第六章_摩擦材料產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)和檢驗

1、 前言前言 檢驗標(biāo)準(zhǔn)：檢驗標(biāo)準(zhǔn)： 為了檢測摩擦材料是否合格，人們根據(jù)具體摩擦材料為了檢測摩擦材料是否合格，人們根據(jù)具體摩擦材料 的使用條件、制備工藝、材料組分等特點，制訂了摩的使用條件、制備工藝、材料組分等特點，制訂了摩 擦材料的檢測標(biāo)準(zhǔn)。例如擦材料的檢測標(biāo)準(zhǔn)。例如BS ISO 15484-2008標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 就是專門為道路車輛、制動襯面摩擦材料制訂的產(chǎn)品就是專門為道路車輛、制動襯面摩擦材料制訂的產(chǎn)品 定義和質(zhì)量保證標(biāo)準(zhǔn)，它是參照國際定義和質(zhì)量保證標(biāo)準(zhǔn)，它是參照國際ISO標(biāo)準(zhǔn)，并根標(biāo)準(zhǔn)，并根 據(jù)我國具體情況制訂并下發(fā)嚴(yán)格執(zhí)行的一個摩擦材料據(jù)我國具體情況制訂并下發(fā)嚴(yán)格執(zhí)行的一個摩擦材料 產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)

2、。另外，在國際或國家標(biāo)準(zhǔn)里，還有一些產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)。另外，在國際或國家標(biāo)準(zhǔn)里，還有一些 是專門針對摩擦材料某方面性能的檢測標(biāo)準(zhǔn)，如是專門針對摩擦材料某方面性能的檢測標(biāo)準(zhǔn)，如 GB/T 10430-2008（燒結(jié)金屬摩擦片粘結(jié)性能檢驗（燒結(jié)金屬摩擦片粘結(jié)性能檢驗 方法），就是針對摩擦片粘結(jié)性能進(jìn)行檢測的文件。方法），就是針對摩擦片粘結(jié)性能進(jìn)行檢測的文件。 檢驗項目：檢驗項目： 在燒結(jié)摩擦制品生產(chǎn)過程中，半成品在燒結(jié)摩擦制品生產(chǎn)過程中，半成品(粉料、壓件粉料、壓件)要要 進(jìn)行按工序的質(zhì)量檢查，成品也要經(jīng)過質(zhì)量檢查。檢進(jìn)行按工序的質(zhì)量檢查，成品也要經(jīng)過質(zhì)量檢查。檢 查有以下各項目：外觀、幾何尺寸、化學(xué)成

3、分、硬度、查有以下各項目：外觀、幾何尺寸、化學(xué)成分、硬度、 摩擦層與鋼背的結(jié)合質(zhì)量、顯微組織、摩擦性能等。摩擦層與鋼背的結(jié)合質(zhì)量、顯微組織、摩擦性能等。 在某些情況下，還檢驗鋼背的硬度和塑性。在某些情況下，還檢驗鋼背的硬度和塑性。 6.1零件的肉眼觀察零件的肉眼觀察 對成品進(jìn)行肉眼觀察可發(fā)現(xiàn)下列廢品：對成品進(jìn)行肉眼觀察可發(fā)現(xiàn)下列廢品： p 摩擦粉末片的熔化；摩擦粉末片的熔化； p 摩擦粉末片在鋼背上的位移；摩擦粉末片在鋼背上的位移； p 摩擦粉末片的缺陷摩擦粉末片的缺陷(割裂、裂紋、凹陷、分層、疏松割裂、裂紋、凹陷、分層、疏松)； p 氧化；氧化； p 摩擦粉末片變扁；摩擦粉末片變扁； p 摩

4、擦粉末片油槽不夠深等。摩擦粉末片油槽不夠深等。 6.2 幾何尺寸的檢查幾何尺寸的檢查 零件幾何尺寸的檢查一般是用精度為零件幾何尺寸的檢查一般是用精度為0.01-0.10毫米的毫米的 普通測量工具普通測量工具(測微器、卡尺測微器、卡尺)來進(jìn)行的。由于多數(shù)零件來進(jìn)行的。由于多數(shù)零件 要進(jìn)行機(jī)加工，因此，要留有一定的余量，一般為要進(jìn)行機(jī)加工，因此，要留有一定的余量，一般為 0.3-0.7毫米。毫米。 零件尺寸應(yīng)當(dāng)與圖紙相符，零件翹曲超過給定極限便視零件尺寸應(yīng)當(dāng)與圖紙相符，零件翹曲超過給定極限便視 作燒結(jié)廢品。該類廢品的原因是采用變了形的墊盤或在作燒結(jié)廢品。該類廢品的原因是采用變了形的墊盤或在 無壓情

