铝含量对铜基粉末冶金材料性能的影响
粉末冶金摩擦材料-培训教材
粉末冶金摩擦材料 （培训教材） 中国粉末冶金实验基地
目录 1．概述 2．粉末冶金摩擦材料的特点 3．我国生产的粉末冶金摩擦材料4．粉末冶金摩擦材料的装配 5．粉末冶金摩擦材料的组成 6．粉末冶金摩擦材料的生产 7．对摩材料
1．概述 摩擦材料是制动器（刹车制动）、离合器（传递扭矩）使用的一种功能性材料，它对制动器、离合器的工作起着重要的作用。例如，飞机的刹车片、汽车的刹车带、火车的制动闸瓦（闸片）等，是用做制动器中的摩擦材料。离合器片则是用在离合器中的摩擦材料。与摩擦材料一起摩擦进行工作的材料在飞机上称为对偶，或者叫作对摩材料；而在火车和汽车上则称为制动盘材料。摩擦材料和对摩材料构成一组摩擦副。尽管摩擦副的工作是由摩擦材料和对摩材料的共同性质所决定的，但是在其中起主要作用的、决定性作用的仍然是摩擦材料。 制动就是强制运转的机器或机械减速和停止的过程。在制动器中，摩擦副吸收机器或机械的动能，并把它转化为热能。一部分热量发散到周围的环境中去，而另一部分为摩擦副所吸收，使摩擦副本身的温度升高。传递扭矩摩擦副的工作和制动摩擦副的工作没有什么本质的区别，同样都是摩擦副中摩擦材料和对摩材料的相对速度发生变化。工作开始时相对速度最大，而后逐渐减小到零的过程。区别是工作时间的长短（制动时间一般是从几秒到十几秒，传递扭矩的时间一般是十分之几秒到几秒）不同，吸收能量的大小不同，摩擦因数不同，因而摩擦副的工作温度也不同。 摩擦副在工作过程中总是要吸收能量，使本身的温度升高。因此，摩擦材料不是在室温，而是在较高的温度下工作的。 摩擦材料工作时的温度和升温速度，在结构一定的情况下，主要和摩擦副工作时必须吸收的能量大小、吸收这些能量的时间间隔有关。吸收的能量越大、时间间隔越短，那么摩擦材料的温度越高，升温速度也越大。在某些情况下，发生热冲击，也就是在很短的时间间隔之内，摩擦表面产生极高的温度。例如，飞机在着陆制动时，在3～5秒种之内，摩擦材料工作表面温度可达到1000℃以上，体积温度高达400℃～600℃。 在油中工作的离合器摩擦副（称为湿式工作条件下），尽管工作时吸收的能量也很大，但由于有油的存在，一般工作表面的温度和整个摩擦材料的体积温度不超过200℃。 摩擦材料是靠表面工作的。在工作中，摩擦材料的工作表面温度很快升高，而后靠传导作用，使整个摩擦材料的温度升高。因此，摩擦材料的工作表面温度和整
高速列车粉末冶金制动材料的研究进展
高速列车粉末冶金制动材料的研究进展 发表时间：2019-08-12T17:02:13.783Z 来源：《防护工程》2019年9期作者：孙鑫 [导读] 介绍了闸片/制动盘匹配性的研究;最后，归纳了摩擦磨损性能的评价与预测方法，总结了摩擦磨损机理的最新研究进展。 承德天大钒业有限责任公司河北承德 067000 摘要：目前，我国的综合国力在快速的发展，社会在不断的进步，为适应高速列车更快速、更安全、更舒适、更环保的发展需求，高速列车制动材料应具备合适且稳定的摩擦因数、优良的耐磨性、高的耐热性与抗热疲劳性、足够的机械强度、与制动盘匹配良好、良好的环境适应性及环境友好性等特性。由于在制动方面具有不可替代的优越性，目前300km/h及以上的高速列车均采用粉末冶金制动材料。从材料设计、制备技术、摩擦磨损性能与机理及性能评价等方面，对近年来高速列车粉末冶金制动材料的研究进展进行了综述。首先，阐述了材料中基体组元、润滑组元及摩擦组元的基础研究，以及材料的环保化、组元简易化发展趋势;其次，探讨了制备工艺参数对摩擦磨损性能的影响，简述了制备技术的发展;再次，分析了服役条件对摩擦磨损性能的影响规律，介绍了闸片/制动盘匹配性的研究;最后，归纳了摩擦磨损性能的评价与预测方法，总结了摩擦磨损机理的最新研究进展目前，我国的综合国力在快速的发展，社会在不断的进步，为适应高速列车更快速、更安全、更舒适、更环保的发展需求，高速列车制动材料应具备合适且稳定的摩擦因数、优良的耐磨性、高的耐热性与抗热疲劳性、足够的机械强度、与制动盘匹配良好、良好的环境适应性及环境友好性等特性。由于在制动方面具有不可替代的优越性，目前300km/h及以上的高速列车均采用粉末冶金制动材料。从材料设计、制备技术、摩擦磨损性能与机理及性能评价等方面，对近年来高速列车粉末冶金制动材料的研究进展进行了综述。首先，阐述了材料中基体组元、润滑组元及摩擦组元的基础研究，以及材料的环保化、组元简易化发展趋势;其次，探讨了制备工艺参数对摩擦磨损性能的影响，简述了制备技术的发展;再次，分析了服役条件对摩擦磨损性能的影响规律，介绍了闸片/制动盘匹配性的研究;最后，归纳了摩擦磨损性能的评价与预测方法，总结了摩擦磨损机理的最新研究进展。 关键词：高速列车;制动材料;粉末冶金;研究进展;摩擦磨损 引言 长期以来,我国列车一直在低速状态下运行。从1997年开始,经过全国范围内的几次大提速,目前已达到了160～200km/h。早在90年代初,日、法、德等国就已开通了最高速度达300km/h的高速列车,相比而言,我国现在的列车时速只能算是“中速”,离高速还有一段距离。 1材料设计及制备技术的研究现状 1.1基体组元 铜基体将摩擦组元和润滑组元保持其中而结为一体，为载荷和制动能量的主要载体，其结构和性能较大程度上决定了铜基制动材料的物理机械性能和摩擦磨损性能。通过研究铜粉特性、合金元素固溶强化及第二相强化等，可改善铜基体性能。采用粒度为106μm的铜粉，制备的铜基制动材料表现出良好的综合性能，摩擦因数稳定、磨损率低。