CN102660224B - 一种轻质多孔隙黑色金属摩擦材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轻质多孔隙黑色金属摩擦材料，该摩擦材料由黑色金属颗粒、碳、盐酸不溶物和水组成的，其粒度为-20目～+120目、密度为1.5～2.2T/M3。本发明还提供了一种轻质多孔隙黑色金属摩擦材料的制备方法，该方法是以低碳废黑色金属材料为原材料，经过粉碎、磁选、风选、级配、混料等步骤，在1100℃～1300℃高温下加入发泡剂，进行高温处理发泡，最后制成表面粗糙、疏松、多孔、有塑性、低密度，延缓生锈速度的轻质多孔隙黑色金属摩擦材料。与现有的摩擦材料相比本发明的摩擦材料无污染、对人体无害、造价便宜且性能优越。
Description
【技术领域】
本发明所于摩擦材料技术领域。更具体地，本发明涉及一轻质多孔隙黑色金属摩擦材料及其制备方法
【背景技术】
摩擦材料是一种应用在动力机械上，依靠摩擦作用来执行制动和传动功能的部件材料。它是由高分子粘结剂(树脂与橡胶)、增强纤维和摩擦性能调节剂三大类组成及其它配合剂构成，经一系列生产加工而制成的制品。它们被广泛应用在汽车、火车、飞机、石油钻机等各类工程机械设备上。民用品如自行车、洗衣机等作为动力的传递或制动减速用不可缺少的材料。
现有的摩擦材料在应用中存在如下的问题：(1)在摩擦过程中产生的有害物质会造成大气、水体污染和对人体产生损害；(2)无孔状态下大量使用有机粘结剂，造成机件使用寿命短，效率低；(3)一些对安全生产要求较高的场所，如防静电、不发火、抗冲击的地面处理，只能用聚合物材料进行处理，其弊端是防静电与不发火二者不得兼顾，有机聚合物材料其防火性能也只能达到B2级且抗冲击性能较差，同时由于聚合物材料，由于有机溶剂的作用，也存在着环境污染的问题。
黑色金属是一种对人体无害、无污染的材料。同时，它具有吸附、催化、降解作用，是一种对污水中有害物质的去除剂，但现实应用中，大量使用原生态未加工状态的黑色金属，其利用的效率十分低下，没有充分发挥其应有的物化性能优势。目前，工业制造过程中还是在大量使用铝等轻质有色金属材料，还没有对轻质多孔隙黑色金属材料进行利用，有色金属材料不仅造价昂贵，而且在使用过程中容易造成有色金属污染。因此，充分利用黑色金属的性能特点，提供一种无污染、对人体无害、造价便宜且耐磨的摩擦材料就成为一个亟待解决的问题。
【发明内容】
[发明要解决的问题]
本发明的目的是提供一种无污染、对人体无害、造价便宜且耐磨的轻质多孔隙黑色金属摩擦材料。
本发明的另一目的是提供一种轻质多孔隙黑色金属摩擦材料的制备方法。
[技术方案]
本发明涉及一种轻质多孔隙黑色金属摩擦材料，所述的轻质多孔隙黑色金属摩擦材料是由以重量百分比计的下述组分组成：黑色金属颗粒96～100％、碳0～0.05％、盐酸不溶物0～3％、水0～1％。
该摩擦材料粒度为-20目～+120目、密度为1.5～2.2T/M3。
本发明还涉及一种轻质多孔隙黑色金属摩擦材料的制备方法，该制备方法的步骤如下：
A、选取黑色金属含量为60～70％、粒度为2mm以下的废旧低碳黑色金属氧化物颗粒；
B、将A)中所述的黑色金属氧化物颗粒通过风选机除去材料中的轻质杂质；
C、用粉碎机将B)中风选好的材料粉碎并用筛分机筛分成100～300目的细粉；
D、将C)中的细粉经过磁选机进行磁选加工进一步分离出材料中的杂质使材料中的黑色金属含量达到70～80％；
