專利名稱：一種輕質(zhì)多孔隙黑色金屬摩擦材料及其制備方法
一種輕質(zhì)多孔隙黒色金屬摩擦材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所于摩擦材料技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及ー輕質(zhì)多孔隙黒色金屬摩擦材料及其制備方法背景技木摩擦材料是ー種應(yīng)用在動(dòng)カ機(jī)械上，依靠摩擦作用來執(zhí)行制動(dòng)和傳動(dòng)功能的部件材料。它是由高分子粘結(jié)劑(樹脂與橡膠)、增強(qiáng)纖維和摩擦性能調(diào)節(jié)劑三大類組成及其它配合劑構(gòu)成，經(jīng)ー系列生產(chǎn)加工而制成的制品。它們被廣泛應(yīng)用在汽車、火車、飛機(jī)、石油鉆機(jī)等各類工程機(jī)械設(shè)備上。民用品如自行車、洗衣機(jī)等作為動(dòng)カ的傳遞或制動(dòng)減速用不可缺少的材料?，F(xiàn)有的摩擦材料在應(yīng)用中存在如下的問題(I)在摩擦過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)會(huì)造成大氣、水體污染和對人體產(chǎn)生損害；(2)無孔狀態(tài)下大量使用有機(jī)粘結(jié)劑，造成機(jī)件使用壽命短，效率低；(3) —些對安全生產(chǎn)要求較高的場所，如防靜電、不發(fā)火、抗沖擊的地面處理，只能用聚合物材料進(jìn)行處理，其弊端是防靜電與不發(fā)火二者不得兼顧，有機(jī)聚合物材料其防火性能也只能達(dá)到B2級且抗沖擊性能較差，同時(shí)由于聚合物材料，由于有機(jī)溶劑的作用，也存在著環(huán)境污染的問題。黒色金屬是ー種對人體無害、無污染的材料。同時(shí)，它具有吸附、催化、降解作用，是ー種對污水中有害物質(zhì)的去除劑，但現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，大量使用原生態(tài)未加工狀態(tài)的黑色金屬，其利用的效率十分低下，沒有充分發(fā)揮其應(yīng)有的物化性能優(yōu)勢。目前，エ業(yè)制造過程中還是在大量使用鋁等輕質(zhì)有色金屬材料，還沒有對輕質(zhì)多孔隙黒色金屬材料進(jìn)行利用，有色金屬材料不僅造價(jià)昂貴，而且在使用過程中容易造成有色金屬污染。因此，充分利用黒色金屬的性能特點(diǎn)，提供ー種無污染、對人體無害、造價(jià)便宜且耐磨的摩擦材料就成為ー個(gè)亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容[發(fā)明要解決的問題]本發(fā)明的目的是提供ー種無污染、對人體無害、造價(jià)便宜且耐磨的輕質(zhì)多孔隙黑色金屬摩擦材料。本發(fā)明的另ー目的是提供一種輕質(zhì)多孔隙黒色金屬摩擦材料的制備方法。[技術(shù)方案]本發(fā)明涉及一種輕質(zhì)多孔隙黒色金屬摩擦材料，所述的輕質(zhì)多孔隙黒色金屬摩擦材料是由以重量百分比計(jì)的下述組分組成黒色金屬顆粒96 100%、碳O O. 05%、鹽酸不溶物O 3%、水O 1%。該摩擦材料粒度為-20目 +120目、密度為I. 5 2· 2T/M3。本發(fā)明還涉及ー種輕質(zhì)多孔隙黒色金屬摩擦材料的制備方法，該制備方法的步驟如下