研究表明，以氧化铝弥散强化铜粉为基体的材料展现出良好的摩擦因数稳定性，但磨损量较大;采用铁钴铜预合金化铜粉可避免单质粉末混合时的成分偏析，所制备的材料能形成稳定的氧化膜，磨耗量低而稳定。通常可以通过添加Sn，Ni，Al，Cr，W等合金元素来强化铜基体。Ni的添加不仅可以有效提高材料的硬度及强度，还可增加摩擦因数稳定性，减小磨损。W的添加可以提高材料的热容量、显著改善材料的摩擦磨损性能，添加含量小于3%(质量分数，下同)的W可小幅提高材料的硬度。近年来，又采用新型合金元素强化铜基体。Ti的添加引起铜基体晶格畸变，材料硬度及强度提高，减轻了材料的犁削，有利于提高材料的耐磨性。稀土元素La可细化铜基体晶粒，产生固溶强化及弥散强化，改善材料的微观结构，提高了材料的摩擦学性能和力学性能。Fe来源广泛，常作为关键组元添入铜基体，一方面起强化作用，同时又可调节摩擦因数及摩擦稳定性，大多数高速列车粉末冶金制动材料中添加了Fe。证实Fe可显著提高铜基制动材料的硬度、抗弯强度和抗压强度，Fe含量为15%的铜基制动材料具有高摩擦因数、制动稳定性及较低的磨损量。发现小粒度铁粉可显著提高材料的强度和硬度，但材料表现出低而不稳定的摩擦因数;含大粒度铁粉的材料剪切强度和硬度较低，但摩擦因数稳定。 1.2粉末冶金闸瓦和闸片 粉末冶金闸瓦和闸片的生产工艺相似,均是先把混合好的金属和非金属粉末压制成形,然后在分解氨气氛中进行加压烧结。粉末冶金闸瓦既具有铸铁闸瓦的摩擦系数不受天气气候影响的优点,又具有有机合成闸瓦的摩擦系数不随列车速度变化的优点,并且耐磨性和导热性都好。瑞典、加拿大等国的高速列车,大功率机车和法国TGV高速列车等均曾使用这种闸瓦,且都取得了一定的制动效果。但粉末冶金闸瓦对车轮的磨损较为严重,成本比铸铁及有机合成闸瓦高,因此使其难以大量使用。 1.3制备技术 由于制备工艺成熟、简单，又可保证材料具备高的强度，大多数高速列车粉末冶金制动材料的制备采用钟罩炉加压烧结技术，其基本工序为:原料混合→混合料压制成型→压坯与镀铜钢背板加压烧结成一体→烧结产品机加工。目前，该制备技术的研究主要集中于工艺参数和方法的优化。为避免混合料成分偏析，采用粘结化工艺制备铜基制动材料，显著改善粉末混合的均匀性，有利于材料的成分与密度均匀分布。作为加压烧结技术的重要环节之一，粉末压制影响着压坯的密度及其分布，压坯密度的增加有助于提高铜基制动材料的各项性能。在压制过程，影响压坯密度的因素有压制压力、加压速度、模具表面粗糙度等。 2摩擦磨损机理 制动材料的磨损伴随摩擦存在，有摩擦就有磨损，有磨损并不意味磨损失效，从磨损到磨损失效是一个由量变到质变及存在着磨损机制转变的过程。高速列车粉末冶金制动材料的磨损失效分析是研究和解决磨损问题的前提和关键，首先必须揭示造成材料磨损的原因，即研究摩擦磨损机理。探讨了制动速度对铜基制动材料摩擦磨损机理的影响，制动速度较低时，材料表面温度低，表面组织基本没有变化，摩擦作用主要以克服啮合为主，摩擦因数较高;当制动速度提高，表面材料因温度升高而塑性变形及磨料的压入，摩擦接触面积增大，磨损机理以磨粒为主，摩擦因数降低;进一步提高制动速度，摩擦表面温度升高，材料产生氧化，氧化膜破裂而新生表面又产生氧化，材料的硬质相脱离并参与摩擦，磨损机理转为氧化磨损、材料剥落及磨粒磨损。 结语 随着高速列车行驶速度和人们对安全、舒适、环保要求的不断提高，只有强化粉末冶金制动材料基础理论的研究，发展新材料、新工
粉末冶金材料标准表完整版本
公司制造的铁基粉末冶金零件执行标准与成分性能 <一> GB/T14667.1-93 <二> MPIF-35 编辑版word
烧结铁和烧结碳钢的化学成分(%). 材料牌号Fe C F-0000 97.7-100 0.0-0.3 F-0005 97.4-99.7 0.3-0.6 F-0008 97.1-99.4 0.6-0.9 注: 用差减法求出的其它元素(包括为了特殊目的而添加的其它元素)总量的最大值为2.0%。▲烧结铁-铜合金和烧结铜钢的化学成分(%). 材料牌号Fe Cu C FC-0200 83.8-98.5 1.5-3.9 0.0-0.3 FC-0205 93.5-98.2 1.5-3.9 0.3-0.6 FC-020893.2-97.9 1.5-3.9 0.6-0.9 FC-0505 91.4-95.7 4.0-6.0 0.3-0.6 FC-0508 91.1-95.4 4.0-6.0 0.6-0.9 FC-0808 88.1-92.4 7.0-9.0 0.6-0.9 FC-1000 87.2-90.5 9.5-10.5 0.0-0.3 烧结铁-镍合金和烧结镍钢的化学成分(%). 材料牌 号 Fe Ni Cu C FN-0200 92.2-99.0 1.0-3.0 0.0-2.5 0.0-0.3 FN-0205 91.9-98.7 1.0-3.0 0.0-2.5 0.3-0.6 FN-0208 91.6-98.4 1.0-3.0 0.0-2.5 0.6-0.9 FN-0405 89.9-96.7 3.0-5.5 0.2-2.0 0.3-0.6 FN-0408 89.6-96.4 3.0-5.5 0.0-2.0 0.6-0.9 注: 用差减法求出的其它元素(包括为了特殊 编辑版word
Fe在铜基粉末冶金摩擦材料中的作用
