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金属硫化物陶瓷摩擦材料的制备与性能研究

李双君  
【摘要】: 近年来,汽车行业发展迅速,对于车用摩擦材料的要求也不断提高。目前,很多新型无石棉摩擦材料的综合性能已有很大提高,但仍存在诸多问题,没有哪一类的新型无石棉汽车摩擦材料能够完全满足汽车行业的发展要求,因而研发新型性能优良且有较高性价比的无石棉刹车片是国内外各科研机构研究的主要方向。但是利用金属硫化物熔点低的特点,以其作为烧结剂,加入其它助剂烧结制备金属硫化物摩擦材料的研究基本上没有报道。 本课题以硫粉、锡粉、三硫化锑为烧结剂,钢钎为增韧剂,再加以铁铝粉、氧化铝粉为增磨剂,石墨、二硫化钼为润滑剂,在成型压力为360MPa,烧结温度为500℃时制备了金属硫化物陶瓷摩擦材料。通过对制备所得的原料中不同硫含量的金属硫化物陶瓷摩擦材料力学性能、摩擦性能以及显微结构的对比,确定了金属硫化物陶瓷摩擦材料中最佳的硫、锡、三硫化锑含量比。实验结果为金属硫化物陶瓷摩擦材料中S:Sn:Sb2S3为3:7:15(wt%)时的相对性能较好,抗压强度为100.4MPa,硬度为61HBa。 确定了金属硫化物陶瓷摩擦材料的组分配方之后,分别在成型压力为280MPa、320MPa、360MPa、400MPa对材料试样压制成型,在烧结温度为500℃对材料试样进行烧结,然后对金属硫化物陶瓷摩擦材料在不同成型压力下的性能进行对比。实验结果为当成型压力为320MPa时,材料有相对较优的性能,抗压强度为106.6MPa,硬度为69.2HBa。 在确定了金属硫化物陶瓷摩擦材料的成型压力为320MPa,然后分别在烧结温度为450℃、500℃、550℃、600℃对材料试样进行烧结,再对金属硫化物陶瓷摩擦材料在不同烧结温度下的性能进行对比。实验结果为当烧结温度500℃时,材料的综合性能最好。此时材料的抗压强度为104.3MPa,硬度为67.3HBa。 通过以上实验的结果分析与讨论,我们得出金属硫化物陶瓷摩擦材料的最佳的硫含量配比与实验制备工艺:原料配方中S:Sn:Sb2S3为3:7:15(wt%),成型压力为320MPa,烧结温度为500℃时,烧结制备所得的金属硫化物陶瓷摩擦材料的力学性能最佳。摩擦系数一直符合轻型车载摩擦材料的要求,只是磨损偏大,同时这也说明了制备的金属硫化物陶瓷摩擦材料的制备工艺还有待改进,需要进一步提高其综合性能,才能符合实际应用的要求。


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