一种稀土元素Y增强铁基粉末冶金摩擦材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于粉末冶金技术领域，公开了一种稀土元素Y增强铁基粉末冶金摩擦材料及其制备方法。所述摩擦材料由以下质量百分比的原料制成：水玻璃2～5％，二硫化钼2～5％，石墨2～8％，铜粉2～8％，铁粉20～40％，合金粉60～80％及稀土元素Y<0.8％。利用粉末冶金方法在铁基粉末摩擦材料中引入稀土元素Y，不仅可以细化晶粒、净化组织，还可以改变杂质的形态和分布，从而改善材料的综合性能。本发明专利技术的积极效果是：降低了现有压力烧结的生产成本，提高了摩擦材料的力学性能，改善了摩擦材料制动时的摩擦系数，从而延长了粉末冶金产品的使用寿命，为研制高性能铁基含油轴承材料提供新的思路,具有较为优良的实践应用价值。路,具有较为优良的实践应用价值。路,具有较为优良的实践应用价值。

A rare earth element Y reinforced iron-based powder metallurgy friction material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种稀土元素Y增强铁基粉末冶金摩擦材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于粉末冶金
，具体涉及一种稀土元素Y增强铁基粉末冶金摩擦材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]作为少切削与无切削材料制造工艺，粉末冶金可制造大部分形状各异，即各式各样多孔材料与多孔含油轴承等，其工艺过程具体为机械混合、压制并烧结元素或合金粉末与基体粉末，从而获取形状与尺寸特定的烧结材料。而且粉末冶金是一种十分灵活的材料制备工艺，以结合材料性能与使用需要，合理设计材料成分与构件形状，优势体现在可制备复杂结构件材料孔隙率与性能可调节、可制备吸振性能良好的材料精确度与尺寸稳定性较好。
[0003]目前，工业上广泛应用的粉末冶金含油轴承材料主要有铜基和铁基。铜基含油轴承具有优良的耐蚀性和磨合性，但强度较低，耐磨性能较差；而铁基含油轴承的强度、硬度和耐磨性能较高，但耐蚀性和导热性较差。随着含油轴承应用的深化和领域的增多，人们对含油轴承的含油率、综合力学性能和成本等方面有了更高的要求，传统的铜基和铁基轴承材料已经难以满足市场的需求。为了获得成本较低和力学性能优良的材料。
[0004]目前，国内对粉末冶金的研究主要集中在添加不同的润滑剂、微量铜粉，热处理工艺方面，而对在粉末冶金产品中添加稀土元素的研究较少，相关理论尚未成熟。稀土元素对粉末冶金相关产品具有细化晶粒、固溶强化、形成新强化相以及净化组织等作用,能够提高试样基体的韧性、耐磨性、热塑性等性能。因此，本文采用粉末冶金法并添加稀土元素Y，研究稀土元素对粉末冶金合金组织与摩擦性能的影响，探讨稀土元素的存在形式及其在烧结过程中的作用机理，为提高粉末冶金摩擦材料的综合性能提供可行思路。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的上述缺点，本专利技术提出了一种稀土元素Y增强铁基粉末冶金摩擦材料及其制备方法，利用稀土元素对有害元素的吸附性，减少有害元素在合金组织中的偏聚，使得合金组织更加均匀化，提升铁基粉末冶金摩擦材料的硬度与乃耐磨性。
[0006]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是：
[0007]一种稀土元素Y增强铁基粉末冶金摩擦材料，由以下质量百分比的原料制成：水玻璃2～5％，二硫化钼2～5％，石墨2～8％，铜粉2～8％，铁粉20～40％，合金粉60～80％及稀土元素Y<0.8％。
[0008]本专利技术还提供了一种稀土元素Y增强铁基粉末冶金摩擦材料的制备方法，包括如下步骤：
[0009]步骤一、配混料：
[0010]依照配方取得相应质量分数的原料及复合稀土元素粉末混合均匀，并放入球磨机中充分球磨；
[0011]步骤二、干燥：
[0012]将步骤一球磨后的粉末放入鼓风干燥箱中进行干燥；
[0013]步骤三、成形：
[0014]将步骤二干燥的粉末放入液压机模具中，进行冷压压制成形；
[0015]步骤四、烧结：
[0016]将步骤三压制好的压坯放入气氛烧结炉中加压烧结，烧结过程中通入保护气氛，烧结完成后随炉冷却至室温。
[0017]步骤一中，所述的球磨时间为2～4h。
[0018]步骤二中，所述的干燥温度为150～200℃，干燥时间为2～4h。
[0019]步骤三中，所述的压制压力为3～5MPa，保压时间为45～60s。