收稿日期:2006-02-20 基金项目:湖南省科技重大项目产业化研究资助(01-96-10)作者简介:陈 洁(1978-),女(汉),湖南长沙人,在读博士,主要从事复合材料的研究。 Fe 在铜基粉末冶金摩擦材料中的作用 陈 洁,熊 翔,姚萍屏,李世鹏 (中南大学粉末冶金研究院国家重点实验室,湖南 长沙 410083) 摘 要:研究了Fe 在铜基粉末冶金航空摩擦材料中的摩擦磨损作用及机理。研究表明:Fe 在 铜基摩擦材料中起到了摩擦组分的作用,对材料的机械性能和摩擦磨损性能起到了重要的作用。Fe 能提高铜基摩擦材料的强度、硬度;当Fe 含量超过4%后,随Fe 含量的增加,材料的摩擦系数及稳定性增加;高速摩擦条件下,Fe 能促进摩擦面氧化膜的形成,减小材料的摩擦系数和磨损量。 关键词:粉末冶金摩擦材料;摩擦磨损;摩擦组分;摩擦机理中图分类号:TF12512 文献标识码:A 文章编号:1006-6543(2006)04-0016-05 THE WOR KIN G OF Fe IN COPPER -BASED P/M FRICTION MA TERIAL CHEN Jie ,XIONG Xiang ,YAO Ping -ping ,L I Shi -peng (Stare K ey Laboratoty of Powder Metallurgy ,Central S outh University ,Changsha 410083,China ) Abstract :The working mechanism of Fe in a new type of copper -based P/M friction material was studied 1The results show that Fe works as frictional component in copper -based friction ma 2terials ,influening the mechanical and frictional property of materials 1Fe can increase the strength and hardness of friction material ;when Fe is more than 4%,with the increase of Fe ,the friction coefficient and stability of the material are enhanced 1At the same time ,at high speed friction ,Fe takes part in formation of oxide film on friction surface ,so the wear loss of friction material is de 2creased 1 K ey w ords :P/M friction material ;friction and wear ;friction component ;friction mechanism 铜基粉末冶金摩擦材料由于其良好的导热性、耐磨性而被广泛应用于各种离合器和刹车装置中[1]。粉末冶金摩擦材料是以金属及其合金为基体,添加硬质颗粒摩擦组元和固体润滑组元,用粉末冶金的方法制造而成的金属基颗粒复合材料[2]。因此,可以通过调节和控制复合材料中各组元的含量及存在形式来改善材料的物理机械性能,进而提高材料的摩擦磨损性能,最终得到综合性能优异的粉末冶金摩擦材料。 粉末冶金摩擦材料中大都加有Fe 作为摩擦组元,以提高材料的摩擦系数[3,4],其含量一般在5%～25%的范围内。有资料显示[5],Fe 含量在5%以下时,摩擦系数才有所提高,随后Fe 含量增加,材料的摩擦系数变化不大,且Fe 含量增加,材料磨损量增加,对偶磨损量则减少[6]。本文即针对Fe 在新型铜基粉末冶金摩擦材料中的作用机理进行了系统的分析,明确了Fe 对铜基粉末冶金摩擦材料摩擦磨损性能的影响。 第16卷 第4期 2006年8月 粉末冶金工业POWDER METALL URG Y IN DUSTR Y Vol.16No.4Aug.2006
粉末冶金摩擦材料原料作用分析
高铁粉末冶金刹车片用原材料作用分析粉末冶金摩擦材料的问世距今已有近百年的历史，尤其在近几年发展尤为迅猛。粉末冶金工艺可以将金属和非金属组分的不同性能很好地配合于一种材料中，已有逐渐代替有机物粘结高分子材料的趋势。 粉末冶金摩擦材料一般由三部分组成：构成基体金属骨架的组元、润滑组元和摩擦组元。是一种含有金属和非金属多种组分的假合金。 1构成基体金属骨架的组元 简称基体组元。常用铜、铁、二硫化钼、镍、钛、铬、钼、钨、磷、锡、铝、锌等。 基体组元由基本组元和辅助组元两部分组成，基本组元在成分中占的比重最大。在铁基中，基本组元是铁。在铜基中，基本组元是铜。辅助组元与基本组元形成合金，从而改善基本组元的性能，或者是赋予基本组元以某种所需要的性能。辅助组元在铁基材料中有二硫化钼、镍、铬、钼、铜及磷等。在铜基中主要是锡、铝、锌及磷等。 粉末冶金摩擦材料的性能、工艺特点在很大程度上取决于基体组元的化学成分、结构和物理机械性能。基体组元保证了材料的承载能力、热稳定性、耐磨性，以及在高温工作时保持住摩擦剂和润滑剂颗粒的能力。一般在粉末冶金摩擦材料中，基体组元占铁基材料的50%~70%，占铜基材料的60%~90%。 1.1铁 近年来铁基粉末冶金摩擦材料的发展很快，主要是由于它节省有色金属，在高温高负荷下显示出更加优良的摩擦性能，机械强度高，能够承受比较大的压力，因而它应用在很多领域。但是，由于铁与对偶具有很强的亲和性，有利于粘结过程的发展，因此需加入大量的其他元素使铁合金化以降低铁的塑性，提高其强度、屈服极限和硬度，以克服次缺点，但同时也提高了成本和加工工艺复杂度。 铁基材料的基体组元中，加入镍、铬、钼，主要目的在于提高材料机械-物理性能和耐热耐腐性能。加入磷，能提高材料的强度，提高耐磨性。加入二硫