5、況下將零件從高溫冷卻，翹曲零件可通過無打擊無壓情況下將零件從高溫冷卻，翹曲零件可通過無打擊 矯直或復(fù)燒來補救。如果這些工序都不能矯正，零件便矯直或復(fù)燒來補救。如果這些工序都不能矯正，零件便 報廢。報廢。 對那些在燒結(jié)過程中壓出油槽的摩擦盤還要進(jìn)行油槽幾對那些在燒結(jié)過程中壓出油槽的摩擦盤還要進(jìn)行油槽幾 何形狀及尺寸的檢查。違反最佳燒結(jié)參數(shù)以及使用不標(biāo)何形狀及尺寸的檢查。違反最佳燒結(jié)參數(shù)以及使用不標(biāo) 準(zhǔn)的造形墊環(huán)均能引起油槽尺寸偏離給定尺寸。該類廢準(zhǔn)的造形墊環(huán)均能引起油槽尺寸偏離給定尺寸。該類廢 品是不可補救的。品是不可補救的。 6.3摩擦材料的化學(xué)成分摩擦材料的化學(xué)成分 在摩擦零件制造過程中，粉

6、料、壓件、燒結(jié)粉末片以在摩擦零件制造過程中，粉料、壓件、燒結(jié)粉末片以 及熱處理片都要進(jìn)行化學(xué)成分的檢驗。其中粉料和燒結(jié)件及熱處理片都要進(jìn)行化學(xué)成分的檢驗。其中粉料和燒結(jié)件 的化學(xué)成分檢驗是必須進(jìn)行的，壓件進(jìn)行化學(xué)分析是不合的化學(xué)成分檢驗是必須進(jìn)行的，壓件進(jìn)行化學(xué)分析是不合 算的。算的。 對銅基摩擦材料在工藝過程各階段的化學(xué)成分的專門研究對銅基摩擦材料在工藝過程各階段的化學(xué)成分的專門研究 表明只有鉛含量變化最大，石墨很少變化，而其余成分表明只有鉛含量變化最大，石墨很少變化，而其余成分(鐵、鐵、 石墨、錫石墨、錫)的含量則仍保持在材料的允許誤差范圍內(nèi)。因此，的含量則仍保持在材料的允許誤差范圍內(nèi)。因

7、此， 建議只測定鉛在燒結(jié)摩擦粉末片中的含量，其余成分的含建議只測定鉛在燒結(jié)摩擦粉末片中的含量，其余成分的含 量視作與原始粉料中的相同。量視作與原始粉料中的相同。 顯然，對鐵基材料來說，也是只檢驗?zāi)切┰跓Y(jié)過程中含顯然，對鐵基材料來說，也是只檢驗?zāi)切┰跓Y(jié)過程中含 量會發(fā)生變化的成分才是合算的。屬于這類元素的有：石量會發(fā)生變化的成分才是合算的。屬于這類元素的有：石 墨、金屬硫化物、易熔金屬。墨、金屬硫化物、易熔金屬。 檢驗方法：檢驗方法： 化學(xué)分析法化學(xué)分析法 光譜法。光譜法。 6.4 硬度的測定硬度的測定 燒結(jié)材料的硬度能說明燒結(jié)過程進(jìn)行的完全程度，它燒結(jié)材料的硬度能說明燒結(jié)過程進(jìn)行的完全程度

8、，它 首先取決于孔隙度?？紫抖茸罱K又影響制品的物理機(jī)械首先取決于孔隙度?？紫抖茸罱K又影響制品的物理機(jī)械 性能和使用性能。測定硬度的方法取決于零件的幾何形性能和使用性能。測定硬度的方法取決于零件的幾何形 狀，尺寸以及摩擦材料的成分，通常在相應(yīng)的技術(shù)條件狀，尺寸以及摩擦材料的成分，通常在相應(yīng)的技術(shù)條件 中都有說明。中都有說明。 偏離給定硬度的原因：偏離給定硬度的原因： l 壓制時的粉末稱量不準(zhǔn)確，壓制時的粉末稱量不準(zhǔn)確， l 偏離了正常的燒結(jié)偏離了正常的燒結(jié)(或熱處理）工藝，或熱處理）工藝， l 燒結(jié)時使用了翹曲裝置，燒結(jié)時使用了翹曲裝置， l 將制品疊裝入容器內(nèi)時發(fā)生了傾斜及一些其他原因。將制品