[0020]步骤四中，所述的保护气氛为氩气，烧结温度为1080～1160℃，保温时间为2～3h，升温速率为10～20℃/min。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的积极效果是：
[0022]本专利技术提供了一种稀土元素Y增强铁基粉末冶金摩擦材料及其制备方法，不仅提高了材料的硬度，还降低了摩擦材料制动时的摩擦系数，从而延长了粉末冶金产品的使用寿命，为研制高性能铁基含油轴承材料提供新的思路。
附图说明
[0023]图1为实施例1制备的一种稀土元素Y增强铁基粉末冶金摩擦材料的摩擦系数。
[0024]图2为实施例2制备的一种稀土元素Y增强铁基粉末冶金摩擦材料的摩擦系数。
[0025]图3为实施例3制备的一种稀土元素Y增强铁基粉末冶金摩擦材料的摩擦系数。
[0026]图4为对比例1制备的一种稀土元素Y增强铁基粉末冶金摩擦材料的摩擦系数。
[0027]图5为对比例2制备的一种稀土元素Y增强铁基粉末冶金摩擦材料的摩擦系数。
[0028]图6为对比例3制备的一种稀土元素Y增强铁基粉末冶金摩擦材料的摩擦系数。
具体实施方式
[0029]本专利技术的一种稀土元素Y增强铁基粉末冶金摩擦材料及质量分数为：水玻璃2～5％，二硫化钼2～5％，石墨2～8％，铜粉2～8％，铁粉20～40％，合金粉60～80％及稀土元素Y<0.8％。
[0030]本专利技术的稀土元素Y增强铁基粉末冶金摩擦材料的制备方法为：按照配方中各种粉末材料的配比称取粉末，将称好的粉末并放入球磨机中充分混合，球磨后的粉末放入鼓风干燥箱中进行干燥，干燥后粉末通过液压机压制成形，成形坯件在高温下加压烧结，得到所需的铁基粉末冶金摩擦材料，具体步骤如下：
[0031]步骤一：配混料，按要求重量称取各种粉末材料，并放入球磨机中混合2～4h；
[0032]步骤二：干燥，球磨后的粉末放入鼓风干燥箱中进行干燥，干燥温度为150～200℃，干燥时间为2～4h；
[0033]步骤三：成形，干燥后的粉末放入液压机模具中，进行冷压压制成形，压制压力为3～5MPa，保压时间为45～60s；
[0034]步骤四：烧结，将压制好的压坯放入气氛烧结炉中烧结，烧结过程中通入氩气为保
护气氛，烧结温度为1080～1160℃，保温时间为2～3h，升温速率为10～20℃/min，烧结完成后随炉冷却至室温。
[0035]以下将结合具体实施例对本专利技术作更进一步的详细描述：
[0036]实施例1
[0037]本实施例提供了一种稀土元素Y增强铁基粉末冶金摩擦材料及其制备方法，摩擦材料的粉末材料和质量分数为：水玻璃2％，二硫化钼2％，石墨2％，铜粉3％，铁粉25％，合金粉65.6％及稀土元素Y 0.4％。
[0038]上述摩擦材料的制备过程，主要包括以下几个步骤：
[0039]步骤一：配混料，按上述粉末材料种类和质量分数要求，称取所需粉末材料，并放入球磨机中混合2.5h；
[0040]步骤二：干燥，球磨后的粉末放入鼓风干燥箱中进行干燥，干燥温度为180℃，保温时间为2.5h；
[0041]步骤三：成形，干燥后的粉末放入液压机模具中，进行冷压压制成形，压制压力为3.5MPa，保压时间为50s；
[0042]步骤四：烧结，将压制好的压坯放入气氛烧结炉中烧结，烧结过程中通入氩气为保护气氛，烧结温度为1150℃，保温时间为2.5h，升温速率为15℃/min，烧结完成后随炉冷却至室温。
[0043]实施例2
[0044]本实施例提供了一种稀土元素Y增强铁基粉末冶金本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种稀土元素Y增强铁基粉末冶金摩擦材料，其特征在于：在粉末冶金的基础上向铁基摩擦材料中添加稀土元素Y，得到稀土增强铁基粉末冶金摩擦材料。2.如权利要求1所述的一种稀土元素Y增强铁基粉末冶金摩擦材料，其特征在于：由以下质量百分比的原料制成：水玻璃2～5％，二硫化钼2～5％，石墨2～8％，铜粉2～8％，铁粉20～40％，合金粉60～80％及稀土元素Y<0.8％。3.如权利要求1所述的稀土元素Y增强铁基粉末冶金摩擦材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、配混料：依照配方取得相应质量分数的原料及稀土元素粉末混合均匀，并放入球磨机中充分球磨；步骤二、干燥：将步骤一球磨后的粉末放入鼓风干燥箱中进行干燥；步骤三、成形：将步骤二干燥的粉末放入液压机模具中，进行冷压压制成形；步骤四、烧结：将步骤三...

【专利技术属性】
技术研发人员：李冬升，郑刚，唐华，刘勇，
申请(专利权)人：镇江四联机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：