E、将D)中磁选加工好的材料与20目的石灰石和10目的无烟煤按重量比为7∶1∶2的比例用混料机充分混合均匀；
F、将E)中混合好的材料装入耐高温坩埚中，送入1100℃～1300℃的高温炉中并加入一氧化碳气体进行焙烧发泡96小时；
G、将F)中焙烧发泡后的材料冷却到室温时再经过粉碎机粉碎并过筛分到20～120目颗粒；
H、粉碎好的颗粒物依次通过风选机风选和磁选机磁选两道工序加工，使材料中的黑色金属颗粒含量达到96％以上；
I、将H)中的金属颗粒装在真空炉烧结托盘中，推入到恒温700℃～900℃钝化还原炉里进行表面钝化，同时在钝化还原炉里加入氮气作为保护气体，经2小时的钝化后冷却、取出、过筛得到所述的轻质多孔隙黑色金属摩擦材料。
更优选地，本发明所述的黑色金属为铁、锰或铬。
本发明所使用的原料都可以在市场上通过商购得到，所述的风选机是由石家庄鼎力机械公司生产的5XZC-15风选机，所述的粉碎机是由福建丰力机械公司生产的ACM-B粉碎机，所述的磁选机是由郑州开元机械生产的XCT465型磁选机，所述的混料机是由上海东球公司生产的WSJ-3混料机，所述的耐高温坩埚是由河北大城县津大坩埚厂生产的金刚牌400#坩埚，所述的真空炉烧结托盘是由海门远盛金属制品厂生产的200*400*100mm的真空烧结炉托盘。
本发明的摩擦材料黑色金属含量在96％以上、含碳量在0.05％以下、盐酸不溶物的含量在3％以下、含水量在1％以下，该摩擦材料的粒度为-20目至+120目、松装密度：1.5～2.2T/M3。
[有益效果]
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明在材质的选择上有了一个新的突破，充分利用黑色金属的性能特点，改变了材料加工过程中的参数，得到了表面粗糙、疏松、多孔、有塑性、低密度，延缓生锈速度的轻质多孔隙黑色金属摩擦材料。与现有的摩擦材料相比该材料无污染、对人体无害、造价便宜且性能优越。
【附图说明】
图1为本发明多孔疏松的外表面图
【具体实施方式】
实施例1：
选取铁含量为70％、粒度为2mm的低碳废旧铁氧化物颗粒；用由石家庄鼎力机械公司生产的5XZC-15风选机将所述的铁材料中的轻质杂质进行分离；用由福建丰力机械公司生产的ACM-B粉碎机将风选好的铁材料粉碎成300目的细粉；将细粉经过郑州开元机械生产的XCT465型磁选机，在功率为11W的条件下磁选加工进一步分离出铁粉中的杂质使材料中的含铁量达到80％；将磁选加工好的材料、20目的石灰石和10目的无烟煤按重量比为7∶1∶2的比例用混料机充分混合均匀；将混合好的材料装入耐高温坩埚中，送入1100℃的高温炉中并加入一氧化碳气体进行焙烧发泡96小时；将焙烧发泡后的材料冷却到室温时再经过粉碎机粉碎并过筛分到20目颗粒；将粉碎好的颗粒物依次通过风选机风选和磁选机磁选两道工序加工，使材料中的铁颗粒含量达到96％以上；将该铁颗粒装在真空炉烧结托盘中，推入到恒温700℃钝化还原炉里进行表面钝化，同时在钝化还原炉里加入氮气作为保护气体，经2小时的钝化后冷却、取出、过筛得到所述的轻质多孔隙铁摩擦材料。
实施例2：