9、疊裝入容器內(nèi)時發(fā)生了傾斜及一些其他原因。 硬度不合格的補救措施：硬度不合格的補救措施： 復(fù)燒：復(fù)燒：復(fù)燒及無打擊密實矯正都會提高材料的密度，復(fù)燒及無打擊密實矯正都會提高材料的密度， 用來補救硬度低的零件。復(fù)燒制度是根據(jù)材料成分、用來補救硬度低的零件。復(fù)燒制度是根據(jù)材料成分、 零件的幾何尺寸及第一次燒結(jié)時所達(dá)到的硬度來確定零件的幾何尺寸及第一次燒結(jié)時所達(dá)到的硬度來確定 的。此時還必須考慮到摩擦粉末片的成分變化的。此時還必須考慮到摩擦粉末片的成分變化(如由于如由于 石墨的燒損、鉛的熔出等石墨的燒損、鉛的熔出等)，鋼背的滲碳及由此產(chǎn)生的，鋼背的滲碳及由此產(chǎn)生的 脆化，保持零件尺寸及摩擦粉末片上油槽的

10、幾何形狀脆化，保持零件尺寸及摩擦粉末片上油槽的幾何形狀 的必要性。的必要性。 退火退火：鐵基摩擦材料的硬度比較高，這是因為材料的：鐵基摩擦材料的硬度比較高，這是因為材料的 密度大，又因為其顯微組織發(fā)生了變化，摩擦粉末片密度大，又因為其顯微組織發(fā)生了變化，摩擦粉末片 組織中珠光體和滲碳體增多就會使硬度增高，而鐵素組織中珠光體和滲碳體增多就會使硬度增高，而鐵素 體和石墨增多則會降低其硬度。硬度過高的零件需要體和石墨增多則會降低其硬度。硬度過高的零件需要 退火，零件的性能取決于退火工藝。退火，零件的性能取決于退火工藝。 無打擊密實矯正：無打擊密實矯正：矯正不要求專門的工具。在進(jìn)行此矯正不要求專門的工

11、具。在進(jìn)行此 項操作時，加壓應(yīng)避免沖擊。因此，矯正是在放在液項操作時，加壓應(yīng)避免沖擊。因此，矯正是在放在液 壓機(jī)柱塞下面的淬過火的鋼板上進(jìn)行的，而且柱塞的壓機(jī)柱塞下面的淬過火的鋼板上進(jìn)行的，而且柱塞的 行速不得超過行速不得超過30毫米秒。矯正時所采用的單位壓力毫米秒。矯正時所采用的單位壓力 不得超過材料的抗壓強度。經(jīng)矯正處理后零件的高度不得超過材料的抗壓強度。經(jīng)矯正處理后零件的高度 降低降低(對鐵基制品來說平均為對鐵基制品來說平均為0.1-0.3毫米毫米)，而其密，而其密 度和硬度得到提高。此外，硬度的提高取決于其原始度和硬度得到提高。此外，硬度的提高取決于其原始 值：原始硬度越低，矯正時的改

12、變值就越大。矯正不值：原始硬度越低，矯正時的改變值就越大。矯正不 僅能提高零件的硬度而且能消除翹曲。在某些情況下。僅能提高零件的硬度而且能消除翹曲。在某些情況下。 矯正還能減小燒結(jié)制品的厚度，使之達(dá)到圖紙的要求。矯正還能減小燒結(jié)制品的厚度，使之達(dá)到圖紙的要求。 摩擦材料硬度的測定方法：摩擦材料硬度的測定方法： 測定青銅基摩擦材料的硬度多用布氏硬度計；測定青銅基摩擦材料的硬度多用布氏硬度計； 測定鐵基材料的硬度則多用布氏硬度計和洛氏硬度計；測定鐵基材料的硬度則多用布氏硬度計和洛氏硬度計； 燒結(jié)件的硬度在機(jī)加工前測定；燒結(jié)件的硬度在機(jī)加工前測定； 至少測定三個點，取平均值作為測定值。至少測定三個點

