本發明涉及摩擦材料技術領域，具體涉及一種重負荷低磨損銅基摩擦材料。
背景技術：
粉末冶金摩擦材料是以金屬及其合金為基體,添加摩擦組元和潤滑組元,用粉末冶金技術制成,主要用于制造摩擦式制動器與摩擦式離合器的摩擦片。由于該材料具有摩擦因數高且穩定、耐磨性好、磨合性好、導熱性優良、環境污染小、強度高、使用負荷高及工作平穩可靠等優點，由于粉末冶金的種種優點，粉末冶金相關企業已經適用于汽車行業、裝備制造業、金屬行業、航空航天、軍事工業、儀器儀表、五金工具、電子家電等領域的零配件生產和研究，相關原料、輔料生產，各類粉末制備設備、燒結設備制造。產品包括軸承、齒輪、硬質合金刀具、模具、摩擦制品等等。軍工企業中，重型的武器裝備如穿甲彈，魚雷等，飛機坦克等剎車副均需采用粉末冶金技術生產。粉末冶金汽車零件近年來已成為為中國粉末冶金行業最大的市場，約50％的汽車零部件為粉末冶金零部件。
近年來，銅基復合材料以其良好的導電、導熱和摩擦特性，在機械加工、交通運輸和微機械學等領域具有廣泛的應用前景。然而，在銅基摩擦材料上仍存在硬度低，材料燒結后的致密度不高以及磨損率高等一些問題，尤其是在高速鐵路制動材料方面的應用。現有銅基摩擦材料含碳量較低，無論是復合材料的摩擦性能還是潤滑性能都較差，同時銅與碳互不潤濕，兩種材料界面結合較差，硬度較低磨損量較高等問題。基于以上問題，使得現有制備材料方法不能適應高速減摩擦材料發展和大規模工業生產化的需要。
因此，針對上述問題，本發明提出了一種新的技術方案。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種密度適當、硬度、抗壓強度、抗彎強度好的重負荷低磨損銅基摩擦材料及其制備方法。
本發明是通過以下技術方案來實現的：
一種重負荷低磨損銅基摩擦材料，包括以下重量份數的原料組成：銅粉50～65粉，增強劑8～20份，摩擦潤滑劑5～12份，摩擦性能添加劑5～10份，二硫化鉬2～5份，所述增強劑為鐵粉、錫粉和鈦粉的混合物，所述摩擦潤滑劑為鱗片石墨和短切炭纖維的混合物，所述摩擦性能添加劑包括二氧化硅和碳化硅粉。
進一步地，一種重負荷低磨損銅基摩擦材料，包括以下重量份數的原料組成：銅粉50～65份，鐵粉3～10份，錫粉2～5份，鈦粉2～6份，鱗片石墨3～8份，短切炭纖維2～7份，二氧化硅2～6份，碳化硅3～5份，二硫化鉬2～5份。
進一步地，所述銅粉的含量≥99.7％，粒徑＜74μm；所述鐵粉的含量≥98.0％，粒徑＜74μm；所述鈦粉的含量≥99.8％，粒徑＜50μm；所述鱗片石墨的含量≥97％，粒徑為240～350μm；所述二氧化硅的含量≥97％，粒徑為150～250μm。
進一步地，一種重負荷低磨損銅基摩擦材料的制備方法，包括以下步驟：
a、將鐵粉和銅粉分別置于還原爐中，在氫氣氣氛保護下進行還原，以消除所述鐵粉和銅粉中的氧含量及加工硬化現象；還原溫度：鐵粉為600～700℃，銅粉為350～450℃，保溫時間均為2～3小時；得到還原后的還原鐵粉和銅粉；球磨：將還原合格的鐵粉和銅粉分別放入球磨機中球磨0.5～1小時；
b、將鱗片石墨、短切炭纖維、二氧化硅、碳化硅和二硫化鉬分別放入烘干箱烘干，冷卻后備用；
c、按上述原料配比稱取各原料，然后將原料依次放入v型混料機中混合均勻，混合1～1.5小時，過篩后得到混合原料；
d、將上述所得混合原料裝入模具中，經冷壓壓制成密度為4.8～5.2g/cm3的壓坯；
e、冷壓成型后，將壓坯放入煅燒爐中加壓燒結，整個老框框壓燒結過程在氫氣的保護下完成，燒結溫度為900～980℃，壓為控制在3～4mpa，保溫2～4小時后，隨爐冷卻至室溫出爐，再進行后期處理即可得到所需摩擦材料。
本發明的有益效果是：本發明所提出的摩擦材料配方合理，有效地提高了摩擦材料的摩擦系數，抗壓強度高，高負荷，磨損小，耐高溫，導熱性強，具有優異的耐腐蝕效果，提高了摩擦材料的使用壽命，減小了噪音和振動，穩定性強，制備方法簡單。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明做進一步地說明。