选取铬含量为60％、粒度为0.5mm的低碳废旧铬氧化物颗粒；用由石家庄鼎力机械公司生产的5XZC-15风选机将所述的铬材料中的轻质杂质进行分离；用由福建丰力机械公司生产的ACM-B粉碎机将风选好的铬材料粉碎成100目的细粉；将细粉经过郑州开元机械生产的XCT465型磁选机，在功率为11W的条件下磁选加工进一步分离出铬粉中的杂质使材料中的含铬量达到70％以上；将磁选加工好的材料、20目的石灰石和10目的无烟煤按重量比为7∶1∶2的比例用混料机充分混合均匀；将混合好的材料装入耐高温坩埚中，送入1300℃的高温炉中并加入一氧化碳气体进行焙烧发泡96小时；将焙烧发泡后的材料冷却到室温时再经过粉碎机粉碎并过筛分到120目颗粒；将粉碎好的颗粒物依次通过风选机风选和磁选机磁选两道工序加工，使材料中的铬颗粒含量达到96％以上；将该铬颗粒装在真空炉烧结托盘中，推入到恒温900℃钝化还原炉里进行表面钝化，同时在钝化还原炉里加入氮气作为保护气体，经2小时的钝化后冷却、取出、过筛得到所述的轻质多孔隙黑色铬摩擦材料。
实施例3：
选取锰含量为68％、粒度为1mm的低碳废旧锰氧化物颗粒；用由石家庄鼎力机械公司生产的5XZC-15风选机将所述的锰材料中的轻质杂质进行分离；用由福建丰力机械公司生产的ACM-B粉碎机将风选好的锰材料粉碎成200目的细粉；将细粉经过郑州开元机械生产的XCT465型磁选机，在功率为11W的条件下磁选加工进一步分离出锰粉中的杂质使材料中的含锰量达到75％以上；将磁选加工好的材料、20目的石灰石和10目的无烟煤按重量比为7∶1∶2的比例用混料机充分混合均匀；将混合好的材料装入耐高温坩埚中，送入1200℃的高温炉中并加入一氧化碳气体进行焙烧发泡96小时；将焙烧发泡后的材料冷却到室温时再经过粉碎机粉碎并过筛分到80目颗粒；将粉碎好的颗粒物依次通过风选机风选和磁选机磁选两道工序加工，使材料中的锰颗粒含量达到96％以上；将该锰颗粒装在真空炉烧结托盘中，推入到恒温800℃钝化还原炉里进行表面钝化，同时在钝化还原炉里加入氮气作为保护气体，经2小时的钝化后冷却、取出、过筛得到所述的轻质多孔隙黑色锰摩擦材料。
Claims (1)
1.一种轻质多孔隙黑色金属摩擦材料的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
A、选取黑色金属含量为60～70％、粒度为2mm以下的废旧低碳黑色金属氧化物颗粒；
B、将A)中所述的黑色金属氧化物颗粒通过风选机除去材料中的轻质杂质；
C、用粉碎机将B)中风选好的材料粉碎并用筛分机筛分成100～300目的细粉；
D、将C)中的细粉经过磁选机进行磁选加工进一步分离出材料中的杂质使材料中的黑色金属含量达到70～80％；
E、将D)中磁选加工好的材料与20目的石灰石和10目的无烟煤按重量比为7∶1∶2的比例用混料机充分混合均匀；
F、将E)中混合好的材料装入耐高温坩埚中，送入1100℃～1300℃的高温炉中并加入一氧化碳气体进行焙烧发泡96小时；
G、将F)中焙烧发泡后的材料冷却到室温时再经过粉碎机粉碎并过筛分到20～120目颗粒；
H、粉碎好的颗粒物依次通过风选机风选和磁选机磁选两道工序加工，使材料中的黑色金属颗粒含量量达到96％以上；
I、将H)中的金属颗粒装在真空炉烧结托盘中，推入到恒温700℃～900℃钝化还原炉里进行表面钝化，同时在钝化还原炉里加入氮气作为保护气体，经2小时的钝化后冷却、取出、过筛得到所述的轻质多孔隙黑色金属摩擦材料；
该摩擦材料由如下以重量百分比计的组分组成的：黑色金属颗粒96～100％、碳0～0.05％、盐酸不溶物0～3％、水0～1％；所述的摩擦材料粒度为20目～120目、密度：1.5～2.2T/M3；所述的黑色金属为铁、锰或铬。
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