烧结气氛论文：烧结工艺对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响
烧结气氛论文：烧结工艺对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响 【中文摘要】随着我国铁路运输业的飞速发展,列车运行速度一提再提,这就对制动摩擦材料提出了更为苛刻的要求。铜基粉末冶金摩擦材料因其具有高的机械强度、高导热性和优良的摩擦磨损性能而成为高速列车制动闸片的首选材料,如何通过制备工艺和原料体系的改进提高材料的耐温性能和摩擦稳定性一直是人们研究的重点。本文通过采用不同的烧结工艺制备了铜基粉末冶金摩擦材料,研究不同烧结温度和烧结气氛对材料显微组织、物理机械性能和摩擦磨损性能的影响,并探讨了材料在不同制动条件下的摩擦磨损行为及机理,结果 表明：(1)铜基粉末冶金摩擦材料中各组元分布均匀,组元间接触紧密,鳞片状石墨垂直于压制方向呈层状分布,SiO2以黑色大颗粒状镶嵌于铜基体内。随的烧结温度提高,材料中各组元间的孔隙减少,当达到一定程度后,孔隙不再减少；烧结气氛对材料的形貌无明显影响。(2) 烧结工艺对材料的物理-机械性能影响较大。随烧结温度的提高,采用N2和N2+H2混合气制备材料的密度先升后降,抗压强度较大,且随之呈上升趋势；H2气氛制备材料的密度呈下降趋势,抗压强度与其他两种气氛下制备的相比显著降低,且呈下降趋势。(3)相同制动压力下,材料的摩擦系数随的转速的提高先升高后降低,磨损量随着转速的提高逐渐增加；在较低转速时,磨损以粘着磨损为主,随着转速提高,磨损逐渐表现为氧化磨损和疲劳磨损。N2+H2混合气氛烧结材料在较低
转速下具有较好的摩擦性能,磨损量很低,且随烧结温度提高呈下降 趋势；N2气氛烧结材料在较高转速下摩擦性能较好,摩擦稳定性好,而且磨损量也较低。(4)在一定转速下,随着制动压力的提高,材料的摩擦系数呈下降趋势,摩擦稳定性系数先升高后下降,磨损量显著增加；较低压力时,磨损主要由粘着机理控制,较高压力时,磨损主要表现为疲劳磨损和剥层脱落。N2+H2混合气氛烧结材料在高制动压力下具有较好的摩擦性能,摩擦稳定性最高,磨损量最小,且随烧结温度升高先减少后增加,在1000℃时最低。 【英文摘要】With the development of train transport, the requirements are stiffer and stiffer in the properties of the braking materials by the speed improvement. Because of the high mechanical strength, high conductibility and excellent friction and wear properties, Cu-based P/M friction materials have been the leading material for friction brake of high-speed train.Cu-based P/M friction material has been made by different sintering process. The effect of sintering temperature and atmosphere on the micro-structure, physical and mechanical properties and friction and wear properties of material have been investigated, and the friction and wear behavior and mechanism in the different braking conditions have been discussed. The results show:(1) Scaly graphite and SiO2 are well-distributed in Cu-based P/M materials. With the
粉末冶金法制备AlO铝基复合材料--开题报告
毕业论文（设计）开题报告书 选题题目粉末冶金法制备铝基复合材料 学生姓名 导师姓名职称 入学年月年月 所属院（系）环境与材料工程学院 专业材料科学工与程 研究方向材料检测 选题报告时间：年月日 毕业论文（设计）开题报告书 一、文献查阅报告： [] 武涛，柴东朗，宋余九．粉末冶金制备颗粒增强铝基复合材料地压力加工工艺研究[]．工艺技术，，：—[]王庆平，陆向阳．粉末冶金法制备粉煤灰／铝基复合材料地研究[]．材料热处理，，() [] 新型粉末冶金工艺制备基合金.徐磊，崔玉友，杨锐(中国科学院金属研究所，辽宁沈阳 [] 王双喜，刘雪敬，孙家森.铝基复合材料地制备工艺. 热加工工艺， [] 张大童，李元元，龙雁.铝基复合材料研究进展[]].轻合金加工技术，(). [] 粉末冶金金属基复合材料地研究现状及发展趋势邓陈虹，葛启录，范爱琴（粉末冶金工业，第卷第一期） [] 粉末冶金法制备纳米碳管／铝复合材料地力学性能姜金龙’，赵少俊，杨华，李维学(．