A、選取黑色金屬含量為60 70%、粒度為2mm以下的廢舊低碳黑色金屬氧化物顆粒;B、將A)中所述的黑色金屬氧化物顆粒通過風(fēng)選機(jī)除去材料中的輕質(zhì)雜質(zhì)；C、用粉碎機(jī)將B)中風(fēng)選好的材料粉碎并用篩分機(jī)篩分成100 300目的細(xì)粉；DjfC)中的細(xì)粉經(jīng)過磁選機(jī)進(jìn)行磁選加工進(jìn)ー步分離出材料中的雜質(zhì)使材料中的黒色金屬含量達(dá)到70 80% ;EJfD)中磁選加工好的材料與20目的石灰石和10目的無煙煤按重量比為7:1: 2的比例用混料機(jī)充分混合均勻； FjfE)中混合好的材料裝入耐高溫坩堝中，送入1100°C 1300°C的高溫爐中并加入一氧化碳?xì)怏w進(jìn)行焙燒發(fā)泡96小時(shí)；G、將F)中焙燒發(fā)泡后的材料冷卻到室溫時(shí)再經(jīng)過粉碎機(jī)粉碎并過篩分到20 120目顆粒；H、粉碎好的顆粒物依次通過風(fēng)選機(jī)風(fēng)選和磁選機(jī)磁選兩道エ序加工，使材料中的黒色金屬顆粒含量達(dá)到96%以上；I、將H)中的金屬顆粒裝在真空爐燒結(jié)托盤中，推入到恒溫700°C 900°C鈍化還原爐里進(jìn)行表面鈍化，同時(shí)在鈍化還原爐里加入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體，經(jīng)2小時(shí)的鈍化后冷卻、取出、過篩得到所述的輕質(zhì)多孔隙黒色金屬摩擦材料。更優(yōu)選地，本發(fā)明所述的黑色金屬為鐵、錳或鉻。本發(fā)明所使用的原料都可以在市場上通過商購得到，所述的風(fēng)選機(jī)是由石家莊鼎カ機(jī)械公司生產(chǎn)的5XZC-15風(fēng)選機(jī)，所述的粉碎機(jī)是由福建豐カ機(jī)械公司生產(chǎn)的ACM-B粉碎機(jī)，所述的磁選機(jī)是由鄭州開元機(jī)械生產(chǎn)的XCT465型磁選機(jī)，所述的混料機(jī)是由上海東球公司生產(chǎn)的WSJ-3混料機(jī)，所述的耐高溫坩堝是由河北大城縣津大坩堝廠生產(chǎn)的金剛牌400#坩堝，所述的真空爐燒結(jié)托盤是由海門遠(yuǎn)盛金屬制品廠生產(chǎn)的200*400*100mm的真空燒結(jié)爐托盤。本發(fā)明的摩擦材料黑色金屬含量在96%以上、含碳量在O. 05%以下、鹽酸不溶物的含量在3%以下、含水量在I %以下，該摩擦材料的粒度為-20目至+120目、松裝密度I. 5 2· 2T/M3。[有益效果]本發(fā)明的有益效果是與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在材質(zhì)的選擇上有了一個(gè)新的突破，充分利用黒色金屬的性能特點(diǎn)，改變了材料加工過程中的參數(shù)，得到了表面粗糙、疏松、多孔、有塑性、低密度，延緩生銹速度的輕質(zhì)多孔隙黒色金屬摩擦材料。與現(xiàn)有的摩擦材料相比該材料無污染、對人體無害、造價(jià)便宜且性能優(yōu)越。

圖I為本發(fā)明多孔疏松的外表面圖
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I :選取鐵含量為70%、粒度為2mm的低碳廢舊鐵氧化物顆粒；用由石家莊鼎カ機(jī)械公司生產(chǎn)的5XZC-15風(fēng)選機(jī)將所述的鐵材料中的輕質(zhì)雜質(zhì)進(jìn)行分離；用由福建豐カ機(jī)械公司生產(chǎn)的ACM-B粉碎機(jī)將風(fēng)選好的鐵材料粉碎成300目的細(xì)粉；將細(xì)粉經(jīng)過鄭州開元機(jī)械生產(chǎn)的XCT465型磁選機(jī)，在功率為IlW的條件下磁選加工進(jìn)ー步分離出鐵粉中的雜質(zhì)使材料中的含鐵量達(dá)到80%;將磁選加工好的材料、20目的石灰石和10目的無煙煤按重量比為7:1: 