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用在動カ機械上，依靠摩擦作用來執(zhí)行制動和傳動功能的部件材料。它是由高分子粘結(jié)劑(樹脂與橡膠)、增強纖維和摩擦性能調(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。它們被廣泛應用在汽車、火車、飛機、石油鉆機等各類工程機械設(shè)備上。民用品如自行車、洗衣機等作為動カ的傳遞或制動減速用不可缺少的材料?，F(xiàn)有的摩擦材料在應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)下大量使用有機粘結(jié)劑，造成機件使用壽命短，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行處理，其弊端是防靜電與不發(fā)火二者不得兼顧，有機聚合物材料其防火性能也只能達到B2級且抗沖擊性能較差，同時由于聚合物材料，由于有機溶劑的作用，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，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)實應用中，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行利用，有色金屬材料不僅造價昂貴，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，提供ー種無污染、對人體無害、造價便宜且耐磨的摩擦材料就成為ー個亟待解決的問題。

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選機除去材料中的輕質(zhì)雜質(zhì)；C、用粉碎機將B)中風選好的材料粉碎并用篩分機篩分成100 300目的細粉；DjfC)中的細粉經(jīng)過磁選機進行磁選加工進ー步分離出材料中的雜質(zhì)使材料中的黒色金屬含量達到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氣體進行焙燒發(fā)泡96小時；G、將F)中焙燒發(fā)泡后的材料冷卻到室溫時再經(jīng)過粉碎機粉碎并過篩分到20 120目顆粒；H、粉碎好的顆粒物依次通過風選機風選和磁選機磁選兩道エ序加工，使材料中的黒色金屬顆粒含量達到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鈍化還原爐里進行表面鈍化，同時在鈍化還原爐里加入氮氣作為保護氣體，經(jīng)2小時的鈍化后冷卻、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，所述的風選機是由石家莊鼎カ機械公司生產(chǎn)的5XZC-15風選機，所述的粉碎機是由福建豐カ機械公司生產(chǎn)的ACM-B粉碎機，所述的磁選機是由鄭州開元機械生產(chǎn)的XCT465型磁選機，所述的混料機是由上海東球公司生產(chǎn)的WSJ-3混料機，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)的選擇上有了一個新的突破，充分利用黒色金屬的性能特點，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
具體實施方式
實施例I :選取鐵含量為70%、粒度為2mm的低碳廢舊鐵氧化物顆粒；用由石家莊鼎カ機械公司生產(chǎn)的5XZC-15風選機將所述的鐵材料中的輕質(zhì)雜質(zhì)進行分離；用由福建豐カ機械公司生產(chǎn)的ACM-B粉碎機將風選好的鐵材料粉碎成300目的細粉；將細粉經(jīng)過鄭州開元機械生產(chǎn)的XCT465型磁選機，在功率為IlW的條件下磁選加工進ー步分離出鐵粉中的雜質(zhì)使材料中的含鐵量達到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氣體進行焙燒發(fā)泡96小時；將焙燒發(fā)泡后的材料冷卻到室溫時再經(jīng)過粉碎機粉碎并過篩分到20目顆粒；將粉碎好的顆粒物依次通過風選機風選和磁選機磁選兩道エ序加工，使材料中的鐵顆粒含量達到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鈍化還原爐里進行表面鈍化，同時在鈍化還原爐里加入氮氣作為保護氣體，經(jīng)2小時的鈍化后冷卻、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；用由石家莊鼎カ機械公司生產(chǎn)的5XZC-15風選機將所述的鉻材料中的輕質(zhì)雜質(zhì)進行分離；用由福建豐カ機械公司生產(chǎn)的ACM-B粉碎機將風選好的鉻材料粉碎成100目的細粉；將細粉經(jīng)過鄭州開元機 械生產(chǎn)的XCT465型磁選機，在功率為IlW的條件下磁選加工進ー步分離出鉻粉中的雜質(zhì)使材料中的含鉻量達到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氣體進行焙燒發(fā)泡96小時；將焙燒發(fā)泡后的材料冷卻到室溫時再經(jīng)過粉碎機粉碎并過篩分到120目顆粒；將粉碎好的顆粒物依次通過風選機風選和磁選機磁選兩道エ序加工，使材料中的鉻顆粒含量達到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鈍化還原爐里進行表面鈍化，同時在鈍化還原爐里加入氮氣作為保護氣體，經(jīng)2小時的鈍化后冷卻、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；用由石家莊鼎カ機械公司生產(chǎn)的5XZC-15風選機將所述的錳材料中的輕質(zhì)雜質(zhì)進行分離；用由福建豐カ機械公司生產(chǎn)的ACM-B粉碎機將風選好的錳材料粉碎成200目的細粉；將細粉經(jīng)過鄭州開元機械生產(chǎn)的XCT465型磁選機，在功率為IlW的條件下磁選加工進ー步分離出錳粉中的雜質(zhì)使材料中的含錳量達到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氣體進行焙燒發(fā)泡96小時；將焙燒發(fā)泡后的材料冷卻到室溫時再經(jīng)過粉碎機粉碎并過篩分到80目顆粒；將粉碎好的顆粒物依次通過風選機風選和磁選機磁選兩道エ序加工，使材料中的錳顆粒含量達到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鈍化還原爐里進行表面鈍化，同時在鈍化還原爐里加入氮氣作為保護氣體，經(jīng)2小時的鈍化后冷卻、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選機除去材料中的輕質(zhì)雜質(zhì)； C、用粉碎機將B)中風選好的材料粉碎并用篩分機篩分成100 300目的細粉； D、將C)中的細粉經(jīng)過磁選機進行磁選加工進一步分離出材料中的雜質(zhì)使材料中的黑色金屬含量達到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氣體進行焙燒發(fā)泡96小時； GjfF)中焙燒發(fā)泡后的材料冷卻到室溫時再經(jīng)過粉碎機粉碎并過篩分到20 120目顆粒； H、粉碎好的顆粒物依次通過風選機風選和磁選機磁選兩道工序加工，使材料中的黑色金屬顆粒含量量達到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鈍化還原爐里進行表面鈍化，同時在鈍化還原爐里加入氮氣作為保護氣體，經(jīng)2小時的鈍化后冷卻、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、風選、級配、混料等步驟，在1100℃～1300℃高溫下加入發(fā)泡劑，進行高溫處理發(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:北京金科復合材料有限責任公司