兰州理工大学理学院应用物理系，甘肃兰州 [] 新型粉末冶金工艺制备基合金.徐磊，崔玉友，杨锐(中国科学院金属研究所，辽宁沈阳 [] 张发云，闫洪，周天瑞，等.金属基复合材料制备工艺地研究进展【】.锻压技术，，（）： [] 尚俊玲.粉末冶金制备铝及其复合材料地组织与性能.轻合金加工（） []卜金纬．黄根良．粉末冶金高铝锌基合金地制备与性能[】．铸 造技术，，()： [] 邓陈虹，葛启录.粉末冶金金属基复合材料地研究现状及发展趋势.粉末冶金工业() [] 赵鸽，李鹏飞，冀国俊.粉末冶金法制备陶瓷颗粒增强铜基复合材料地研究* [] 钟涛生，邹伟，付求涯，等.用粉末冶金法制备复合材料研究，热处理，（） [] 丁义超，王一三，王静，等．粉末冶金合成铁基复合材料地耐磨性研究[]．热加工工艺，，()： [] ．，，．，， [] . [] ，．．．[]．，， [] ，，，．—，—[]．，， [] ，．．．[]．，， 开题报告 课程题目：粉末冶金法制备铝基复合材料 课题来源：由于指导老师对金属材料研究颇深，经老师仔细研究发掘、认真推敲后，根据现实情况给出地课题组. 课题研究地目地、意义 金属基复合材料（）是以金属或合金为集体，以颗粒、晶须或纤维为增强体复合而成地材料，通过合理地设计可实现良好地复合效应，使基体与增强体相互取长补短，发挥各自地性能及工艺优势.与传统地金属材料相比，具有更高地比强度、比模量，耐热性能好，热膨胀系数低，尺寸稳定性高；与陶瓷材料相比，地塑性、韧性、二次加工成型性要优越地多. 粉末冶金法（）是最早开发用于制备颗粒增强地工艺，随着粉末冶金技术地进一步完善，此方法金属
粉末冶金材料标准表
公司制造的铁基粉末冶金零件执行标准与成分性能<一>G B/T14667.1-9 3
-35 240 390 260 1.0 25070 7.0 F-0008-50HT -65HT -75HT -85HT 380 450<0.5S 480 22HRC 60HRC 6.3 450520 <0.5 55028 60 6.6 520 590 <0.5 620 32 60 6.9 590 660 <0.5 690 35 60 7.1 烧结铁和烧结碳钢的化学成分(%). 材料牌号Fe C F-0000 97.7-100 0.0-0.3 F-0005 97.4-99.7 0.3-0.6 F-0008 97.1-99.4 0.6-0.9 注:用差减法求出的其它元素(包括为了特殊目的而添加的其它元素)总量的最大值为2.0%。▲ 注:用差减法求出的其它元素(包括为了特殊目的而添加的其它元素)总量的最大烧结铁-铜合金和烧结铜钢的化学成分(%). 材料牌号Fe Cu C FC-0200 83.8-98.5 1.5-3.9 0.0-0.3 FC-0205 93.5-98.2 1.5-3.9 0.3-0.6 FC-020893.2-97.9 1.5-3.9 0.6-0.9 FC-0505 91.4-95.7 4.0-6.0 0.3-0.6 FC-0508 91.1-95.4 4.0-6.0 0.6-0.9 FC-0808 88.1-92.4 7.0-9.0 0.6-0.9 FC-1000 87.2-90.5 9.5-10.5 0.0-0.3 烧结铁-镍合金和烧结镍钢的化学成分(%). 材料牌 号 Fe Ni Cu C FN-0200 92.2-99.0 1.0-3.0 0.0-2.5 0.0-0.3 FN-0205 91.9-98.7 1.0-3.0 0.0-2.5 0.3-0.6 FN-0208 91.6-98.4 1.0-3.0 0.0-2.5 0.6-0.9 FN-0405 89.9-96.7 3.0-5.5 0.2-2.0 0.3-0.6 FN-0408 89.6-96.4 3.0-5.5 0.0-2.0 0.6-0.9 注:用差减法求出的其它元素(包括为了特殊目 的而添加的其它元素)总量的最大值为2.0% ⊙铁-铜合金和铜钢粉末冶金材料性能(MPIF-35) 材料编号最小强度(A)(E) 拉伸性能 横向 断裂 压缩 屈服 强度 (0.1%) 硬度 密度屈服极限极限强度 屈服强度 (0.2%) 伸长率 (25.4mm ) 宏观 (表 现) 微观 (换算 的) MPa MPa MPa % MPa MPa 络氏g/cm3 FC-0200-15 -18 -21 -24 100 170 140 1.0 310 120 11HR B N/A 6.0 120 190 160 1.5 350140 18 6.3 140 210 180 1.5 390 160 26 6.6 170 230 200 2.0 430 180 36 6.9 FC-0205-30 -35 -40 -45 210 240 240 <1.0 410 340 37HR B N/A 6.0 240 280 280 <1.0 520 370 48 6.3 280 340 310 <1.0 660 390 60 6.7
粉末冶金摩擦材料原料作用分析