2的比例用混料機(jī)充分混合均勻；將混合好的材料裝入耐高溫坩堝中，送入1100°C的高溫爐中并加入一氧化碳?xì)怏w進(jìn)行焙燒發(fā)泡96小時(shí)；將焙燒發(fā)泡后的材料冷卻到室溫時(shí)再經(jīng)過粉碎機(jī)粉碎并過篩分到20目顆粒；將粉碎好的顆粒物依次通過風(fēng)選機(jī)風(fēng)選和磁選機(jī)磁選兩道エ序加工，使材料中的鐵顆粒含量達(dá)到96%以上；將該鐵顆粒裝在真空爐燒結(jié)托盤中，推入到恒溫700°C鈍化還原爐里進(jìn)行表面鈍化，同時(shí)在鈍化還原爐里加入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體，經(jīng)2小時(shí)的鈍化后冷卻、取出、過篩得到所述的輕質(zhì)多孔隙鐵摩擦材料。實(shí)施例2 選取鉻含量為60%、粒度為O. 5mm的低碳廢舊鉻氧化物顆粒；用由石家莊鼎カ機(jī)械公司生產(chǎn)的5XZC-15風(fēng)選機(jī)將所述的鉻材料中的輕質(zhì)雜質(zhì)進(jìn)行分離；用由福建豐カ機(jī)械公司生產(chǎn)的ACM-B粉碎機(jī)將風(fēng)選好的鉻材料粉碎成100目的細(xì)粉；將細(xì)粉經(jīng)過鄭州開元機(jī) 械生產(chǎn)的XCT465型磁選機(jī)，在功率為IlW的條件下磁選加工進(jìn)ー步分離出鉻粉中的雜質(zhì)使材料中的含鉻量達(dá)到70%以上；將磁選加工好的材料、20目的石灰石和10目的無煙煤按重量比為7 I 2的比例用混料機(jī)充分混合均勻；將混合好的材料裝入耐高溫坩堝中，送入1300°C的高溫爐中并加入一氧化碳?xì)怏w進(jìn)行焙燒發(fā)泡96小時(shí)；將焙燒發(fā)泡后的材料冷卻到室溫時(shí)再經(jīng)過粉碎機(jī)粉碎并過篩分到120目顆粒；將粉碎好的顆粒物依次通過風(fēng)選機(jī)風(fēng)選和磁選機(jī)磁選兩道エ序加工，使材料中的鉻顆粒含量達(dá)到96%以上；將該鉻顆粒裝在真空爐燒結(jié)托盤中，推入到恒溫900°C鈍化還原爐里進(jìn)行表面鈍化，同時(shí)在鈍化還原爐里加入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體，經(jīng)2小時(shí)的鈍化后冷卻、取出、過篩得到所述的輕質(zhì)多孔隙黑色鉻摩擦材料。實(shí)施例3:選取錳含量為68%、粒度為Imm的低碳廢舊錳氧化物顆粒；用由石家莊鼎カ機(jī)械公司生產(chǎn)的5XZC-15風(fēng)選機(jī)將所述的錳材料中的輕質(zhì)雜質(zhì)進(jìn)行分離；用由福建豐カ機(jī)械公司生產(chǎn)的ACM-B粉碎機(jī)將風(fēng)選好的錳材料粉碎成200目的細(xì)粉；將細(xì)粉經(jīng)過鄭州開元機(jī)械生產(chǎn)的XCT465型磁選機(jī)，在功率為IlW的條件下磁選加工進(jìn)ー步分離出錳粉中的雜質(zhì)使材料中的含錳量達(dá)到75%以上；將磁選加工好的材料、20目的石灰石和10目的無煙煤按重量比為7 : I : 2的比例用混料機(jī)充分混合均勻；將混合好的材料裝入耐高溫坩堝中，送入1200°C的高溫爐中并加入一氧化碳?xì)怏w進(jìn)行焙燒發(fā)泡96小時(shí)；將焙燒發(fā)泡后的材料冷卻到室溫時(shí)再經(jīng)過粉碎機(jī)粉碎并過篩分到80目顆粒；將粉碎好的顆粒物依次通過風(fēng)選機(jī)風(fēng)選和磁選機(jī)磁選兩道エ序加工，使材料中的錳顆粒含量達(dá)到96%以上；將該錳顆粒裝在真空爐燒結(jié)托盤中，推入到恒溫800°C鈍化還原爐里進(jìn)行表面鈍化，同時(shí)在鈍化還原爐里加入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體，經(jīng)2小時(shí)的鈍化后冷卻、取出、過篩得到所述的輕質(zhì)多孔隙黑色錳摩擦材料。