實施例1
一種重負荷低磨損銅基摩擦材料，包括以下重量份數的原料組成：銅粉50份，鐵粉3份，錫粉2份，鈦粉2份，鱗片石墨3份，短切炭纖維2份，二氧化硅2份，碳化硅3份，二硫化鉬2份。
一種重負荷低磨損銅基摩擦材料的制備方法，包括以下步驟：
a、將鐵粉和銅粉分別置于還原爐中，在氫氣氣氛保護下進行還原，以消除所述鐵粉和銅粉中的氧含量及加工硬化現象；還原溫度：鐵粉為600℃，銅粉為350℃，保溫時間均為2小時；得到還原后的還原鐵粉和銅粉；球磨：將還原合格的鐵粉和銅粉分別放入球磨機中球磨0.5小時；
b、將鱗片石墨、短切炭纖維、二氧化硅、碳化硅和二硫化鉬分別放入烘干箱烘干，冷卻后備用；
c、按上述原料配比稱取各原料，然后將原料依次放入v型混料機中混合均勻，混合1小時，過篩后得到混合原料；
d、將上述所得混合原料裝入模具中，經冷壓壓制成密度為4.8g/cm3的壓坯；
e、冷壓成型后，將壓坯放入煅燒爐中加壓燒結，整個老框框壓燒結過程在氫氣的保護下完成，燒結溫度為900℃，壓為控制在3mpa，保溫2小時后，隨爐冷卻至室溫出爐，再進行后期處理即可得到所需摩擦材料。
實施例2
一種重負荷低磨損銅基摩擦材料，包括以下重量份數的原料組成：銅粉60份，鐵粉6份，錫粉4份，鈦粉4份，鱗片石墨5份，短切炭纖維5份，二氧化硅5份，碳化硅4份，二硫化鉬3份。
一種重負荷低磨損銅基摩擦材料的制備方法，包括以下步驟：
a、將鐵粉和銅粉分別置于還原爐中，在氫氣氣氛保護下進行還原，以消除所述鐵粉和銅粉中的氧含量及加工硬化現象；還原溫度：鐵粉為650℃，銅粉為400℃，保溫時間均為2.5小時；得到還原后的還原鐵粉和銅粉；球磨：將還原合格的鐵粉和銅粉分別放入球磨機中球磨0.8小時；
b、將鱗片石墨、短切炭纖維、二氧化硅、碳化硅和二硫化鉬分別放入烘干箱烘干，冷卻后備用；
c、按上述原料配比稱取各原料，然后將原料依次放入v型混料機中混合均勻，混合1.2小時，過篩后得到混合原料；
d、將上述所得混合原料裝入模具中，經冷壓壓制成密度為5g/cm3的壓坯；
e、冷壓成型后，將壓坯放入煅燒爐中加壓燒結，整個老框框壓燒結過程在氫氣的保護下完成，燒結溫度為950℃，壓為控制在3mpa，保溫3小時后，隨爐冷卻至室溫出爐，再進行后期處理即可得到所需摩擦材料。
實施例3
一種重負荷低磨損銅基摩擦材料，包括以下重量份數的原料組成：銅粉65份，鐵粉10份，錫粉5份，鈦粉6份，鱗片石墨8份，短切炭纖維7份，二氧化硅6份，碳化硅5份，二硫化鉬5份。
一種重負荷低磨損銅基摩擦材料的制備方法，包括以下步驟：
a、將鐵粉和銅粉分別置于還原爐中，在氫氣氣氛保護下進行還原，以消除所述鐵粉和銅粉中的氧含量及加工硬化現象；還原溫度：鐵粉為700℃，銅粉為450℃，保溫時間均為3小時；得到還原后的還原鐵粉和銅粉；球磨：將還原合格的鐵粉和銅粉分別放入球磨機中球磨1h；
b、將鱗片石墨、短切炭纖維、二氧化硅、碳化硅和二硫化鉬分別放入烘干箱烘干，冷卻后備用；
c、按上述原料配比稱取各原料，然后將原料依次放入v型混料機中混合均勻，混合1.5小時，過篩后得到混合原料；
d、將上述所得混合原料裝入模具中，經冷壓壓制成密度為5.2g/cm3的壓坯；
e、冷壓成型后，將壓坯放入煅燒爐中加壓燒結，整個老框框壓燒結過程在氫氣的保護下完成，燒結溫度為980℃，壓為控制在4mpa，保溫4小時后，隨爐冷卻至室溫出爐，再進行后期處理即可得到所需摩擦材料。
本發明所提出的摩擦材料配方合理，有效地提高了摩擦材料的摩擦系數，抗壓強度高，高負荷，磨損小，耐高溫，導熱性強，具有優異的耐腐蝕效果，提高了摩擦材料的使用壽命，減小了噪音和振動，穩定性強，制備方法簡單。
本發明所提出的摩擦材料配方合理，有效地提高了摩擦材料的摩擦系數，抗壓強度高，高負荷，磨損小，耐高溫，導熱性強，具有優異的耐腐蝕效果，提高了摩擦材料的使用壽命，減小了噪音和振動，穩定性強，制備方法簡單。