高铁粉末冶金刹车片用原材料作用分析 粉末冶金摩擦材料的问世距今已有近百年的历史,尤其在近几年发展尤为迅猛。粉末冶金工艺可以将金属和非金属组分的不同性能很好地配合于一种材料中,已有逐渐代替有机物粘结高分子材料的趋势。 粉末冶金摩擦材料一般由三部分组成:构成基体金属骨架的组元、润滑组元和摩擦组元。是一种含有金属和非金属多种组分的假合金。 １构成基体金属骨架的组元 简称基体组元。常用铜、铁、二硫化钼、镍、钛、铬、钼、钨、磷、锡、铝、锌等. 基体组元由基本组元和辅助组元两部分组成，基本组元在成分中占的比重最大。在铁基中，基本组元是铁。在铜基中,基本组元是铜。辅助组元与基本组元形成合金，从而改善基本组元的性能,或者是赋予基本组元以某种所需要的性能。辅助组元在铁基材料中有二硫化钼、镍、铬、钼、铜及磷等。在铜基中主要是锡、铝、锌及磷等。 粉末冶金摩擦材料的性能、工艺特点在很大程度上取决于基体组元的化学成分、结构和物理机械性能。基体组元保证了材料的承载能力、热稳定性、耐磨性，以及在高温工作时保持住摩擦剂和润滑剂颗粒的能力。一般在粉末冶金摩擦材料中，基体组元占铁基材料的5０%~７０%，占铜基材料的6０%～９0％。 1．１铁 近年来铁基粉末冶金摩擦材料的发展很快，主要是由于它节省有色金属，在高温高负荷下显示出更加优良的摩擦性能，机械强度高，能够承受比较大的压力，因而它应用在很多领域。但是,由于铁与对偶具有很强的亲和性，有利于粘结过程的发展,因此需加入大量的其他元素使铁合金化以降低铁的塑性,提高其强度、屈服极限和硬度,以克服次缺点，但同时也提高了成本和加工工艺复杂度。 铁基材料的基体组元中，加入镍、铬、钼,主要目的在于提高材料机械-物理性能和耐热耐腐性能。加入磷,能提高材料的强度,提高耐磨性.加入二硫化钼,
玄武岩纤维增强铜基粉末冶金材料及其设备制作方法与设计方案
本技术提供了一种玄武岩纤维增强铜基粉末冶金材料，其特征在于，包括铜基粉末和改性玄武岩纤维，所述改性玄武岩纤维经过氧化铝包覆改性的玄武岩纤维，所述粉末冶金材料还包括金属氧化物或金属活性元素。通过玄武岩纤维表面的改性实现了改变玄武岩纤维和金属基体界面反应体系改善界面结合情况，改善了复合材料的脆性，提高铜基材料的力学性能。 权利要求书 1.一种玄武岩纤维增强铜基粉末冶金材料，其特征在于，包括铜基粉末和改性玄武岩纤维，所述改性玄武岩纤维经过氧化铝包覆改性的玄武岩纤维。 2.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维增强铜基粉末冶金材料，其特征在于：所述粉末冶金材料还包括金属氧化物或金属活性元素。 3.根据权利要求2所述的一种玄武岩纤维增强铜基粉末冶金材料，其特征在于：所述金属氧化物为氧化铜。 4.根据权利要求3所述的一种玄武岩纤维增强铜基粉末冶金材料，其特征在于：所述金属活性元素为Ti。 5.如权利要求1-4所述的一种玄武岩纤维增强铜基粉末冶金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 玄武岩纤维除杂：将玄武岩纤维进行热处理，然后置于去离子水中搅拌分散至玄武岩纤维呈单丝分散，烘干备用； 玄武岩纤维的包覆改性：将步骤（1）处理后玄武岩纤维溶与DMF中，加入异丙醇铝，搅拌静置老化，过滤干燥后进行热处理，得到氧化铝包覆改性的玄武岩纤维；
铜基粉末冶金材料：将步骤（2）制备的氧化铝包覆改性的玄武岩纤维表面再附着上氧化铜或钛，再经过采用冷压烧结工艺制备玄武岩纤维增强铜基复合材料。 6.根据权利要求5所述的一种玄武岩纤维增强铜基粉末冶金材料的制备方法，其特征在于：所述氧化铝包覆改性的玄武岩纤维表面再附着上氧化铜的制备工艺为将氧化铝包覆改性的玄武岩纤维加入至含有氧化铜的分散液中，超声振荡，过滤后烘干烧结。 7.根据权利要求5所述的一种玄武岩纤维增强铜基粉末冶金材料的制备方法，其特征在于：所述氧化铝包覆改性的玄武岩纤维表面再附着上Ti的制备工艺为将碘、钛粉和氧化铝包覆改性的玄武岩纤维，置于反应容器中，抽真空并通入 Ar气，以5℃/min的升温速率升温至1150℃，然后保温60min，之后随炉冷至室温。 8.根据权利要求5所述的一种玄武岩纤维增强铜基粉末冶金材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中冷压烧结的压制压力为400-500MPa，保压时间为3-4min，真空烧结温度为800-1000℃，保温时间为3-4h。 技术说明书 一种玄武岩纤维增强铜基粉末冶金材料及其制备方法 技术领域 本技术涉及粉末冶金材料，具体涉及一种玄武岩纤维增强铜基粉末冶金材料及其制备方法。 背景技术
FeSO4对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响
FeS04对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响／龙波等445 FeS04对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响 龙波，白同庆，李东生 (北京百慕航材高科技股份有限公司，北京100095) 摘要研究了FeS04对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响。结果表明，摩擦材料中添加FeS04产生了较好的润滑效果。在烧结过程中FeSO。发生分解生成S02和如03，s02与基体材料中的金属反应生成FeS、M nS等金属硫化物。随着F eS04含量增加，材料的密度与硬度逐渐降低；在M M-1000摩擦试验机上进行摩擦性能测试，结果表明随着Fes04含量的增加，摩擦副摩擦系数降低；当材料中FeS04含量为4％时，金属陶瓷摩擦材料具有最佳的摩擦磨损性能。 