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摩擦材料

2023-04-04 20:50自然百科人已围观

[拼音]：moca cailiao

[外文]：friction materials

用粉末冶金方法制成的、具有高摩擦系数和高耐磨性能的金属和非金属复合材料。主要用于制造各种制动和传动机件。1930年美国韦尔曼 (S.K.Wellman)研制出油中使用的（湿式）铜基粉末冶金摩擦材料，并应用于工业生产。50年代出现了用于干摩擦的铁基粉末冶金摩擦材料。同原来使用的金属摩擦材料相比，这种材料的摩擦表面可承受的温度由500～600℃提高到1000℃以上。中国粉末冶金摩擦材料的研究始于60年代，现已生产出十多种铜基和铁基粉末冶金摩擦材料。

同非粉末冶金制作的摩擦材料(例如铸铁和铸钢，树脂粘合石棉以及树脂粘合的“金属－非金属”粉末混合料等)相比，粉末冶金摩擦材料的优点是：能很快吸收动能，制动、传动速度快，磨损小；强度高，耐高温高压，导热性好，即使在高温高压下也能保持较稳定的摩擦系数；不易与对摩材料发生咬合，耐腐蚀，摩擦系数受油脂、潮湿的影响小；噪声低，寿命长等。现代机械向高速高负荷发展，对摩擦材料的综合性能要求越来越高，因此粉末冶金摩擦材料日益重要。

材料构成

主要由基体金属、润滑组元、摩擦组元三部分构成。其结构特点是：具有特殊性能的各种微粒均匀地分布在连续的金属基体中，后者发挥导热作用并承受机械应力，前者保证摩擦性能。各个组元所用材料大致如下：

基体金属

铜基材料通常是加锡、铅、锌组成合金，导热性好，耐腐蚀，耐摩擦性好，主要用于“湿式”离合器。铁基材料有更高的摩擦系数和耐热性，多用于干式重负荷的制动器。

润滑组元

通常是采用石墨和铅，有时也选用硫化钼、硫化铜、硫化钡或氮化硼等固体润滑剂。低熔点的铅、锡等在高温下会局部熔化，可以吸收摩擦热并在摩擦面上形成一层薄膜，防止粘结、咬合和擦伤。

摩擦组元

用以提高材料的摩擦系数即增加滑动阻力。主要有氧化物(SiO₂、Al₂O₃、Cr₂O₃)、碳化物(SiC、B₄C)和矿物(石棉、莫来石等)。

制造工艺

为了能承受或传递巨大的压力或动能，摩擦材料大都烧结在钢板上。制造工艺主要为制备粉末、配料、混合、压制成形（见粉末冶金成形）和烧结。压制通常有两种形式：一种是先将混合均匀的粉末压制成形，再加压烧结在钢板上；一种是将混合均匀的粉末直接压制在钢板上进行加压烧结。烧结一方面是增加粉末层内部颗粒间的结合强度，另一方面借助于高温和压力的作用，使粉末层和钢板牢固地结合在一起。烧结一般在可以对样品加压的“钟罩式”烧结炉内，在中性或还原性气氛中进行。也有采用喷涂法和粉末轧制法制造摩擦片的。各种方法各有短长，要根据使用的要求选择合适的材质和工艺。一般铜基和铁基摩擦材料的主要性能见上表。