13、，取平均值作為測定值。 6.5 粉末片與鋼背的結(jié)合質(zhì)量粉末片與鋼背的結(jié)合質(zhì)量 結(jié)合質(zhì)量檢測方法：彎曲法。用壓力機(jī)或人工將零件彎曲。結(jié)合質(zhì)量檢測方法：彎曲法。用壓力機(jī)或人工將零件彎曲。 在某些情況下，彎曲是在鋼輥上進(jìn)行的，彎曲時鋼背與鋼在某些情況下，彎曲是在鋼輥上進(jìn)行的，彎曲時鋼背與鋼 輥接觸，鋼輥的直徑取決于所測定零件的尺寸。在用彎曲輥接觸，鋼輥的直徑取決于所測定零件的尺寸。在用彎曲 法檢查摩擦粉末片與鋼背結(jié)合質(zhì)量的同時也檢查了鋼背塑法檢查摩擦粉末片與鋼背結(jié)合質(zhì)量的同時也檢查了鋼背塑 性。性。 超聲波法超聲波法 零件的彎曲角度：取決于材料的成分，材料的塑性以及零零件的彎曲角度：取決于材料的成分

14、，材料的塑性以及零 件的幾何形狀和尺寸。銅基材料：件的幾何形狀和尺寸。銅基材料：90-160，鐵基材料：，鐵基材料： 15。 檢驗結(jié)果：青銅基摩擦零件，結(jié)合質(zhì)量不合格檢驗結(jié)果：青銅基摩擦零件，結(jié)合質(zhì)量不合格報廢；報廢； 鐵基摩擦零件鐵基摩擦零件復(fù)燒。復(fù)燒。 摩擦粉末片與鋼背結(jié)合不良原因：摩擦粉末片與鋼背結(jié)合不良原因： n 鋼背電鍍層的質(zhì)量不高；鋼背電鍍層的質(zhì)量不高； n 燒結(jié)時使用了氧化了的鋼背和粉末片；燒結(jié)時使用了氧化了的鋼背和粉末片； n 違返了給定的燒結(jié)制度違返了給定的燒結(jié)制度(首先是燒結(jié)時所加壓力首先是燒結(jié)時所加壓力)； n 使用了翹曲變形的裝置。使用了翹曲變形的裝置。 6.6 顯微組

15、織檢驗顯微組織檢驗 燒結(jié)摩擦材料的顯微組織由金屬基體、不與金屬基燒結(jié)摩擦材料的顯微組織由金屬基體、不與金屬基 體相互作用的金屬和非金屬夾雜和孔隙組成。零件的物體相互作用的金屬和非金屬夾雜和孔隙組成。零件的物 理機(jī)械性能和使用性能在很大程度上取決于基體組織的理機(jī)械性能和使用性能在很大程度上取決于基體組織的 性質(zhì)、相組成及其他成分的分布。因此，對燒結(jié)摩擦材性質(zhì)、相組成及其他成分的分布。因此，對燒結(jié)摩擦材 料的顯微組織必須進(jìn)行檢驗，可是在某些情況下，燒結(jié)料的顯微組織必須進(jìn)行檢驗，可是在某些情況下，燒結(jié) 制品的生產(chǎn)者對材料顯微組織的檢驗還沒行給予應(yīng)有的制品的生產(chǎn)者對材料顯微組織的檢驗還沒行給予應(yīng)有的

16、重視。重視。 顯微組織研究方法顯微組織研究方法：顯微磨片法。：顯微磨片法。 設(shè)備設(shè)備：金相顯微鏡（彩色為佳），三維形貌儀，電子顯：金相顯微鏡（彩色為佳），三維形貌儀，電子顯 微鏡。微鏡。 腐蝕劑腐蝕劑： n 鐵基摩擦材料鐵基摩擦材料4%的硝酸酒精的硝酸酒精 n 銅基材料銅基材料第一種第一種2克重鉻酸，克重鉻酸，8毫升硫酸（比毫升硫酸（比 重重1.84克厘米克厘米3），），4毫升氯化鈉毫升氯化鈉(飽和溶液）及飽和溶液）及 100毫升蒸餾水；第二種毫升蒸餾水；第二種25克二氯化鐵，克二氯化鐵，25毫升毫升 鹽酸鹽酸(比重比重1.19克厘米克厘米3及及100毫升蒸餾水。毫升蒸餾水。 注意事項：注意事