关键词FeSO‘金属陶瓷摩擦系数磨损 E f f ect of FeS04A ddi t i on on Pr oper t i es of C oppe r-ba sed Pow der M e t al l ur gy Fr i ct i on M at er i al L O N G B o，B A I Tongqi ng，L I D ongs heng (B A I M T E C M at er i al C o．，Lt d，B ei j i ng100095) A bs t ract T he ef fect of FeS04o n t he copper-ba se d pow der m e t al l ur gy f ri ct i o n m at er i aI i s i nves t i gat ed i n t h i s pa per．T he r es u l t s ho w s t hat t he addi t i on of FeS04m ak es pr ef e r abl e l ubr i cat i ve act i on t O t he f r ict ion m at eri al．D uri ng t he s i nt er i n g per i od，FeS04i s decom pos ed i n t O S02and如03．The SQ r eact s w i t h t he m e t a l i n t he m a t r i x and FeS，M nS e t c m e t a l s ul t ides ar e ge nera t ed．W i t h t he i ncr ease of FeS04addi t i on i n t he f ri ct i o n m at er i al t he den si t y a nd har d—nes s of t he m at er i al de bas e gr a dual l y．The f ri ct i o n w ear t e st i s eval ua t ed o n t he M M-1000f ri ct i o n w e ar t est er．W i t h t he r i sing of FeS04addi t i o n。t he f ri ct i o n coe“i ci ent re duc es w h i l e t he s t abi l it y coef f ici ent i ncr e ases．As t he FeS04addi t i on i n t he f ri ct i o n m a t er i al i s a bout4％，t he coppe r-base d f ri et i o n m at er i al posses ses t he best f r ict ion and w ea r per f or m ance．K ey w or ds FeS04，cer m e t，f r i ct i on coef f i ci ent，w ear 粉末冶金摩擦材料又称烧结金属摩擦材料，是以金属及合金为基体，添加摩擦组元和润滑组元，用粉末冶金技术制成的复合材料，是摩擦式离合器与制动器的关键组件[1’2]。 随着科学技术日新月异的发展，飞机、坦克、火车、汽车、船舶及工程机械等的运转速度及负荷迅速增长，对制动材料提出了越来越高的要求，粉末冶金摩擦材料因其具有足够的强度、合适而稳定的摩擦因数、工作平稳可靠、耐磨及污染少等优点而得到广泛应用。粉末冶金摩擦材料主要有铁基和铜基摩擦材料，为充分利用二者性能优势又发展了铁铜基摩擦材料[3~5]。 摩擦材料中加入润滑组元的作用是改善其抗卡滞性能、提高其耐磨性。金属陶瓷摩擦材料中常用的固体润滑剂有石墨、二硫化钼、氮化硼以及一些低熔点金属等[6~8]。FeS04作为固体润滑剂已在铁基粉末冶金摩擦材料中得到应用[9]，而未见关于FeS04用于铜基摩擦材料的报导，本文选择铜基粉末冶金摩擦材料作为研究对象，考察了FeS04含量对航空制动用金属陶瓷摩擦材料性能的影响。 1试验 1．1实验材料及制备方法 为了排除其他组元对实验结果的影响，本实验仅改变C u 和FeS04的配比，其他组元固定不变，具体配方如表1所示。． 表1材料配方(％(质量分数)) Tabl e1M a t er i a l com pos i t i on(w t％) 按比例称取各种粉末，在V型混料筒内混合4～6h；混合料在400M Pa压力下压制成压坯；装入钟罩炉中，于900930℃和H z的保护气氛下加压烧结，烧结压力为2．o～3．0M P a，保温3h，降温随炉冷，小于100℃出炉。 1．2测试方法 采用H B3000型布氏硬度计测量试样的硬度。在盼1450扫描电镜下观察组织形貌并进行微区元素分析。将摩擦材料加工成量75m m×①53m m的试环，对偶材料为30Cr Si M oV A钢，在M M-1000摩擦试验机上进行摩擦磨损实验，按照H B5434．7-1989《航空机轮刹车材料摩擦试验法》进 龙波：男，1980年生，硕士，工程师，主要从事摩擦材料的研制、开发与生产E-m a i l：l b904221@ya hoo．com．c a
粉末冶金工艺及材料基础知识介绍