權(quán)利要求
1.一種輕質(zhì)多孔隙黑色金屬摩擦材料，其特征在于該摩擦材料由如下以重量百分比計(jì)的組分組成的黑色金屬顆粒96 100%、碳O 0. 05%、鹽酸不溶物0 3%、水0 1%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輕質(zhì)多孔隙黑色金屬摩擦材料，其特征在于所述的摩擦材料粒度為-20目 +120目、密度1. 5 2. 2T/M3。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的輕質(zhì)多孔隙黑色金屬摩擦材料，其特征在于所述的黑色金屬為鐵、錳或鉻。
4.一種制備權(quán)利要求I所述的輕質(zhì)多孔隙黑色金屬摩擦材料的方法，其特征在于該方法包括如下步驟 A、選取黑色金屬含量為60 70%、粒度為2_以下的廢舊低碳黑色金屬氧化物顆粒； BjfA)中所述的黑色金屬氧化物顆粒通過風(fēng)選機(jī)除去材料中的輕質(zhì)雜質(zhì)； C、用粉碎機(jī)將B)中風(fēng)選好的材料粉碎并用篩分機(jī)篩分成100 300目的細(xì)粉； D、將C)中的細(xì)粉經(jīng)過磁選機(jī)進(jìn)行磁選加工進(jìn)一步分離出材料中的雜質(zhì)使材料中的黑色金屬含量達(dá)到70 80% ; EjfD)中磁選加工好的材料與20目的石灰石和10目的無煙煤按重量比為7 I 2的比例用混料機(jī)充分混合均勻； FJfE)中混合好的材料裝入耐高溫坩堝中，送入1100°C 1300°C的高溫爐中并加入一氧化碳?xì)怏w進(jìn)行焙燒發(fā)泡96小時(shí)； GjfF)中焙燒發(fā)泡后的材料冷卻到室溫時(shí)再經(jīng)過粉碎機(jī)粉碎并過篩分到20 120目顆粒； H、粉碎好的顆粒物依次通過風(fēng)選機(jī)風(fēng)選和磁選機(jī)磁選兩道工序加工，使材料中的黑色金屬顆粒含量量達(dá)到96%以上； I、將H)中的金屬顆粒裝在真空爐燒結(jié)托盤中，推入到恒溫700°C 900°C鈍化還原爐里進(jìn)行表面鈍化，同時(shí)在鈍化還原爐里加入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體，經(jīng)2小時(shí)的鈍化后冷卻、取出、過篩得到所述的輕質(zhì)多孔隙黑色金屬摩擦材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種輕質(zhì)多孔隙黑色金屬摩擦材料，該摩擦材料由黑色金屬顆粒、碳、鹽酸不溶物和水組成的，其粒度為-20目～+120目、密度為1.5～2.2T/M3。本發(fā)明還提供了一種輕質(zhì)多孔隙黑色金屬摩擦材料的制備方法，該方法是以低碳廢黑色金屬材料為原材料，經(jīng)過粉碎、磁選、風(fēng)選、級配、混料等步驟，在1100℃～1300℃高溫下加入發(fā)泡劑，進(jìn)行高溫處理發(fā)泡，最后制成表面粗糙、疏松、多孔、有塑性、低密度，延緩生銹速度的輕質(zhì)多孔隙黑色金屬摩擦材料。與現(xiàn)有的摩擦材料相比本發(fā)明的摩擦材料無污染、對人體無害、造價(jià)便宜且性能優(yōu)越。
文檔編號C09K3/14GK102660224SQ20121012845
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者曹洪生, 李 杰, 王亞娥, 王新民 申請人:北京金科復(fù)合材料有限責(zé)任公司