摩擦片国产化配方研究

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1、项目技术总结D221配方改进研究编制许成法校对张秋萍批准韩建国研制单位杭州粉末冶金研究所完成时间2009年12月20日摘要：通过对现用米巴公司引进喷撒摩擦片配方D221的分析，指出该配方存在的缺点即喷撒时石墨漂浮严重，造成摩擦片表面石墨聚集废品较多（约3%）。摩擦片摩擦性能不稳定，摩擦片配方含锡较高造成摩擦片成本较高。摩擦片配方中硅酸锆需从国外进口。针对上述缺点，研制了一种新型配方0903。关键词：喷撒摩擦片1.前言杭州粉末冶金研究所1984年引进奥地利米巴公司喷撒生产线。喷撒法生产粉末冶金摩擦片曾荣获机

2、械工业部科技进步二等奖，并在其后的企业发展中发挥了不可始料的作用。喷撒摩擦材料具有可干湿两用、动摩擦系数高、热负荷许用值大、热稳定性优、耐磨损性好等特点。在生产上体现出成本低（油槽模压成型，无后续机加工）、效率高（生产线网带式生产）、大批生产性能稳定、生产周期大大缩短等优势。本所可生产Φ340以下直径的喷撒摩擦片，摩擦层厚度范围为0.2㎜～1.3㎜。喷撒法生活粉末冶金摩擦片有如下工艺优点：1.烧结摩擦材料层密度均匀；若摩擦材料层上有油槽时，油槽底部的材料密度也是均匀的，无凹口效应，组织结构无撕裂现象。2.

3、不需要磨加工或其它机械加工，厚度即可达到精密公差，平行度好。3.钢芯板两面的摩擦材料层厚度均匀，不会因双金属效应产生翘曲。4.用模压成形法可经济地制造较窄的油槽，用覆盖法可制造较宽的油槽。5.可获得高孔隙度，从而有利于摩擦性能。6.钢芯板与摩擦材料层间可有效地进行联结，钢芯板可不需镀铜。7.烧结摩擦材料层的最小厚度为0.2㎜，可节约材料。从引进至今喷撒摩擦片生产一直采用米巴D211配方，生产过程发现该配方存在如下一些缺点：1.喷撒时表面石墨严重，由此造成产品报废约3%。2.摩擦片摩擦磨损性能不稳定。3.配

4、方中含锡较高，造成摩擦片成本较高。4.摩擦片中的硅酸锆要求较高，一直从国外进口。针对上述缺点，结合喷撒摩擦片工艺及性能要求，重新设计配方，通过工艺试验和性能测试，对配方进行了调整，最终研制出一种新型喷撒摩擦片国产化配方。1.试验方法2.1试验用原材料技术条件见表1材料名称技术条件铜粉锡粉锌粉铅粉铁粉石墨硅酸锆长石粉粒度（目）-200-200-200-200-100-100-150-100纯度（%）9999999998.599ZrO含量≥5598粉末种类电解雾化雾化还原片状天然南非产钾长石予扩散铜锡合金粉B

5、ro-S10-1人造颗粒2.2喷撒试验工艺流程配料——混料——喷撒予烧结——压槽——精整按试验方案配方进行配料，混料在V型混料机混合1小时。喷撒予烧结在喷撒网带炉里进行，予烧带温度650-700℃，烧结段温度810-830℃，予冷段温度800-810℃。粘结层粉重4±0.5g，摩擦层粉重25±1g。网带速度850-1000转/分钟。2.3性能检测喷撒予烧结摩擦片摩擦层与钢芯板粘接强度检测是用铲削方法进行判别，经铲削后摩擦片钢芯板表面须粘有一层摩擦层颗粒；铲削下来的摩擦层呈卷状。摩擦性能检测在湿式摩擦片试验

6、台上按JB/T7909《湿式烧结金属摩擦材料摩擦性能试验台试验方法》进行，摩擦层硬度检测按GB10425-89《烧结金属摩擦材料　表观硬度的测定》进行，钢球直径Φ2.5mm,负荷306N,负荷保持时间30秒。2.试验结果分析3.1配方设计喷撒摩擦片配方设计与普通压烧摩擦片相比，有一定特点。首先考虑的是混合粉流动性，流动性不好直接影响撒粉均匀性和摩擦片最终的平行度。其次，混合粉松装烧结工艺性。第三，解决撒粉时石墨漂浮和压制时石墨聚集造成的废品。第四，也是最重要的一点，保证摩擦片摩擦磨损性能，与原D221配方

7、摩擦片相比有一定的提高。摩擦片成本相当或有一定的降低。根据上述对喷撒摩擦片配方特点的分析，结合喷撒摩擦片材料的工况条件和性能技术指标，确定材料配方的基本思路分析如下。1）　材料必须有高的基体强度，以满足其高耐磨损性能、承受高的比压和抗冲击载荷能力的要求。决定采用锡、锌、铝、锰等合金组元对铜基体进行强化。2）　材料只能含有较低含量的非金属组元，以保证其有足够的的塑性，满足压槽工艺和精整的要求。3）为改善摩擦片外观质量，减少撒粉时石墨漂浮和压槽时石墨聚集造成的废品。配方设计时减少石墨含量。　材料在大量减少石墨

8、、氧化物等非金属组元的含量后，其摩擦磨损性能将会有较大损失。为满足其高的摩擦磨损性能要求，只有一条途径：提高材料的气孔率，利用边界摩擦，提高材料的摩擦系数。4）　高的气孔率使材料具有能进行内部油微循环的连通孔隙，它可以把材料在摩擦过程中产生的热迅速热带走，有效抑制界面温升，提高材料的能量负荷和功率负荷。但高的气孔率会使材料的基体强度下降，可能导致磨损的增加；另一方面，高的气孔率有利于摩擦界面油模的形成，可以使材料处于边界摩擦，