粉末冶金工艺及材料基础知识介绍 粉末冶金是制取金属粉末并通过成形和烧结等工艺将金属粉末或与非金属粉末的混合物制成制品的加工方法，既可制取用普通熔炼方法难以制取的特殊材料，又可制造各种精密的机械零件，省工省料。但其模具和金属粉末成本较高，批量小或制品尺寸过大时不宜采用。粉末冶金材料和工艺与传统材料工艺相比，具有以下特点： 1．粉末冶金工艺是在低于基体金属的熔点下进行的，因此可以获得熔点、密度相差悬殊的多种金属、金属与陶瓷、金属与塑料等多相不均质的特殊功能复合材料和制品。 2．提高材料性能。用特殊方法制取的细小金属或合金粉末，凝固速度极快、晶粒细小均匀，保证了材料的组织均匀，性能稳定，以及良好的冷、热加工性能，且粉末颗粒不受合金元素和含量的限制，可提高强化相含量，从而发展新的材料体系。 3．利用各种成形工艺，可以将粉末原料直接成形为少余量、无余量的毛坯或净形零件，大量减少机加工量。提高材料利用率，降低成本。 粉末冶金的品种繁多，主要有：钨等难熔金属及合金制品；用Co、Ni等作粘结剂的碳化钨（WC）、碳化钛（TiC）、碳化钽（TaC）等硬质合金，用于制造切削刀具和耐磨刀具中的钻头、车刀、铣刀，还可制造模具等；Cu合金、不锈钢及Ni等多孔材料，用于制造烧结含油轴承、烧结金属过滤器及纺织环等。
1 粉末冶金基础知识 ⒈1 粉末的化学成分及性能 尺寸小于1mm的离散颗粒的集合体通常称为粉末，其计量单位一般是以微米（μm）或纳米（nm）。 1.粉末的化学成分 常用的金属粉末有铁、铜、铝等及其合金的粉末，要求其杂质和气体含量不超过1%～2%，否则会影响制品的质量。 2.粉末的物理性能 ⑴粒度及粒度分布
粉末冶金摩擦副材料及其成形技术
机器设备在运转过程中，部分零件之间相互接触产生摩擦形成摩擦副。摩擦副零件是机器设备的重要组成部分，其性能对机器设备使用寿命有着重要影响。组成摩擦副的零件一般在相对速度高、接触比压大的摩擦工况下服役，因此此类零件磨损也较为严重。现代工业发展促使了高能效和微型化机械设备的应用，这使得摩擦副零件工况条件更为苛刻，所以开发高性能摩擦副材料具有重要意义。粉末冶金工艺生产机械零件具有突出的经济优势、良好的尺寸精度，并可生产形状复杂的零件。因此，国内外对粉末冶金摩擦副材料及制品开发高度关注，并开展了大量工作。 粉末冶金摩擦副材料主要包括两类，一类是粉末冶金减摩耐磨材料，另一类是粉末冶金摩擦材料。其中粉末冶金减摩耐磨材料主要是在基体中浸入润滑油或加入固体润滑剂，使材料具有减摩耐磨性能，这类材料主要用来制造轴承、轴瓦以及滑块等零件。粉末冶金摩擦材料主要由基体组元、润滑组元和摩擦组元组成，要求材料具有较高的摩擦系数和耐磨性，主要用于离合器和制动器等关键零部件。 粉末成形作为粉末冶金重要的一项生产工序，直接影响生坯的密度和强度，进而对制品性能产生影响。目前，应用于摩擦副零件制备的成形工艺主要有传统模压成形、粉末注射成形、温压以及粉末锻造技术等，这些成形工艺各有其独特的优点。本文简述了粉末冶金摩擦副产品的性能特点，介绍了其成形工艺技术发展现状，并对摩擦副零件市场进行了展望。 1 粉末冶金摩擦副材料发展现状 1.1 粉末冶金摩擦材料 机械设备运行速度以及负载增加，使得传动装置对摩擦材料性能要求变得越来越高。粉末冶金技术可以在大范围内改变材料组分，所以粉末冶金摩擦材料工作可靠性、摩擦系数稳定性和耐摩性较好。 常见粉末冶金摩擦材料主要有铁基和铜基两类。铜基摩擦材料主要应用于高铁、风电及航空航天等领域，其摩擦学性能与材料组分有关，如在基体中添加适量合金元素Sn可提高材料强度和硬度；还可通过润滑组元和摩擦组元的合理搭配，来提高材料耐磨性。与铜基摩擦材料相比，铁基摩擦材料更耐高温，成本也相对较低，但此类材料容易与对偶件发生咬合，且抗氧化性和导热性相对较差；为了改善这种状况，可以在基体中添加合金元素Cu等。 近年来，C/C复合材料也被广泛用于飞机和高速列车等摩擦副部件制造中。这种材料虽然密度较低，但其高温强度较为优异，但此类材料摩擦系数相对较低，高温抗氧化性较差；为了改善材料性能，可在基体中加入S i C等来提高材料的抗氧化性和耐磨性。 1.2 粉末冶金减摩耐磨材料 粉末冶金减摩耐磨材料在基体选择上与粉末冶金摩擦材料基本相同，但主要考虑减摩性能。传统粉末冶金减摩耐磨材料是通过浸油处理使基体含有一定润滑油，它是以牺牲材料本身力学性能来获得减摩效果。由于润滑油在某些工况条件（如超低温、高真空和高速高负载）下容易失效，使材料减摩耐磨性能下降甚至完全丧失，导致零件严重磨损。因此，粉末冶金减摩耐磨固体自润滑材料应运而生。目前，粉末冶金减磨耐磨固体自润滑材料研究主要集中在开发固体润滑剂方面，包括多元固体润滑剂和纳米固体润滑剂。 固体润滑剂开发和应用对于解决关键零部件摩擦问题具有重要意义。在某些特殊工况条件下，仅依靠单一润滑 学性能要求。例如，在烧结过程中， 分发生固相反应，生成Mo 和Mo （1.合肥工业大学材料学院，合肥 230009；2.安徽省粉末冶金工程技术研究中心，合肥 230009； 3.合肥波林新材料股份有限公司，合肥 231121） 摘 要：机器设备失效主要原因之一是摩擦副零件的磨损。作为高性能摩擦副材料的重要组成部分，粉末冶金摩擦副材料研究与开发受到了国内外的广泛关注。传统粉末冶金摩擦副制品由于受孔隙和强度等因素限制，在高速、重载等工况条件下容易发生失效，所以发展高性能的粉末冶金摩擦副材料及其制备技术具有重要意义。主要简述了国内外粉末冶金减摩耐磨材料和摩擦材料最新研究进展，重点介绍了一些典型粉末冶金摩擦副零件成形工艺与特点，同时对粉末冶金摩擦副零件市场应用和发展趋势进行讨论。 关键词：粉末冶金 摩擦副 磨损 成形技术 通讯作者：程继贵。