17、項： 在進(jìn)行燒結(jié)制品的組織分析時，首先要考慮的是個別結(jié)在進(jìn)行燒結(jié)制品的組織分析時，首先要考慮的是個別結(jié) 構(gòu)成分的分布和大小。通過金屬粉末在燒結(jié)過程中擴(kuò)散構(gòu)成分的分布和大小。通過金屬粉末在燒結(jié)過程中擴(kuò)散 所形成的金屬基體所形成的金屬基體(鋼和錫及銅和鋅等鋼和錫及銅和鋅等)如是合格制品，必如是合格制品，必 須是能夠保證基體強度的完整骨架。結(jié)合力不強的骨架須是能夠保證基體強度的完整骨架。結(jié)合力不強的骨架 由于表面顆粒聚集體被剝落會降低材料的強度和耐磨性。由于表面顆粒聚集體被剝落會降低材料的強度和耐磨性。 在含有鱗片狀石墨的摩擦材料中，石墨顆粒在壓制時會在含有鱗片狀石墨的摩擦材料中，石墨顆粒在壓制時會

18、 取與壓制方向相垂直的方向。單向壓制時會形成層狀結(jié)取與壓制方向相垂直的方向。單向壓制時會形成層狀結(jié) 構(gòu)使材料的摩擦劑構(gòu)使材料的摩擦劑(例如二氧化硅例如二氧化硅)應(yīng)當(dāng)均勻地分布在金屬應(yīng)當(dāng)均勻地分布在金屬 基體中。同時，顆粒形狀和粒度也很重要，對于青銅基基體中。同時，顆粒形狀和粒度也很重要，對于青銅基 材料來說，采用粉碎粒度為材料來說，采用粉碎粒度為30-60微米的棱角狀的二氧微米的棱角狀的二氧 化硅順粒最為適宜；用浮選和沉降法所得到的球狀顆?；桧樍Ｗ顬檫m宜；用浮選和沉降法所得到的球狀顆粒 以及更細(xì)粒度的顆粒均不適宜，因為用這種二氧化硅制以及更細(xì)粒度的顆粒均不適宜，因為用這種二氧化硅制 成的材料

19、摩擦性能差。氧化鋁、鋁硅酸鹽等有類似的作成的材料摩擦性能差。氧化鋁、鋁硅酸鹽等有類似的作 用。用。 孔隙同樣應(yīng)當(dāng)均勻地分布在材料的整個體積中?？紫犊紫锻瑯討?yīng)當(dāng)均勻地分布在材料的整個體積中?？紫?度不應(yīng)超過該材料的允許極限。垂直照明腐蝕磨片及度不應(yīng)超過該材料的允許極限。垂直照明腐蝕磨片及 未腐蝕過的磨片均可很好地看出孔隙度。在制備良好未腐蝕過的磨片均可很好地看出孔隙度。在制備良好 的磨片上，孔隙很容易與灰色的鱗片狀石墨分辨開來，的磨片上，孔隙很容易與灰色的鱗片狀石墨分辨開來， 正如前面已經(jīng)指出的，孔隙形狀取決于材料的燒結(jié)方正如前面已經(jīng)指出的，孔隙形狀取決于材料的燒結(jié)方 法：無壓燒結(jié)時孔隙呈圓形，

20、加壓燒結(jié)時孔隙的取向法：無壓燒結(jié)時孔隙呈圓形，加壓燒結(jié)時孔隙的取向 與壓力方向相垂直。與壓力方向相垂直。 在研究鋼背和粉末片之間的中間區(qū)域結(jié)構(gòu)時，要檢驗在研究鋼背和粉末片之間的中間區(qū)域結(jié)構(gòu)時，要檢驗 鋼背上形成的電鍍層的厚度與均勻度、中間層的厚度鋼背上形成的電鍍層的厚度與均勻度、中間層的厚度 及均勻度；是否存在有凹陷、雜質(zhì)和疏松等現(xiàn)象。為及均勻度；是否存在有凹陷、雜質(zhì)和疏松等現(xiàn)象。為 了使燒結(jié)摩擦層與鋼背有良好的結(jié)合，大部分情況下，了使燒結(jié)摩擦層與鋼背有良好的結(jié)合，大部分情況下， 在它們之間必須有顯微硬度不小于材料基體顯微硬度在它們之間必須有顯微硬度不小于材料基體顯微硬度 的一定厚度的完整過渡中間層的一定厚度的完整過渡中間層(不得有非金屬夾雜物和不得有非金屬夾雜物和 孔隙孔隙)。 6.7 材料的摩擦性能和磨損性能材料的摩擦性能和磨損性能 摩擦材料的主要使用性能摩擦材料的主要使用性能摩擦系數(shù)及耐摩擦系數(shù)及耐 磨性取決于摩擦材料及配對零件的化學(xué)成分及組磨性取決于摩擦材料及配對零件的化學(xué)成分及組 織，也取決